Liebe Studierende,
wir bieten Ihnen eine Vielzahl von Projekten zur Auswahl, die Sie als Forschungsmodul oder als Bachelor- oder Masterarbeit bearbeiten können.
Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Prof. Dr. Meike Wittmann. Vielen Dank!
Die Individuen vieler Tierarten unterscheiden sich voneinander, und sie leben in heterogenen Umgebungen. Um zu überleben und sich fortzupflanzen, wählt jedes Individuum anhand verschiedener Anhaltspunkte den Lebensraum aus, der am besten zu seinen physischen Merkmalen passt. Dieser Prozess wird als Habitat- oder Nischenwahl bezeichnet.
Verschiedene Arten und Individuen gehen bei der Wahl ihrer Nischen auf unterschiedliche Weise vor. Zudem verändert sich die Umwelt durch den ständigen Klimawandel kontinuierlich. Daher kann die Wahl des Lebensraums das Überleben und den Fortpflanzungserfolg eines Individuums erheblich beeinflussen, was wiederum das Überleben der gesamten Population beeinflussen kann. Daher ist es von entscheidender Bedeutung zu verstehen, wie sich verschiedene Arten der Nischenwahl auf das Überleben der Population in einer sich verändernden Umwelt auswirken.
In diesem Projekt soll untersucht werden, wie verschiedene Arten Lebensraumpräferenzen (Nischenwahl) zeigen, indem verschiedene Experimente mit der von Ihnen bevorzugten Programmiersprache simuliert werden. Anschließend werden wir bewerten, wie die Nischenwahl die langfristige Populationsdynamik beeinflusst.
Projektleitung: Dr. Peter Nabutanyi
Während Individuen in kleinen Populationen einige Vorteile genießen, z. B. geringere Konkurrenz, können sie auch mit Problemen konfrontiert werden, z. B. der Schwierigkeit, Paarungspartner zu finden, oder erhöhtem Raubbau. Dies kann zu einem so genannten demografischen Allee-Effekt führen, bei dem die Pro-Kopf-Wachstumsrate der Population bei kleinen Dichten sinkt. In schweren Fällen können solche Allee-Effekte zum Aussterben von Populationen führen, die unterhalb einer bestimmten Populationsgröße liegen.
Bisherige Modelle zu Allee-Effekten gingen im Allgemeinen davon aus, dass alle Individuen in der Population hinsichtlich ihrer demografischen Merkmale gleich sind. Wir wissen jedoch, dass es innerhalb von Populationen bei vielen dieser Merkmale eine große individuelle Variation gibt. Und individuelle Variationen, z. B. beim Paarungsverhalten, könnten Allee-Effekte und Aussterbeschwellenwerte stark beeinflussen.
Ziel dieses Projekts ist es, eine Literaturrecherche durchzuführen, um herauszufinden, was derzeit über die Auswirkungen individueller Merkmalsvariationen auf Allee-Effekte bekannt ist. Wir möchten ein einfaches, auf Individuen basierendes Modell entwickeln, um die Folgen individueller Variationen, z. B. im Partnerfindungsverhalten, auf Aussterbeschwellenwerte zu untersuchen.
Projektleitung: Prof. Dr. Meike Wittmann
Isle Royale ist eine kleine Insel und ein Nationalpark im Lake Superior zwischen Kanada und den USA. Sie beherbergt eine kleine, fast isolierte Wolfspopulation, die aufgrund einer Inzuchtdepression ständig vom Aussterben bedroht ist.
Nachdem die Population auf nur zwei Individuen geschrumpft war, die gleichzeitig Vater und Tochter und Halbgeschwister waren, beschlossen die Behörden, 2018 und 2019 19 Wölfe vom Festland einzuführen. Dadurch hat sich die Population inzwischen auf über 30 erholt. Aufgrund der geringen Größe der Insel ist jedoch davon auszugehen, dass die Populationen auf Isle Royale immer klein und anfällig für Inzuchtdepressionen sein werden. Weitere Eingriffe könnten erforderlich werden.
Im Rahmen dieses Projekts soll untersucht werden, wie ein Wiederansiedlungsprogramm aussehen könnte, das die Populationsdynamik so wenig wie möglich beeinträchtigt, aber langfristig nachhaltig ist.
Projektleitung: Prof. Dr. Meike Wittmann
Pflanzen produzieren eine große Vielfalt an chemischen Abwehrstoffen. Viele sind flüchtig, d. h. sie verdampfen aus der Pflanze und können von Pflanzenfressern wahrgenommen werden.
In diesem Projekt werden Sie untersuchen, wie die chemische Vielfalt innerhalb und zwischen den Pflanzenteilen die Pflanzenabwehr beeinflusst. Zu diesem Zweck werden Sie ein bestehendes Modell der Chemodiversität erweitern. Sie programmieren diese Erweiterung des Modells in C++, führen Simulationen durch und analysieren die Daten, die Sie
produziert.
