DAS PARADOXON DER MOOSTIERCHEN: Wie wirkt sich die Struktur von (benthischen) Konkurrenznetzwerken auf deren Stabilität aus?

• Antragstellerin: Dr. Korinna Theresa Allhoff
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik ; Bioinformatik und Theoretische Biologie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 451967415

Wie kann es trotz heftiger Konkurrenz um eine begrenzte Ressource zu Artenansammlungen mit hoher Biodiversität kommen? Die Beantwortung dieser fundamentalen Frage in der Ökologie erfordert Einsichten in die interne Organisation eines Systems, wie zum Beispiel die Interaktionen innerhalb und zwischen den Arten, sowie in seiner externen Kontrollparameter, wie zum Beispiel die Häufigkeit von abiotischen Störungen. Artenreiche Ansammlungen von auf dem Meeresgrund lebenden Moostierchen ermöglichen solche Einsichten. Es handelt sich dabei um sesshafte Tiere, die Kolonien bilden und so um den verfügbaren Platz konkurrieren. Die Interaktionsraten zwischen den einzelnen Arten und auch die innerartlichen Interaktionen sind direkt messbar, was diese Ansammlungen zu einem einzigartigen Studiensystem macht. Unser Ziel ist es die Beziehung zwischen der Struktur solcher Artengemeinschaften und deren Stabilität zu entschlüsseln. Außerdem werden wir untersuchen, wie sich verschiedene Störungsregimes auf diese Beziehung auswirken. Zu diesem Zweck werden wir auf theoretische Ansätze aus der Erforschung komplexer Systeme zurückgreifen und diese auf unsere empirischen Daten anwenden. Genauer gesagt werden wir auf Basis der Beobachtungsdaten Energieverlustnetze konstruieren. So nennen wir ökologische Netzwerke, in denen die Knoten die Arten und die Verbindungen die Biomassenverlustraten aufgrund der Konkurrenz mit anderen Arten darstellen. Wir werden diese Netzwerke mit einer Kombination aus mathematischen Werkzeugen und Computersimulationen analysieren. Auf der Basis unserer Ergebnisse werden sich grundlegende Erkenntnisse über die Mechanismen ableiten lassen, die die Koexistenz von konkurrierenden Arten fördern und so die Stabilität artenreicher Gemeinschaften erhöhen. Mit unserem Projekt entwickeln wir also eine neue, auf empirischen Beobachtungen basierende Theorie für Konkurrenznetzwerke.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Großbritannien
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Dr. David Barnes; Dr. Richard Law; Dr. Anje-Margriet Neutel