Entflechtung wichtiger Wechselwirkungsprozesse in der Ökoevolutionsdynamik von Gemeinschaften

• Antragstellerin: Dr. Lynn Govaert
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Evolution, Anthropologie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 511084840

Der Erhalt der Artenvielfalt und Vorhersagen darüber, wie Arten auf den globalen Wandel reagieren, sind Herausforderungen für die Menschheit. Wenn sich Umweltbedingungen ändern, können Individuen wandern, um ihr Umweltoptimum zu finden, oder sie können ihre Merkmale verändern, um mit den neuen Bedingungen zurechtzukommen. Immer mehr Studien zeigen, dass Merkmalsveränderungen als Reaktion auf Umweltveränderungen erstaunlich schnell stattfinden können. Da ökologische und evolutionäre Prozesse auf ähnlichen Zeitskalen ablaufen, können sie aufeinander einwirken und reagieren, was zu ökoevolutionären Dynamiken und Rückkopplungen führt. Und da Umweltveränderungen sowohl ökologische als auch evolutionäre Prozesse verändern, muss eine ökoevolutionäre Perspektive eingenommen werden, um zuverlässige Vorhersagen über die Reaktionen von Arten treffen zu können. In der Natur sind alle Arten in Gemeinschaften eingebettet, in denen mehrere Arten miteinander interagieren und sich mit den Umweltveränderungen entwickeln. Dennoch konzentrieren sich viele Studien zur Ökoevolutionsdynamik auf die evolutionären Reaktionen einzelner Arten. Bislang fehlt ein übergreifendes Verständnis der Reaktionen in einem artenreichen Umfeld. Ich nehme an, dass die explizite Berücksichtigung von Wechselwirkungen zwischen entscheidenden Evolutionsprozessen (Selektion, genetische Drift, Genfluss, Mutation) und Gemeinschaftsprozessen (Artensortierung, ökologische Drift, Ausbreitung, Speziation) zu einem mechanistischeren Verständnis der Reaktionen von Arten und Gemeinschaften auf Umweltveränderungen führen wird und somit ein besser vorhersagbares Framework schafft. Im diesem Projekt werde ich experimentelle und theoretische Ansätze mit feldbasierten Beobachtungen kombinieren, um 3 Fragen zu beantworten: (i) Wann sind starke Wechselwirkungen zwischen evolutionären und gemeinschaftlichen Prozessen zu erwarten – mit Schwerpunkt auf der Wechselwirkung zwischen Selektion und Artensortierung? (ii) Wie verändert Drift die Wechselwirkung zwischen Selektion und Artensortierung? (iii) Wie verändert Migration die Wechselwirkung zwischen Selektion und Artensortierung? Aufgrund der komplexen Fragen und Experimente werde ich Süßwasser-Ciliaten verwenden, die zur experimentellen Prüfung konzeptioneller Fragen in der Populations- und Gemeinschaftsökologie sowie in der Evolutionsbiologie eingesetzt werden. Ich werde experimentelle Ergebnisse mit theoretischen dynamischen Modellen kombinieren und die Erkenntnisse im Feld anwenden. Bislang wurden in keiner Studie explizit Experimente oder dynamische Modelle entwickelt, die die Wechselwirkungen zwischen wichtigen evolutionären und gemeinschaftlichen Prozessen umfassend berücksichtigen. Es ist eine Herausforderung vorhersagen zu können, wie Arten auf den globalen Wandel reagieren. Deshalb ist es dringend erforderlich, dass wir die Komplexität einer Lebensgemeinschaft berücksichtigen, wenn wir die Reaktionen ‚ihrer‘ Arten auf Umweltveränderungen bewerten.

• DFG-Verfahren: Emmy Noether-Nachwuchsgruppen