Biotische Interaktionen und ökologische Vorhersagbarkeit

Ökologische Systeme sind außerordentlich schwer vorherzusagen. Sie umfassen viele verschiedene Arten, deren unterschiedliche Häufigkeit, ihre Wechselwirkungen und die Einflüsse externer Faktoren wie Klima oder menschliche Störungen. Es gibt Land-, Meeres- und Flussökosysteme mit sehr unterschiedlichen Arten, die untereinander und mit ihrer Umwelt auf verschiedene Weise interagieren. Ihr Verhalten zu verstehen und vorherzusagen, ist trotz der damit verbundenen Herausforderungen von grundlegender Bedeutung für die Entwicklung von Programmen zur Naturschutz und Renaturierung angesichts des globalen Wandels. Wie können wir Vorhersagen in der Ökologie verbessern - z.B. um festzustellen, welche Arten in einer Gemeinschaft zahlenmäßig zunehmen werden, oder welche zum Aussterben neigen? Veränderungen in der Abundanz von Arten werden durch ihre Geburts- und Sterberaten sowie durch die Interaktionen mit anderen Arten beeinflusst - wer frisst wen, wer bestäubt die Blüten welcher Pflanze usw. Ökologen wissen schon oft, welche Arten miteinander interagieren, aber wie diese Wechselwirkungen sich auf andere Arten auswirken, ist weit weniger klar. Es ist üblich, solche Effekte zu vereinfachen, indem man annimmt, dass bestimmte Wechselwirkungen immer einen konstanten Effekt haben. In Wirklichkeit ist dies jedoch wahrscheinlich anders - so ist es, z.B., für ein Wolf, nicht dasselbe, ein junges Reh zu fressen, als ein Weibchen, das kurz vor der Trächtigkeit steht. Das Projekt HOROS ist nach einem altgriechischen Wort benannt, das Grenze oder Limit bedeutet. Damit wollen wir uns den Grenzen der Vorhersagbarkeit in den ökologischen Wissenschaften annähern: was können wir vorhersagen, in welchem Umfang und mit welchem Grad an Sicherheit. HOROS wird das erste Projekt sein, das explizit quantifiziert, wie verschiedene Arten von Interaktionen (Raub, Wettbewerb, Gegenseitigkeit) in ihren demografischen Auswirkungen zwischen verschiedenen Arten und Ökosystemtypen variieren. Zu diesem Zweck werden wir statistische Zeitreihenmethoden entwickeln, die wir auf Datensätze aus terrestrischen, marinen und Fluss- Ökosystemen anwenden werden. Die Analyse, wie Wechselwirkungen in ihren demografischen Auswirkungen variieren, wird der erste Schritt zum Aufbau solche Vorhersagemodellen sein. Variablere Wechselwirkungen bedeuten wahrscheinlich, dass ökologische Systeme schwieriger vorherzusagen sind, oder dass das Zeitfenster, in dem eine genaue Vorhersage möglich ist, kleiner ist. Wir werden anhand unserer Interaktionsdaten Vorhersagemodelle erstellen und validieren, um zu verstehen, welche Ökosysteme mit größerer Sicherheit vorhergesagt werden können und welche Methoden für diese Aufgabe besser geeignet sind. Insgesamt wollen wir dazu beitragen, robustere und realistischere Vorhersagen für ökologische Systeme zu entwickeln, die wir angesichts der aktuellen Klima- und Biodiversitätskrise dringend benötigen.