Projektgruppen

• A1 | Känozoische Diversifikation und Klimawandel
• A2 | Vom Wald zur Savanne: Klimawandel, Koevolution von Herbivoren und Gräsern und die Entstehung eines neuen Ökosystems
• A3 | Biodiversitätsverlust und Klimadynamik im Quartär: Der Weg ins "Eishaus"
• A4 | Biodiversitäts- und Ökosystemreaktionen während Perioden raschen Klimawandels

PROJEKTBEREICH A: EVOLUTION UND KLIMA

Projektbereichsleiter: Prof. Dr. Alexandra Müllner, Prof. Dr. Andreas Mulch, Prof. Dr. Wolfgang Oschmann, Prof. Dr. Georg Zizka; Prof. Dr. Wilhelm Püttmann; Prof. Dr. Friedemann Schrenk

Bis zum Jahr 2050 wird ein Verlust von 15-37% der Arten prognostiziert (Thomas et al. 2004), wobei der Klimawandel zumindest der zweitwichtigste Einflussfaktor ist (Thuiller 2007).

Wie der Klimawandel langfristig die Evolution und Diversifikation der Organismen beeinflusst, ist bis heute allerdings kaum verstanden. Entscheidende Aufschlüsse kann hier die Erdgeschichte geben. So ist die heutige Biodiversität mit knapp 2 Millionen bekannten und vermutlich 10-50 Millionen existierenden Arten im Wesentlichen das Produkt der Evolution der letzten 200 Millionen Jahre (Falkowski et al. 2005, Bininda-Emonds et al. 2007). Dieser Zeitraum ist gekennzeichnet durch den Übergang von einer Treibhaus- zur gegenwärtigen Eishauswelt mit bipolaren Vereisungen (Zachos et al. 2001). Gekoppelt mit dem Abkühlungstrend ist eine deutliche Verringerung des atmosphärischen Kohlenstoffdioxidgehalts (Berner 2006, Zachos et al. 2008).

Die ursächlichen Zusammenhänge zwischen diesen globalen Klimaveränderungen und der Evolution der Organismen können heute mit einer Kombination geochemischer, paläontologischer, morphologisch-anatomischer und molekulargenetischer Untersuchungen von Fossil- und Rezentmaterial analysiert werden und lassen grundsätzlich neue Erkenntnisse über diese Wechselwirkungen erwarten. Eine Schlüsselfrage im Kontext der Wechselwirkungen Evolution-Klima betrifft die durch Klimawandel ausgelösten Veränderungen des Climatespace bzw. Ecospace von Arten. Unklar ist hier insbesondere, wie sie sich im Laufe der Evolution verändern und inwiefern sie als Artcharakteristika konstant bleiben oder variabel auf Klimawandel reagieren (Berry et al. 2005, Hoffmann 2005, Knouft et al. 2006). Von besonderer Relevanz sind die Auswirkungen zyklischer Klimaschwankungen im Quartär, da wiederholter Wechsel von Warm- und Kaltzeiten für die meisten Organismen ständig wiederkehrende Stresserhöhung bedeutet. Aus demselben Grund werden Diversitätsänderungen bestimmter Modellökosysteme, an denen kurze Zeitintervalle des Jungquartärs (hunderte bis einige tausend Jahre) mit sehr raschen Klimaänderungen untersucht werden können, einen weiteren Schwerpunkt bilden. Für beide Fragestellungen ist die Auswertung zeitlich hochauflösender Archive terrestrischer und mariner Ökosysteme vorgesehen, um die Wechselwirkungen zwischen Klima- und Biodiversitätswandel, die ökologischen Auswirkungen sehr rascher und/oder wiederkehrender Perturbationen auf biogeochemische Kreisläufe sowie die Recovery-Prozesse nach Biodiversitätseinbrüchen zu untersuchen. Die so gewonnenen Grundlagenerkenntnisse sollen dazu dienen, Abschätzungen der Langzeit-Konsequenzen des anthropogenen Klimawandels vorzunehmen sowie Empfehlungen zu Schutz- und Milderungsmaßnahmen zu entwickeln.