Ist evolution essentiel für die Rettung einer Gemeinschaft?

• Antragsteller: Dr. Ruben Hermann, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Bioinformatik und Theoretische Biologie ; Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 560549853

Viele Gemeinschaften sind durch anthropogene Belastung vor ihrem Zusammenbruch bedroht. Einige können jedoch den Zusammenbruch ihrer Biomasse abzuwenden, was als Rettung der Gemeinschaft (CR) definiert wird. Während dieser Prozess schon beobachtet wurde, konnten bis jetzt die zugrunde liegenden Mechanismen nicht identifiziert werden. Dies ist jedoch essenziel um zu verstehen welche Gemeinschaften vorm Kollaps bedroht sind oder wie wirksame Maßnahmen eingeleitet werden können. Auch wenn manche Mechanismen in kleinen Experimenten identifizierbar sind, fehlt ihnen die Verbindung zu natürlichen Systemen. Das Ziel dieses Projektes ist es, die Mechanismen von CR von Experiment mit fast natürlichen Gemeinschaften herzuleiten, was diese Übertagbarkeit ermöglicht. Dies werde ich in vier Schritten erreichen. Als erstes werde ich in Zusammenarbeit mit dem CR-Experten Vincent Fugère einen Artikel verfassen, in dem ich den aktuellen Wissensstand zusammenfasse und verschiedene Dimensionen der Biodiversität identifiziere, die in CR Studien zu berücksichtigen werden sollten um das Verständnis von CR zu verbessern. Damit wird eine Grundlage für den Vergleich zwischen Experimenten sowie Beobachtungen in der Natur geschaffen. Als weites werde ich ein besehendes Modell, mit der Autorin des Modells Ellen van Velzen, wobei ich die Arten- und Merkmalsvielfalt erhöhen werde, um besser natürliche Gemeinschaften zu replizieren. In dem Prozess wird es regelmäßig mit Daten aus CR Experimenten verglichen um sicherzustellen, dass das Modell auf einem natürlichen System basiert. Als drittes werde ich, mit der Expertin für statistische Modellierung Jelena Pantel, dieses Modell mit „Approximate Bayesian Computation“ (ABC) auf empirische CR Daten anwenden um den Mechanismus herzuleiten, welcher CR zugrunde liegt. Hierfür werde ich verschiedene evolutionäre und ökologische Hypothesen mit dem statistischen Modell an empirischen Daten, aus einem Experiment in dem einer Süßwasser-Planktongemeinschaften Herbiziden hinzugefügt wurde, testen, den Mechanismus zu dieses CR Prozesses zu ermitteln. Zuletzt werde ich diese Methode auf zwei weitere CR Experimente anwenden, bei denen Säure als Stressor eingesetzt wurde, um festzustellen, ob ein anderer Stressor zu einer anderen mechanistischen Reaktion führt. ABC ermöglicht auch Rückschlüsse auf den Zustand der Gemeinschaft vor der Störung, was eine einzigartige Gelegenheit bietet, datengestützte Modellsimulationen zur Vorhersage der Wahrscheinlichkeit von CR und des zugrunde liegenden Mechanismus zu nutzen und die Abhängigkeit von CR von verschiedenen Ausgangsbedingungen der Gemeinschaft zu testen. Das von mir vorgeschlagene Projekt wird die Erforschung und Erkenntnis von CR vorantreiben und wird auch dazu beitragen, meinen Status als Forscher mit führender Expertise in der Einbeziehung statistischer Modellierung mit empirischen Daten zu etablieren, um bisher unbekannte Mechanismen der Biodiversität auf anthropogene Veränderungen abzuleiten.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Gastgeberin: Professorin Jelena Pantel, Ph.D.