Ableitung der Widerstandsfähigkeit von biologischer Vielfalt mithilfe neuartiger genetischer Ansätze zur Analyse von Arthropodengemeinschaften entlang der Chronosequenz der hawaiianischen Insel

• Antragsteller: Dr. Sven Weber
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 551085661

Die globale Biodiversitätskrise stellt eine große Herausforderung für die Menschheit dar. Ökosysteme sind nicht statisch, sondern bestehen aus ständig wechselnden Netzwerken von Arteninteraktionen, die auf ökologische und evolutionäre Kräfte reagieren. Verständnis dieser Dynamiken ist essenziell, um die Veränderungen von biologischen Gemeinschaften und deren Resilienz gegen Stressoren zu erfassen. Bislang wurden verschiedene Methoden zur Untersuchung der Resilienz eingesetzt, die sich vor allem auf die Interaktionen zwischen Arten auf der Grundlage von Koexistenzen stützen. Neuere Erkenntnisse in der molekularen Ökologie deuten jedoch darauf hin, dass die meisten Studien auf gelegentlichen Interaktionen basieren. In meinem Forschungsantrag "Ableitung der Widerstandsfähigkeit von biologischer Vielfalt mithilfe neuartiger genetischer Ansätze zur Analyse von Arthropodengemeinschaften entlang der Chronosequenz der hawaiianischen Inseln" stelle ich ein Projekt vor, das sich auf die Bewertung der Biodiversität und der ökologischen Dynamik im hawaiianischen Archipel über zwei verschiedene Zeitskalen konzentriert. Die erste Zeitskala ist ein evolutionärer Maßstab über Millionen von Jahren, der das Substratalter der hawaiianischen Inseln umfasst, während die zweite Zeitskala von 10 Jahren als ökologischer Maßstab betrachtet wird. Die Studie verwendet eine Kombination aus Umwelt-DANN (eDNA), Nahrungsanlysen und traditionell gesammelten Arthropoden, um Veränderungen der Artenzusammensetzung und der Interaktionsänderungen der Arthropoden basierend auf wahren Interaktionen zu vergleichen. Mit neuesten Trends und Methoden aus der molekularen Ökologie werden Daten für Pflanzen-Arthropoden-Interaktionen und Beute-Räuber-Interaktionen der hawaiianischen Wälder erstellt, um die Hauptthesen des Projekts zu entschlüsseln: 1. Die Diversität der nativen Arten im Verhältnis zu invasiven Arten wird auf den ältesten Inseln am höchsten sein, während die Diversität invasiven Arten auf den jüngsten Inseln am höchsten sein wird (evolutionärer Zeitmaßstab). 2. Interaktionsnetzwerke von Gemeinschaften zeigen eine höhere Spezialisierung und Modularität entlang des Substrataltersgradienten des hawaiianischen Archipels (evolutionärer Zeitmaßstab). 3. Jüngere Gemeinschaften werden von der Kolonisierung dominiert und zeigen daher größere Veränderungen (ökologischer Zeitmaßstab). Diese Hypothesen basieren auf der Prämisse, dass die Arten der älteren Inseln mehr Zeit für Evolution hatten, was zu einer reicheren und komplexeren Gemeinschaftsstruktur führt. Im Gegensatz dazu wird erwartet, dass jüngere Inseln eine höhere Diversität nicht einheimischer Arten aufweisen, da die Diversität einheimischer Arten geringer ist und daher eine geringere biotische Resistenz gegen Invasionen besteht. Die Resultate dieser Studie wären eine neue Ergänzung im Feld der Netzwerkbiologie und würden gleichzeitig offene Fragen in der Ökologie, Evolution und dem Naturschutz beantworten.

• DFG-Verfahren: WBP Stipendium
• Internationaler Bezug: USA
• Gastgeberin: Professorin Rosemary Gillespie, Ph.D.