Räumliche Ausdehnung von Populationen mit antagonistischen Interaktionen

• Antragsteller: Dr. Jonathan Bauermann
• Fachliche Zuordnung: Statistische Physik, Nichtlineare Dynamik, Komplexe Systeme, Weiche und fluide Materie, Biologische Physik ; Biophysik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 523468936

Evolutionärer Wettbewerb bestimmt das räumlich Ausdehnenden von Populationen mit unterschiedlichen Spezies. Neue Territorien können zum Beispiel schneller von Spezies mit höheren Reproduktionsraten erschlossen werden. Jedoch können auch bei identischen Fortpflanzungseigenschaften schon zufällige Schwankungen in der Anzahl von Individuen zum Aussterben einer Art in neu erschlossenen Territorien führen. In beiden Fällen entmischen sich ursprünglich homogene Populationen und bilden räumlich Sektoren mit hoher genetischer Ähnlichkeit aus. Darüber hinaus beeinflussen auch direkte Wechselwirkungen zwischen Individuen unterschiedlicher Spezies das räumliche Ausdehnen von Populationen maßgeblich. In vorherigen Arbeiten wurde beispielsweise gezeigt, dass symbiotische Wechselwirkungen dazu führen, dass der neu erschlossene Lebensraum bevorzugt von mehreren Spezies bevölkert wird und somit die ganze Population räumlich homogen bleibt. Darüber hinaus wurde vor kurzem die statische Koexistenz von immobilen Spezies mit antagonistischen Interaktionen theoretisch und experimentell in Kolonien von Hefezellen (killer yeast) studiert. Hierbei wurde eine aus den antagonistischen Interaktionen resultierende effektive Oberflächenspannung beschrieben. Mit der mit dem hier eingereichten Vorhaben verbundener Forschung wollen wir den Einfluss von antagonistischen Wechselwirkungen auf die Ausdehnung von Populationen immobiler Spezies studieren. Zum einen wollen wir verstehen wie derartige Interaktionen das Ausdehnen der Population als Ganzes verändern. Des Weiteren wollen wir untersuchen welchen Einfluss die effektive Oberflächenspannung auf die entstehende Grenzfläche zwischen genetischen Sektoren hat. Im ersten Schritt soll diese Arbeit theoretisch in der Gruppe mit Prof. David R. Nelson (Harvard University) erfolgen. Darüber hinaus plane ich mit schon bestehenden Kollaborationspartnern von Prof. David R. Nelson zusammenzuarbeiten um auch experimentelle Realisierungen dieser Systeme zu ermöglichen und zu studieren.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeber: Professor David R. Nelson