Module 20-EEC-4 Animal Ecology in a changing world

Die Studierenden erwerben Kenntnisse über Artenvielfalt, Techniken des Habitatvergleichs, räumliche Aspekte der Ökologie und Meta-Populationen, klimatische Veränderungen und den Einfluss von Fragmentierung auf Verbreitung und Abundanz, statistische Analyse multivariater Daten, Monitoringtechniken für Vogel-, Insekten- und Amphibienarten, detailliertes Wissen über tierisches Verhalten im Feld, Datenerhebung, Datenanalyse, Räuber-Beute-Beziehungen. Sie erlernen zusätzlich die Grundlagen ökologisch-evolutionärer Modellierung und gewinnen eigene Erfahrungen in der eigenen Modellierung entsprechender Modelle und dem Abgleich mit empirischen Daten.

Students acquire knowledge of species diversity, habitat comparison techniques, spatial ecology and meta-populations, climate impacts and fragmentation impacts on distribution and abundance, statistical analysis of multivariate compositional data, amphibian, bird and insect monitoring techniques, detailed knowledge how to measure animal behavior in the field, data collection, data analysis, predator prey interactions. In addition, they learn the essentials of eco-evolutionary modeling and get hands-on modeling experience by developing their own eco-evolutionary model and connecting it to empirical data.

Der Mensch beeinflusst den Planeten auf verschiedenste Arten und Weisen, und verursacht Veränderungen in nie zuvor gemessener Geschwindigkeit. Studien dokumentieren den Rückgang von Wirbeltier- und Insektenpopulationen während der letzten Jahrzehnte. Allerdings gibt es auch einige Erfolgsgeschichten mit enormen Zuwächsen der Populationsgrößen in den letzten Jahren, was zeigt, dass sich einige Arten sich der sich verändernden Umwelt anpassen. In welchem Ausmaß können wir erwarten, dass sich Arten anpassen anstatt auszusterben wenn sich ihr Habitat verändert (evolutionary rescue)? Welche Rolle spielt phänotypische Plastizität bei der Reaktion einer Population auf Umweltveränderungen? Unterscheiden sich Individuen in ihrer Fähigkeit, sich sich verändernden Umweltbedingungen anzupassen? Und ist es möglich, individuelle Unterschiede und sich verändernde Umweltbedingungen zu messen? Wie verändert die Evolution von Schlüsselarten ihre Interaktion mit anderen Arten und die Abläufe im gesamten Ökosystem? Gibt es tipping points in der Fähigkeit von Arten oder Lebensräumen, sich an sich verändernde Umweltbedingungen anzupassen? Diese und andere Themen werden im Modul besprochen. Zusätzliche Veranstaltungen thematisieren Theorien zu öko-evolutionären Interaktionen und individuenbasierte Modelle.

Im praktischen Teil arbeiten die Studierenden an unterschiedlichen Projekten, beispielsweise zu den Themen i) Artzusammensetzung und Habitatvergleich bei Käfern und anderen Insekten, ii) Feuersalamanderlarven-Monitoring (BSal-monitoring), iii) Monitoring verschiedener Singvogelpopulationen, iv) Nistkastenpopulationen von Blaumeisen, beispielsweise individuelle Reaktionen auf sich ändernde Frühlingstemperaturen. Darüber hinaus werden sie ihre eigenen öko-evolutionären Modelle auf der Grundlage der in 20-EEC-3 erworbenenen Modellierfähigkeiten sowie der in dem Modul erworbenen praktischen Kenntnisse erstellen. Diese Modelle werden mit Daten aus der Literatur und eigens im Kurs erhobenen Daten gespeist.

Our species modifies the world in various ways, resulting in faster changes than ever reported. Studies document the decline of vertebrate and insect populations over the last decades. However, there are also a few success stories showing an enormous increase of population sizes within the last years, indicating that some species seem to adapt to the changing environment. To what extent can we rely on species adapting rather than going extinct when their environment changes (evolutionary rescue)? What is the role of phenotypic plasticity in a population’s response to environmental change? Do individuals differ in their ability to plastically adjust to a changing environment? And can we measure individual differences as well as environmental changes? How does the evolution of a keystone species alter the interactions it has with other species, and the functioning of the entire ecosystem? Are there tipping points in a populations’ or ecosystem’s ability to respond to environmental change? These are some of the topics covered by the lectures in this module. Additional lectures will cover the theory of eco-evolutionary interactions and individual-based modeling.

In the practical part, students will work on different projects, which could potentially involve i) species composition and habitat comparison in beetles and other insects, ii) fire salamander larvae monitoring (BSal-monitoring), iii) monitoring of various songbird populations, iv) blue tit nest box population, e.g. individual responses to changing spring temperatures. In addition, they will develop their own eco-evolutionary model, building on modeling skills from 20-EEC-3 and drawing on their experiences in the empirical part of the module. Such models will be informed by data from the existing literature together with new data generated during the course.

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