Veränderte Interaktionen in einem sich wandelnden Klima: Kombination von Modellierung und experimentellen Methoden zur Entfaltung der Folgen der Erwärmung auf die Prädation innerhalb der Gilde bei Odonata

• Antragsteller: Professor Dr. Boris Schröder-Esselbach; Professor Dr. Frank Suhling
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen ; Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 556214684

Ziel des Forschungsprojekts ist es, die Auswirkungen des Klimawandels auf die Prädation innerhalb der Gilde (IGP) bei Süßwasserinsekten zu untersuchen. Verschiebungen in biotischen Interaktionen können ganze Gemeinschaften erheblich verändern, wenn interagierende Arten und ihre ontogenetischen Stadien unterschiedlich auf den Klimawandel reagieren. Unser Ziel ist es, besser zu verstehen, wie sich insbesondere die Erwärmung auf solche Interaktionen auswirkt und welche Folgen dies auf der Ebene der Gemeinschaft haben kann. Unser Modellsystem sind Libellen, bei denen die größenabhängige Prädation innerhalb der Gilde eine Rolle spielt. Die größeren Larven fressen die kleineren Larven, und je größer die Größenunterschiede zwischen Räuber und Beute sind, desto ausgeprägter ist die IGP. Zwei Mechanismen, die mit der Erwärmung zusammenhängen, können Verschiebungen in der Größenstruktur einer Gemeinschaft verursachen: (1) Die Entwicklung und das Wachstum der Larven können aufgrund artspezifischer Temperaturreaktionen asymmetrisch beeinflusst werden. (2) Verschiebungen in der Phänologie können die Reihenfolge ändern, in der Arten ein Ökosystem besiedeln (z. B. durch Reihenfolge der Eiablage oder durch Veränderungen der Eientwicklung). Die Auswirkungen der Erwärmung auf die Interaktionen hängen daher von der Stärke und Symmetrie der Erwärmungseffekte auf verschiedene Arten ab. Relevante Variablen sind die Auswirkungen steigender Wassertemperaturen auf Entwicklung und Phänologie, aber auch die Auswirkungen zunehmender Trockenheit. Nachdem wir in einem früheren Projekt ein mechanistisches Modellierungssystem für Libellenlebenszyklen entwickelt haben, werden wir einen innovativen Ansatz in diesem Projekt anwenden, indem wir zunächst numerische Simulationsexperimente durchführen und diese anschließend durch Laborexperimente evaluieren. Unser Projekt umfasst drei Arbeitspakete (WP): WP 1: Numerische Experimente zur Simulation der IGP bei verschiedenen Erwärmungsszenarien und verschiedenen Artenkombinationen unter Verwendung mechanistischer Modelle. Dies ist möglich, da die meisten Modellparameter aus Vorarbeiten bekannt sind. Die Modellergebnisse dienen der Vorhersage möglicher Auswirkungen von Wechselwirkungen. WP 2: Laborexperimente zur Untersuchung spezifischer Komponenten von Wechselwirkungen. Die Planung folgt den Ergebnissen von Schritt 1, der die Auswahl der Versuchspläne bestimmt. Dieses Verfahren reduziert die Notwendigkeit, vollständig faktorielle Versuchspläne durchzuführen, d. h. den experimentellen Aufwand zu verringern. Die Experimente werden auch zur Bewertung der Modelle verwendet. WP 3: Modellierung auf Landschaftsebene, die darauf abzielt, die Ergebnisse der Schritte 1 und 2 auf die größere Landschaftsebene zu übertragen, d. h. Vorhersagen von Veränderungen auf Landschaftsebene zu ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen