Beschreibung

• Die Variabilität funktioneller Eigenschaften von Individuen, Populationen und Lebensgemeinschaften ermöglicht ihnen eine fortwährende Anpassung an sich verändernde Umweltbedingungen. Dies führt zu Rückkopplungseffekten einschließlich öko-evolutionärer Dynamiken zwischen diesen Eigenschaften und den Biomassen. Unsere mathematischen Modelle tragen zu einer einheitlichen Theorie bei, die diese Rückkopplungseffekte in Räuber-Beute Systemen und komplexeren Nahrungsnetzen erklärt. Wir nehmen an, dass (1) die verfügbare Variabilität (funktionale Diversität) die Dynamiken der Biomassen und der funktionellen Eigenschaften beeinflusst und dass (2) diese Dynamiken wiederum zusammen mit den Zielkonflikten zwischen den funktionellen Eigenschaften den Erhalt der Variabilität und damit das zukünftige Anpassungspotenzial bestimmen.Wir wenden verschiedene Modellierungsansätze an: Mehrarten-Modelle, die Verschiebungen der Arten(Klon)-zusammensetzung erlauben; Modelle, die die gesamte Eigenschaftsverteilung abbilden; aggregierte Modelle, die die volle Eigenschaftsverteilung approximieren; sowie Hybridmodelle, welche die Vorzüge eines Mehrarten- und eines aggregierten Modells kombinieren. Unsere Ziele sind:1. Eine Synthese der aktuellen Theorie über die Rückkopplungen zwischen funktionellen Eigenschaften und Biomassen in bi-trophischen Nahrungsnetzmodellen. Wir konzentrieren uns darauf (1) wie verschiedene Nahrungsnetzstrukturen durch evolutionäre Diversifizierung von Räubern und ihrer Beute entstehen, und (2) wie Unterschiede in der Nahrungsnetzstruktur und den funktionellen Eigenschaften die Dynamik von Lebensgemeinschaften in einem multidimensionalen Eigenschaftsraum beeinflussen.2. Die Erweiterung unserer Modelle auf tri-trophische Systeme einschließlich Nahrungsketten ohne und mit Omnivorie, um zur mechanistischen Interpretation von experimentellen tri-trophischen Systemen beizutragen.3. Die Entwicklung adaptiver Nahrungsnetz-Module, die die Eigenschaften und Dynamik von komplexen planktischen Nahrungsnetzen widerspiegeln. Hierzu werden wir unsere neuesten Einsichten aus den eher abstrakten Modellen mit umfassenden Daten des Bodensees verbinden, um die Wirklichkeitsnähe von biogeochemischen Modellen für bestimmte Ökosysteme zu verbessern.4. Eine kritische Gegenüberstellung der entwickelten Theorie und der empirischen Daten, um die Wirklichkeitsnähe der mathematischen Modelle zu verbessern. Dazu werden wir eng mit vier experimentell arbeitenden Partnern in diesem Schwerpunktprogramm zusammenarbeiten, um den experimentellen Aufbau zu optimieren, die experimentellen Ergebnisse interpretieren zu helfen, und die Ergebnisse aus verschiedenen Versuchsansätzen miteinander zu vergleichen.5. Synergien innerhalb DynaTrait fördern, z.B. Synthesepapiere schreiben und Sommerschulen abhalten. Die zu erwartenden Ergebnisse werden eine Überprüfung fundamentaler Konzepte in der Ökologie anregen, welche als Grundlage des Naturschutzes dienen.

Projektlaufzeit

• 01.07.2014 - 30.06.2017