Concept

Der derzeitige Verlust an Arten ist um Größenordnungen schneller als die vorher fossil dokumentierten großen fünf Wellen des Artensterbens. Diese Artenverluste warden maßgeblich durch die menschliche Nutzung natürlicher Ökosysteme ausgelöst. Das Ziel der Konvention zur Biologischen Diversität (CBD) die Rate des Artenverlustes zu reduzieren wurde vor allem wegen des steigenden Stresses auf Ökosysteme nicht erreicht. In diesem Zusammenhang wurde die Erforschung des Zusammenhanges zwischen Biodiversität und der Funktionsfähigkeit von Ökosystemen (BEF) ein dominantes Forschungsfeld in der Ökologie und Evolutionsforschung. Verschiedene basale Fragen dieses Forschungfeldes fanden bislang keine generelle Antwort. Welche Prozesse führen zu den natürlichen Mustern der Biodiversität? Wie wird Biodiversität auf lokalen, regionalen und globalen Ebenen auf den globalen Wandel und menschlichen Einfluss reagieren? Welchen Einfluss haben die Veränderungen der Biodiversität auf funktionale Aspekte der Ökosysteme?

Der aktuelle Stand der Forschung entspricht demnach nicht vollständig dem gesellschaftlichen Anspruch der Vorhersage kurz- und langfristiger Veränderungen der Biodiversität, der resultierenden Konsequenzen für Ökosystemfunktionen und Szenarien wie Gesellschaften darauf reagieren können. Obwohl die menschliche Landnutzung die bio-geochemischen Dynamiken von marinen und terrestrischen Ökosystemen beeinflusst, ist die gegenseitige Interaktion dieser Dynamiken über Ökosystemgrenzen hinweg bislang kaum untersucht. Funktionelle Biodiversitätsforschung ist dagegen vor allem beschränkt auf wenige Modellorganismen oder -gemeinschaften. In Folge schloss die BEF-Forschung vor allem die in situ Konsequenzen von Interaktionen, Adaptationen, Aussterben und Evolution kleiner Organismen (Bakterien bis Meiofauna) aus, obwohl diese Organismen überproportional zur Biodiversität, Biomasse und bio-geochemischen Dynamiken beitragen. Genauso wurden auch Zusammenhänge in Ökosystemen schlechter Erreichbarkeit wie tropischen Wäldern, Bodensystemen und offene Ozeane ignoriert. Darüber hinaus blieb BEF-Forschung auf einfache Konzepte der Biodiversität (Artenzahl) und Funktionalität (Primärproduktion) beschränkt, wodurch die Bedeutung anderer funktionaler Gruppen von Arten und anderer Integrationsebenen der Biodiversität wie der genetischen Diversität ausgeschlossen wurde. Ebenfalls nicht berücksichtigt wurden so Effekte über trophische Ebenen der komplexen Nahrungsnetze natürlicher Ökosysteme und die Interaktionen zwischen multiplen funktionalen Prozessen.

In den letzten zehn Jahren haben BEF-Experimente gezeigt, dass es positive, negative und idiosynkratische BEF-Zusammenhänge gibt, die je nach Ökosystem und Artengemeinschaft variieren. Obwohl diese Experimente detaillierte Zusammenhänge für spezifische Ökosysteme dokumentierten, konnten sie keine generelle Gesetzmäßigkeiten dokumentieren, warum die Zusammenhänge zwischen Ökosystemen und Gemeinschaften variieren. Dadurch besteht ein dringender Bedarf, BEF-Forschung mit ökologischer Theorie zusammenzuführen, um die Muster zu generalisieren. Theoretische Ökologie hat in den letzten Jahrzehnten neuartige generalisierende Modelle generiert zum Verständnis der Bedeutung von Stöchiometrie (Nährstoffzusammensetzungen), Allometrie (Körpermassenverteilungen), Nahrungsnetzstruktur und räumlichen Verteilungen von Arten. Diese unahängigen Modelle ermöglichen neuartige mechanistische Konzepte wie Arten bezüglich genereller Eigenschaften variieren und wie sich demzufolge Unterschiede in der Artendiversität und ?zusammensetzung von Lebensgemeinschaften in funktionelle Eigenschaften der Ökosysteme niederschlagen.

BEFmate wird die Forschung durch fünf zentrale Ziele erweitern:

• Ziel 1: Verständnis der Zusammenhänge zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktionen über die Grenzen zwischen marinen und terrestrischen Ökosystemen hinweg.
• Ziel 2: Beschreibung der funktionellen Konsequenzen der Verluste an Biodiversität über den gesamten tree of life und von Genen bis zu Ökosystemen.
• Ziel 3: Fusion ökologischer und evolutionärer Aspekte der funktionellen Biodiversitätsforschung.
• Ziel 4: Synthese von BEF-Forschung mit ökologischer Theorie zu Stöchiometrie, Allometrie und Nahrungsnetzstruktur.
• Ziel 5: Verständnis, wie neutral und Dispersalprozesse BEF-Zusammenhänge in Raum und Zeit beeinflussen.