Modellierung multipler Matching-Mechanismen in heterogenen Umgebungen

• Antragsteller: Peter Nabutanyi, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie ; Bioinformatik und Theoretische Biologie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 567158919

Während viele Modelle die Anpassung von Merkmalen in einheitlichen Umgebungen erklären, ist unser Verständnis der Anpassung in heterogenen Umgebungen noch in der Entwicklung. Die Anpassung an eine heterogene Umgebung kann durch eine Änderung des Phänotyps, eine Änderung der Umgebung oder beides erfolgen. Das heißt, Organismen können ihre Fitness verbessern, indem sie ihre lokale Umgebung verändern (die sogenannte „Lebensraumgestaltung“), in eine neue Umgebung umziehen (die sogenannte „Lebensraumwahl“) oder ihren Phänotyp ändern. Während Modelle einzelner Anpassungsmechanismen schnell zugenommen haben, sind Modelle, die mehrere Mechanismen untersuchen, selten. Die wenigen Modelle zeigen deutlich, dass sich diese Mechanismen nicht unabhängig voneinander entwickeln. Stattdessen interagieren sie eng und bieten jeweils unterschiedliche Lösungen für dieselbe grundlegende Herausforderung, nämlich die Anpassung des Phänotyps eines Organismus an seine Umgebung zu verbessern. Die Anpassung an die drei Mechanismen, d. h. Änderung des Phänotyps, Lebensraumgestaltung und Lebensraumwahl, kann feste Merkmale, reaktive Merkmale oder beides umfassen. Mit fixen Merkmalen meinen wir Merkmale, die sich aus der Entwicklung eines Organismus ohne nicht-genetischen Input ergeben, während sich reaktive Merkmale auf Merkmale beziehen, die als Reaktion auf externe Faktoren entstehen. Bei einer Änderung des Phänotyps bezieht sich der reaktive Teil auf ein gut untersuchtes Phänomen der phänotypischen Plastizität, während sich der fixe Teil auf die Entwicklung eines normalen Organismusmerkmals bezieht. Auch die Habitatkonstruktion und -auswahl kann sowohl fixe als auch reaktive Komponenten haben. Angesichts der grundlegenden Unterscheidung zwischen Anpassung mit fixen Merkmalen und Anpassung mit reagierenden Merkmalen und um das allgemeine Anpassungsphänomen besser zu verstehen, müssen wir diese Unterscheidung der Anpassung über fixe oder reagierende Merkmale kategorisch auf alle drei Anpassungsmechanismen anwenden und untersuchen. Meines Wissens nach gibt es keine veröffentlichten Modelle, bei denen sich alle drei Mechanismen gemeinsam entwickeln. Dieser Vorschlag hat daher zwei Hauptforschungsziele. (a) Wie entwickeln sich die drei Anpassungsmechanismen gemeinsam und koexistieren? Wo und wann erwarten wir, dass jeder der drei Anpassungsmechanismen wirksam wird? und (b) Wie dringt ein Mechanismus in ein System ein, in dem bereits ein anderer Mechanismus etabliert ist? Unter welchen Bedingungen kann ein Mechanismus in ein System eindringen und sich dort etablieren, in dem bereits ein anderer Mechanismus etabliert ist?

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: Spanien
• Gastgeber: Professor Pim Edelaar, Ph.D.