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Projekt
Diversitäts- und Anpassungs-Dynamik im Phytoplankton in Abhängigkeit von biophysikalischen Prinzipien und ökologischer Geschichte
Antragsteller
Dr. Onur Kerimoglu; Professor Dr. Kai Wirtz
Fachliche Zuordnung
Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
Förderung
Förderung von 2014 bis 2016
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 257505408
Der kontinuierliche und weltweite Verlust an biologischer Vielfalt ist eines der dringlichsten Anliegen moderner Umweltforschung. Dem Problem steht aber nur eine begrenzte Kapazität entgegen, mit dem wir die Dynamik von Biodiversität vorhersagen könnten. Dies liegt insbesondere an unserem mangelnden Verständnis, wie Artengemeinschaften auf multiple Stressfaktoren reagieren: denn in der Natur treten Stressoren häufig parallel auf. Sowohl die Kombination als auch die Reihenfolge von Stressoren kann die Biodiversitäts-Dynamik beeinflussen, was die Vorhersehbarkeit von Änderungen in effektiven Eigenschaften von Artengemeinschaften und somit auch von Ökosystemen reduziert. In dem vorgeschlagenen Projekt beabsichtigen wir, einen neuen Modell-Rahmen zur Erklärung von Biodiversitäts-Dynamik des Planktons zu etablieren. Dieser Rahmen integriert physiologische, biophysikalische und optimalitäts-basierten Beschreibungen planktischer Organismen. Der Ansatz basiert auf einem adaptive trait-based model (ATBM), das bereits für Planktongemeinschaften von einem der Bewerber entwickelt wurde [Wirtz 2013: Mar. Biol 160:2319-2335]. Das Modell beschreibt die mittlere Zellgröße des Phytoplanktons als eine grundlegende Eigenschaft, die viele fitness-bezogene Prozesse wie Wachstum und Mortalität steuert. Mit diesem Modell-Rahmen wollen wir die Auswirkungen verschiedener Stressoren auf unterschiedlichen Organisationsebenen autotropher Einzeller studieren. Ein besonderer Fokus wird dabei auf die sukzessionale Veränderungen in der Größenvarianz der Gemeinschaft gelegt. Die mechanistische Grundlage des Modells sollte allerdings eine Erweiterung unserer Analyse auf langfristige und evolutionäre Anpassungen ermöglichen. Unser Projekt wird direkt mit dem in DYNATRAIT beantragten Mesokosmosexperimenten von Prof. Ulrich Sommer (GEOMAR, Kiel) interagieren. Hierbei soll das Modell weiter verbessert, und in Bezug auf die Auswirkungen der selektiven Beweidung und Nährstoff-Limitierung auf die Größen-Struktur des Phytoplanktons analysiert werden. Dies beinhaltet auch eine Rekonstruktion der in Mesokosmen beobachteten Reaktion auf individuelle und sequentielle Stress-Anwendung (Abfraß und Nährstoffmangel). Die gefundenen Mechanismen zur Biodiversitäts-Dynamik sollen über weitere Modellanwendungen auf natürliche Bedingungen extrapoliert werden, und somit unser Verständnis von multi-skaligen Veränderungen aquatischer Ökosysteme verfeinern.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
