Aarhus Universitets segl

Forskning

Hovedmål:

Vores forskning omfatter vidtfavnende undersøgelser af populationens genetiske diversitet og artspræstation på tværs af landskaber og landbrugspraksis for at nå følgende mål:

  • Fastslå, om fald i arthropode-overflod er forbundet med populationsgenetisk tilbagegang, som er afgørende for bestandens vedholdenhed og modstandsdygtighed.
  • Bestem, hvordan interaktioner mellem overflod, artsspecifikke egenskaber og arealanvendelse/landskabsparametre påvirker populationens genetiske diversitet, ved at bruge et landskabsdækkende prøveudtagningsdesign til at vurdere deres effekt på nutidige populationer, og museumsprøver til at bestemme tidsmæssige ændringer i genetisk diversitet.
  • Etablere, hvordan populationens genetiske diversitet påvirker organismers ydeevne, og dermed økosystemtjenester, ved eksperimentel vurdering af ydeevne i 'almindelig have'-miljøer.
  • Udvikle og anvende en forudsigelig modelleringsramme til at analysere de kombinerede virkninger af genetiske, økologiske og miljømæssige faktorer på populationens genetiske diversitet og til at udvikle forvaltningsstrategier til bevarelse af (genetisk) biodiversitet og økosystemtjenester.
  • Udvikle og udbrede strategier til at bevare bæredygtige populationer af arter og deres genetiske mangfoldighed.

Projekter og tilgange

.

Landskaber, arealanvendelse og genetisk diversitet

Store fald i leddyrbestande (insekter, edderkopper osv.) er blevet rapporteret i de senere år, og det tilskrives faktorer som intensivering af landbrug og skovbrug, habitatforringelse og klimaændringer. Vi vil vurdere indvirkningen af ​​arealanvendelsesparametre for at teste virkningerne af dyrkningspraksis, for eksempel Conservation Agriculture sammenlignet med konventionelt landbrug, og typen af ​​omgivende landskaber på leddyrbestandens genetiske diversitet. Dette vil give hidtil usete data vedr. virkningen af ​​arealanvendelse på artropod-diversitet og populationsgenetik, herunder økosystemtjenesteudbydere.

Genomiske analyser på spatio-temporal skala

Vi vil vurdere de genetiske konsekvenser af leddyrsnedgang ved hjælp af flere tilgange:

I) museomik – sekventering af repræsentative museumseksemplarer i historiske tidsserier, som vil sætte os i stand til at forbinde befolkningsudsving og fald med ændringer i genetisk diversitet.

II) helgenom (gen)sekventering af nutidige prøver på tværs af landskaber og populationer, for at koble populationsgenetik til arters demografi, livshistorie, landskabssammensætning og arealanvendelse.

III) eDNA-prøvetagning udviklet til at overvåge samfund og undersøge økologiske funktionelle netværk. Dette inkluderer anvendelse af eDNA-metabarcoding til vurdering af artsdiversitet og samfundssammensætning og udvikling af overvågnings-eDNA-værktøjer til bevaring af leddyr.

Kobling mellem generisk diversitet og funktionel respons

Fald i populationsstørrelse forårsager risiko for indavl og tab af genetisk diversitet. Dette kan føre til nedsat organismefunktion, for eksempel øget sårbarhed over for sygdomsudbrud på grund af nedsat diversitet i immungener; eller lavere modstandsdygtighed over for stressende forhold såsom hurtige temperaturændringer. Desuden kan populationer være hæmmet af negative effekter på frugtbarhed, levedygtighed og andre vigtige livshistorietræk. I kombination kan de reducerede præstationer forårsage tab af gavnlige økosystemtjenester, der er afhængige af høj befolkningstæthed. Vi vil tage en eksperimentel tilgang til at vurdere effekten af ​​populationens genetiske diversitet på funktionelle responser i et almindelig havemiljø for at kunne etablere en direkte sammenhæng mellem populationensgenetisk diversitet og organismens ydeevne. Dette er nøglen til at forstå økologiske konsekvenser af populationsnedgang.

Et integreret framework for forudsigelig modellering

Vi vil integrere data om genetisk diversitet og funktionelle reaktioner i relation til arealanvendelse og landskabsstruktur i en procesbaseret modelleringsramme for at:

I) generere testbare forudsigelser om, hvordan arealanvendelse og landbrugspraksis former populationens genetiske variation;

II) teste effektiviteten af ​​ledelsesstrategier til opretholdelse af genetisk diversitet.

Modellen vil blive udviklet på RangeShifter-modelleringsplatformen. RangeShifter er en stokastisk, proces- og individbaseret model, der integrerer livshistorier, befolkningsdynamik og spredningsprocesser, der udspiller sig i virkelige landskaber, der tegner sig for forskellige arealanvendelser og strukturer. Derudover integrerer modellen eksplicit modellering af neutral og adaptiv genetik.

Bevarelse af mangfoldighed og økosystemtjenester

Vi vil inkludere interessenter i udviklingen af ​​forvaltningspraksis med det mål at forbedre leddyrdiversiteten og økosystemtjenesterne. Dette vil omfatte formidling af grundlæggende viden om arters biologi, der udfører økosystemtjenester i kombination med anbefalinger om, hvordan man implementerer forvaltningspraksis for at bevare dem. Forudsigende modellering i RangeShifter vil udvikle retningslinjer for, hvordan integreret forvaltningspraksis kan forbedre leddyrs artsdiversitet og genetik. Vi vil udvikle workshops og anvende forskellige formidlingsplatforme til at engagere samfundet i denne bestræbelse.