Von Seeschwalben und dem Wandel: öko-evolutionäre Dynamik in einer sich schnell verändernden Umwelt

• Antragstellerin: Dr. Maria Moiron Cacharron
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 540199894

Evolutionäre Veränderungen können sich relativ schnell auf ökologische und demografische Prozesse auswirken und somit die Fähigkeit von Populationen beeinflussen, sich schnell an Umweltveränderungen anzupassen. Diese Erkenntnis hat zu einer raschen Zunahme von empirischen Studien geführt, die das Vorhandensein von Rückkopplungen zwischen Ökologie und Evolution ("öko-evolutionäre Dynamik") in freier Wildbahn und im Labor zeigen. Daher sind jetzt hypothesengetriebene Fallstudien erforderlich, die explizite Vorhersagen über das Vorhandensein und das Ausmaß dynamischer Rückkopplungen zwischen Ökologie und Evolution machen, um Populations- und Artendynamiken besser zu verstehen und vorhersagen zu können. In diesem Projekt wird mittels theorie- und hypothesengetriebener Experimente ein funktionelles Verständnis für öko-evolutionäre Dynamiken entwickelt. Eine Neuheit dieses Projekts ist, dass theoretische Betrachtungen bezüglich dichte- und häufigkeitsabhängiger Selektion und Umweltveränderungen herangezogen werden um explizite Vorhersagen bezüglich des Auftretens von Evolution zu machen. Wir werden diese Fragen anhand eines einzigartigen, Individuen-basierten Langzeit-Datensatzes einer freilebenden Population von Flussseeschwalben (Sterna hirundo) untersuchen. Diese Daten sind bereits verfügbar. Zunächst werden wir das biologisch relevanteste Dichte-Maß (Populationsdichte vs. individuelle Brutdichte) charakterisieren, welches eine Variation der sozialen Umwelt bedingt. Dieses Maß wird dann verwendet, um zu untersuchen, wie die Variation der Dichte öko-evolutionäre Dynamiken beeinflusst. Durch das Testen auf dichteabhängige Selektion werden wir den Zusammenhang zwischen natürlicher Selektion und Populationsdynamik direkt quantifizieren. Zweitens werden wir dichte- und häufigkeitsabhängige Selektionsmuster in einer einzelnen Analyse kombinieren um einem komplexeren, realistischeren Szenario der öko-evolutionären Dynamiken in der freien Natur Rechnung zu tragen. Diese Analyse wird dazu beitragen, die komplexe Rolle der einzelnen Selektionsprozesse und ihrer Wechselwirkungen auf die Dynamik zwischen Evolutionsrate und Populationsgröße zu verstehen. Drittens werden wir die Auswirkungen verschiedener abiotischer Faktoren auf die Fähigkeit der Populationen, sich an schnelle Umweltveränderungen anzupassen, und die demografischen Kosten dieser Anpassungen untersuchen. Der Fokus liegt dabei auf der Art der Selektionsprozesse, die den Veränderungen der evolutionären Reaktionen zugrunde liegen (ein anhaltender Rückgang der Nahrungsverfügbarkeit vs. ein plötzlicher Pandemieausbruch). Dieses Projekt wird neue Erkenntnisse darüber liefern, wie öko-evolutionäre Rückkopplungen von sich schnell verändernden Umweltbedingungen beeinflusst werden, wie sie beispielsweise in Folge des Klimawandels auftreten. Daher werden die Ergebnisse letztendlich auch dabei helfen die Zukunft der biologischen Diversität besser vorherzusagen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen