Forschungsbereich „Biodiversität und Komplexität“

Dieser Forschungsbereich versucht herauszufinden, wie die komplexe Struktur natürlicher Ökosysteme zu deren hohe biologischer Vielfalt führt. Dies schließt natürliche Auslese, die Interaktion verschiedener Arten, räumliche Verteilungsprozesse sowie Makroevolution ein. Dazu kommen Ansätze wie Theorie und Modelling sowie mechanistische Experimente, global verteilte Experimente sowie globale Datensätze zum Einsatz.


Forschungsfragen

Wie bestimmen funktio­nale Eigen­schaften von Indivi­duen und die Umwelt die Fit­ness, Koexis­tenz und die Zusammen­setzung von Gemein­schaften?

Umwelt­bedingungen filtern die funktio­nalen Eigen­schaften von Arten ent­sprech­end ihrer Fit­ness, was zu bestimm­ten Biodiver­sitäts­mustern führt.
Zu verstehen, wie Gemein­schaften auf Umwelt­gradien­ten reagieren, ist der Schlüs­sel zu einem Verständ­nis von Vergangen­heit, Gegen­wart und zukünf­tigen Konse­quenzen des globalen Wandels der Biodiver­sität (Change, Society).

Wie beein­flussen bio­tische Inter­aktionen und die ökolo­gischen Netz­werke, die aus diesen ent­stehen, die Zusammen­setzung von Gemein­schaften und Biodi­ver­sität über tro­phische Ebenen hinweg?

In lokalen Gemein­schaften inter­agieren Arten auf viele Weisen und in verschie­denem Umfang. Dies hat einen Ein­fluss auf die Struk­tur und die Stabi­li­tät von Netz­werken und bestimmt die Zusammen­setzung von Gemein­schaften und die Biodi­ver­sität. 
Zusammen mit Umwelt­gradien­ten führen die aktuellen Verän­derungen der Biodi­versi­tät (Change) zu einer Umstruk­turie­rung ökolo­gischer Netz­werke – mit weit­reichenden Auswir­kungen auf die Öko­system­funktionen (Functions), die sie aufrecht­erhalten.

Welche Prozesse beein­flussen das Auftreten von Bio­diver­sitäts­mustern über räum­liche Skalen hinweg – von Gemein­schaf­ten über Meta­gemein­schaf­ten hin zu Biomen?

Die Bewe­gung und Ver­brei­tung von Arten führt zur Ent­ste­hung bestimm­ter Bio­diver­sitäts­muster über räum­liche Skalen hinweg – von loka­len Gemein­schaften über Meta­gemein­schaf­ten bis hin zu bio­geo­graph­ischen Skalen.
Die räum­liche Ver­tei­lung dieser Bio­diver­sitäts­muster wird durch die mensch­liche Land­nut­zung und die zuneh­mende Frag­mentie­rung von Lebens­räumen (Change) stark beein­flusst. Bewe­gungs- und Ver­brei­tungs­prozesse sind aus­schlag­gebend für die Bil­dung loka­ler Gemein­schaf­ten und die daraus resul­tieren­den Öko­system­funk­tionen (Functions).

Wie beein­flusst die evolu­tionäre Diver­sifizie­rung die groß­räumige Zusammen­setzung von Arten­gemeinschaften und Biomen?

Die aktuellen Biodiver­sitäts­muster sind das Ergeb­nis von Arten­bildung, Ausster­be­prozes­sen und der Ent­wick­lung bestimmter Eigen­schaf­ten ent­sprechend umfas­sender bio­tischer und abio­tischer Gradien­ten. 
Makro­evolutionäre Diver­sifi­kation wird möglicher­weise durch mikro­evo­lutio­näre Prozesse bestimmt (Molecular), die wiede­rum stark von dem Zusammen­spiel zwischen Eigen­schaf­ten und Umwelt abhängig sind.


Key publications

Dunker, S., Motivans, E., Rakosy, D., Boho, D., Mäder, P., Hornick, T. and Knight, T.M. (2020). Pollen Analysis Using Multispectral Imaging Flow Cytometry and Deep Learning. New Phytologist 229, DOI: 10.1111/nph.16882

Medienmitteilung: Turbo für die Bestimmung von Blütenpollen

Gauzens, B., Rall, B. C., Mendonca, V., Vinagre, C., and Brose, U. (2020). Biodiversity of Intertidal Food Webs in Response to Warming across Latitudes. Nature Climate Change 10, DOI: 10.1038/s41558-020-0698-z

Karakoç, C., Clark, A.T., and Chatzinotas, A. (2020). Diversity and Coexistence Are Influenced by Time-Dependent Species Interactions in a Predator–Prey System. Ecology Letters 23, DOI: 10.1111/ele.13500

Rüger, N., Condit, R., Dent, D.H., DeWalt, S.J., Hubbell, S.P., Lichstein, J.W., Lopez, O.R., Wirth, C., and Farrior, C. E. (2020). Demographic Trade-Offs Predict Tropical Forest Dynamics. Science 368, DOI: 10.1126/science.aaz4797.

Medienmitteilung: Ein Blick in die Zukunft der Tropenwälder

Onstein, R. E., …, Barratt, C. D., …, and Kissling, W. D. (2020). Palm Fruit Colours Are Linked to the Broad-Scale Distribution and Diversification of Primate Colour Vision Systems. Proceedings of the Royal Society B-Biological Sciences 287, DOI: 10.1098/rspb.2019.2731

Medienmitteilung: Farbensehen bei Primaten mit dem Vorkommen farbiger Palmfrüchte verknüpft


LeiterInnen des Forschungsbereichs

Ulrich Brose (iDiv, FSU)
ulrich.brose@idiv.de

Stan Harpole (UFZ, iDiv, MLU)
stan.harpole@idiv.de

Tiffany Knight (MLU, UFZ, iDiv)
tiffany.knight@idiv.de

Ingolf Kühn (UFZ, MLU, UL)
ingolf.kuehn@ufz.de

Renske Onstein (iDiv, UL)
renske.onstein@idiv.de

Mitwirkende iDiv-Mitglieder

  • Harald Auge (UFZ, iDiv),
  • Helge Bruelheide (MLU, iDiv),
  • Jonathan Chase (iDiv, MLU),
  • Antonis Chatzinotas (UFZ, UL, iDiv),
  • Nico Eisenhauer (iDiv, UL),
  • Karin Frank (UFZ, iDiv),
  • Volker Grimm (UFZ, iDiv),
  • Martina Hermann (FSU, iDiv),
  • Jens Kattge (MPI BGC, iDiv),
  • Kirsten Küsel (FSU, iDiv),
  • Alexandra Muellner-Riehl (UL, iDiv),
  • Robert Paxton (MLU, iDiv),
  • Christine Römermann (FSU, iDiv),
  • Nadja Rüger (iDiv, UL),
  • Josef Settele (UFZ, MLU, iDiv),
  • Thorsten Wiegand (UFZ, iDiv),
  • Christian Wirth (UL, MPI BGC, iDiv)
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