Wechselwirkungen bei der Evolution von Ausbreitungsdistanz und Auswanderwahrscheinlichkeit
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Mit Hilfe individuenbasierter Simulationsmodelle (sowohl Patch-Matrix Modelle, als auch Gitterbasierte Modelle) haben wir untersucht, wie sich die Kosten der Ausbreitung auf die Form der Ausbreitungsfunktion auswirken. Üblicherweise wird angenommen, dass die für Pflanzen beobachteten - und auch in theoretischen Studien prognostizierten - Distanzverteilungen mit einem relativ großen Anteil an extrem weit wandernden Individuen (fat tailed kernels) auch bei Tieren auftreten sollten. Wir zeigen jedoch, dass diese Form von Ausbreitungsfunktionen nur für Situationen gilt, in welchen Kosten nur für die mittlere Ausbreitungsdistanz eines Strategietyps („kernel-specific cost") nicht aber für die von einem Individuum zurückgelegte Ausbreitungsdistanz („distance-dependent cost") anfallen. Bei Tieren, bei denen Ausbreitungskosten üblicherweise unmittelbar von der Ausbreitungsdistanz abhängen, ist deshalb nur in Ausnahmefällen mit so genannten „fat-tailed" Ausbreitungsfunktionen zu rechnen. In dynamischen Landschaften, in welchen die lokalen Habitatqualitäten sowie die lokalen Populationsdichten große raum-zeitliche Schwankungen aufweisen, wird das Ausbreitungsverhalten sehr stark durch die Suche nach besseren Lebensbedingungen bestimmt. Hier erwarten wir üblicherweise einen relativ hohen Individuenaustausch zwischen lokalen Habitatflecken. In solchen Situationen zeigen regionale Populationen nur eine geringe genetische Substruktur. Insbesondere hohe Ausbreitungskosten oder geringe Variabilität der Lebensbedingungen können jedoch zu extrem geringem Genfluss und damit zu einer ausgeprägten genetischen Struktur in einer Metapopulation fuhren. In dieser Situation kann die Verwandtenselektion, d.h. die Vermeidung von Ressourcen und Paarungskonkurrenz mit verwandten Individuen ganz maßgeblich zur Evolution der Ausbreitung beitragen. Mit Hilfe eines Modellierungsansatzes, der den Einfluss der Verwandtenselektion neutralisiert, haben wir ihren Beitrag zur Evolution des Ausbreitungsverhaltens quantifizieren können. Die Evolution von Ausbreitungsentscheidungen bzw. Ausbreitungsstrategien wird letztlich maßgeblich dadurch bestimmt, mit welchen Kosten Ausbreitung verbunden ist, welche Variabilität in fitnessrelevanten Attributen in einer Landschaft existieren und über welche Informationen hinsichtlich dieser Attribute Individuen verfügen (können), wie z.B. der Populationsdichte. Unterscheiden sich Individuen, z.B. Individuen der beiden Geschlechter, in irgendeinem dieser Aspekte, so sollte Evolution auch die Entstehung von unterschiedlichen Ausbreitungsstrategien begünstigen. Wir haben dies exemplarisch für die Evolution von geschlechtsspezifischen Ausbreitungsstrategien untersucht.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2006) Evolution of spatial pattern in dispersal strategies. Oikos, 114, 544-552
Gros A., Hovestadt T. & Poethke H.J.
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(2006) Parameterizing, evaluating and comparing metapopulation models with data from individual-based simulations. Ecological Modelling, 199, 476-485
Hilker P.M., Hinsch M. & Poethke H.J.
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(2007) The relative contribution of individual and kin selection in the evolution of density-dependent dispersal rates. Evolutionary Ecology Research 9, 41-50
Poethke H.J., Pfenning B. & Hovestadt T.
