Evolutionary ecology of life history strategies
Evolutionäre Ökologie von Lebenslaufstrategien
Die Lebenslaufstrategie eines Organismus definiert eine komplexe, aufeinander abgestimmte evolutive Anpassung der Merkmale eines Organismus an die Umwelt, die die Wahrscheinlichkeit seines Überlebens und seiner erfolgreichen Fortpflanzung erhöhen. Daher untersuchen wir die Zusammenhänge zwischen verschiedenen Merkmalen bei rezenten Wirbeltiergruppen (z.B. zwischen Körpergröße und Wurfgröße bei Säugetieren), den Einfluss von Umweltbedingungen auf deren Ausprägung, aber auch die Änderung der Merkmale verschiedener Taxa im Laufe der Evolutionsgeschichte. Die für rezente Arten erlangten Erkenntnisse werden eingesetzt, um basierend auf phylogenetischen Informationen eine Vorhersage der Ausprägung der Merkmale bei fossilen Taxa zu erstellen. Die „Metabolic Theory of Ecology“ (MTE) erklärt die Skalierung dieser Merkmale von Arten mit der Skalierung der basalen metabolischen Rate. Unterschiede in Merkmalen zwischen Taxa werden dabei nur durch Unterschiede in der Körpertemperatur verursacht. Unsere Datensätze zu rezenten Wirbeltiergruppen ermöglichen auch einen Test der Prognosen der MTE.
Lebenslaufstrategien in rezenten Wirbeltieren: Wir untersuchen auf interspezifischer Ebene Zusammenhänge zwischen verschiedenen Merkmalen (z.B. Körpergröße und Lebensdauer) der Lebenslaufstrategie von Arten aus den Wirbeltiergruppen Säugetiere, Vögel, Reptilien, Amphibien und Fische. Die Daten zu den Merkmalen der Arten stammen aus einschlägigen Datenbanken und der Literatur. Die Untersuchung der Zusammenhänge zwischen den Merkmalen erfolgt mit Standard- und phylogenetisch-kontrollierten Regressionsmodellen.
Lebenslaufstrategien von Sauropoden und triassischen marinen Reptilien: Mit Hilfe der Regressionsmodelle, die für nah verwandte, rezente Taxa der fossilen Taxa von uns erstellt wurden, schätzen wir aus der Körpergröße verschiedene Reproduktionsmerkmale, Merkmale zu ihrem Altern und zu ihrem Wachstum. Die Merkmale der fossilen Taxa sind entweder direkt im Fossilbericht dokumentiert (z.B. Gelegegröße) oder werden von uns indirekt aus dem Wachstumsbeleg in Langknochen abgeleitet (z.B. Sterbealter, Alter bei Geschlechtsreife).
Thermophysiologie von Dinosauriern: Die Abschätzung der Körpertemperatur und die Frage, ob fossile Organismen endotherm oder ektotherm waren, kann offensichtlicher weise nur indirekt angegangen werden. In unserer Forschung verwenden wir für fossile Organismen ihre maximale Wachstumsrate als Surrogat der metabolischen Rate. Letztere kann mittels Modellierung aus dem Wachstumsbeleg in Langknochen abgeleitet werden. Ob z.B. Dinosaurier endotherm oder ektotherm waren untersuchen wir mit mathematischen Modellen.
Beteiligte Forscher:
Eva Maria Griebeler, Jan Werner, Konstantin Hallmann,
in Kooperation mit Martin Sander (Steinmann-Institut, Bonn), Nicole Klein (Museum für Naturkunde, Stuttgart), Nikolaos Sfakianakis (Mathematik, Universität Mainz)
Ausgewählte Publikationen:
Klein, N., Griebeler E.M. (im Druck) Bone histology, microanatomy, and growth of the nothosauroid Simosaurus gaillardorti (Sauropterygia) from the Upper Muschelkalk of southern Germany/Baden-Württemberg. Comptes rendus Palevol.
Klein N., Neenan J., Scheyer T., Griebeler E.M. (2015) Growth patterns and life history strategies in Placodontia (Diapsida: Sauropterygia). Royal Society Open Science DOI: 10.1098/rsos.140440
Werner J., Griebeler E.M. (2014) Allometries of maximum growth rate versus body mass at maximum growth indicate that non-avian dinosaurs had growth rates typical of fast growing ectothermic sauropsids. PLOS ONE, 9(2):e88834. DOI: 10.1371/journal.pone.0088834.
Griebeler E.M. (2013). Body temperatures in dinosaurs: What can growth curves tell us?. PLOS ONE, 8(10):e74317, DOI/10.1371/journal.pone.0074317.
Werner J., Griebeler, E.M. (2013). New insights into non-avian dinosaur reproduction and their evolutionary and ecological implications. PLOS ONE, 8(8):e72862, DOI 10.1371/journal.pone.0072862.
Griebeler E.M., Klein N., Sander P. M. (2013). Aging, maturation and growth of sauropodomorph dinosaurs as deduced from growth curves using long bone histological data: an assessment of methodological constraints and solutions. PLOS ONE, 8(6): e67012, DOI 10.1371/journal.pone.0067012.
Müller D.W.H., Codron D., Werner J., Fritz J., Hummel J., Griebeler E.M., Clauss M. (2012): Dichotomy of eutherian reproduction and metabolism. Oikos, 121:102-115.
Werner J., Griebeler E.M. (2012). Reproductive investment in moa: a K-selected life-history strategy? Evolutionary Ecology, 26(6) 1391-1419.
Werner J., Griebeler E.M. (2011). Reproductive Biology and Its Impact on Body Size: Comparative Analysis of Mammalian, Avian and Dinosaurian Reproduction. PLOS ONE, 6(12): e28442. doi:10.1371/journal.pone.0028442.
Sander M., Christian A., Clauss M., Fechner R., Gee C.T., Griebeler E.M., Gunga H.-C., Hummel J., Mallison H., Perry S.F., Preuschoft H., Rauhut O.W.M., Remes K., Tütken T., Wings O., Witzel U. (2011). Biology of the Sauropod Dinosaurs. The Evolution of Gigantism. Biological Reviews, 86(1): 117-155.
Buse J., Griebeler E.M., Niehus N. (2013). Rising temperatures explain past immigration of the thermophilic oak-inhabiting beetle Coraebus florentinus (Coleoptera: Buprestidae) in south-west Germany. Biodiversity and Conservation, 22(5): 1115-1131.
Buse J., Griebeler E.M. (2012). Determinants and congruence of species richness patterns across multiple taxonomic groups on a regional scale. International Journal of Zoology, Article ID 297657, DOI 10.1155/2012/297657.
Koch K., Ziegler D.A., Griebeler E.M. (2012). Nischenmodell für Sympetrum striolatum (Odonata: Libellulidae). Libellula Supplement, 12: 151-160.