Projektleitung: Frans Thon, Doktorand
Eine Art des Polymorphismus bei Pflanzen ist das Vorhandensein oder Fehlen von Verteidigungsmerkmalen gegen Pflanzenfresser, seien es giftige Chemikalien, Dornen oder Trichome. Manchmal koexistieren verteidigte und nicht verteidigte Pflanzen derselben Art auf demselben Fleck, und eine der möglichen Erklärungen für diese Koexistenz ist das selektive Verhalten von Pflanzenfressern: Wenn nicht verteidigte Pflanzen im Überfluss vorhanden sind, werden Pflanzenfresser selektiv und meiden verteidigte Pflanzen, während Pflanzenfresser unselektiv nach Nahrung suchen, wenn ihre bevorzugte Nahrungsquelle knapp ist. Dies führt zu einer frequenzabhängigen evolutionären Dynamik bei Pflanzen.
Im Rahmen des Projekts soll untersucht werden, wie individuelle Verhaltensvariationen bei Pflanzenfressern (z. B. ihre individuelle "Wählerschaft" für ihre bevorzugte Nahrung) die Populationsprozesse für die Pflanzenarten, die sie fressen, beeinflussen.
Es wird von Ihnen erwartet, dass Sie die Literatur durchsuchen, ein bestimmtes Studiensystem auswählen und ein einfaches individuelles Modell entwickeln, um die Dynamik der Interaktionen zwischen Pflanzen und Pflanzenfressern unter verschiedenen Verhaltensszenarien zu simulieren.
Borkenkäferausbrüche stellen heute eines der größten Probleme für die Waldbewirtschaftung dar. In den europäischen Wäldern bereitet der Europäische Fichtenborkenkäfer, Ips typographus, die größte Sorge. Das Risiko von Ausbrüchen wird durch den Klimawandel noch verstärkt: Störungen der jahreszeitlichen Temperaturmuster, Dürreperioden, großflächige Baumbrüche usw. Diese Faktoren erhöhen die Anfälligkeit der Wälder für Borkenkäferbefall sowohl durch ihre Folgen für die Bäume als auch durch ihre Auswirkungen auf die Entwicklungszyklen und das Verhalten der Käfer.
Ziel dieses Projekts ist es, die Literatur über die Auswirkungen des Klimawandels auf das Verhalten und die Populationsdynamik von Ips typographus zu studieren, um die Hauptrisikoquellen für Käferausbrüche in deutschen Wäldern aufgrund des Klimawandels zu bewerten und anschließend ein einfaches Modell für die quantitative und qualitative Analyse des Problems zu entwickeln.
Das Programm NetLogo ermöglicht es, ohne Programmier-Vorkenntnisse individuenbasierte Modelle zu erstellen. Solche Modelle sind nützlich, um zum Beipiel Räuber-Beute Beziehungen (Wölfe und Schafe) oder aber auch die Auswirkungen von Gummi- und Palmölpreisen auf die Entscheidungen indonesischer Kleinbauern zu untersuchen.
Dieses Modul bietet Ihnen die Möglichkeit, Grundlagen der individuenbasierte Modellierung zu erlernen. Sie suchen sich selbst (in Absprache) ein Thema und eine Fragestellung aus. Dann erstellen sie ein einfaches Modell in NetLogo und stellen Ihre Ergebnisse in einem Projektbericht oder einer Präsentation vor.
Projektleitung: Mathias Spangenberg, Doktorand
"Species distribution models" (SDMs) lernen, unter welchen (Umwelt-)Bedingungen eine Art vorkommt oder auch nicht. SDMs haben unter anderem die Aufgabe, die Verteilung von Arten für noch nicht untersuchte Stellen vorherzusagen. Für häufige Arten klappt das sehr verlässlich. Die Daten für seltene Arten sind aber in der Regel limitiert. Dadurch sind Vorhersagen für seltene Arten in der Regel weniger verlässlich.
Um diese Problem zu lösen, wurden SDMs entwickelt die untersuchen, ob es Korrelationen zwischen seltenen und häufigeren Arten gibt. Die Idee ist, dass Informationen über häufigere Arten auch dazu genutzt werden können, Vorhersagen für seltene Arten zu verbessern.
Sie haben die Möglichkeit, sich in SDMs einzuarbeiten. Sie werden Vorhersagen mit einem SDM (SDM1) machen, das Korrelationen zwischen seltenen und häufigen Arten berücksichtigt. Diese Vorhersagen werden sie mit denen eines anderen SDMs vergleichen. Das Ziel ist es, den praktischen Nutzen von SDM1 zu untersuchen.
Vorkenntnisse in R sind ein großer Vorteil, ebenso die Bereitschaft, englische Publikationen zu lesen.
Projektleitung: Mathias Spangenberg, Doktorand