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    Sonderforschungsbereich 1047

    Projekt C6 Poethke/Hovestadt

    Der evolutionäre Wert zeitlicher Koordination und seiner Präzision bei Insekten

    Zusammenfassung

    Innere Uhren spielen eine maßgebliche Rolle beim Timing von Tagesaktivitäten und Lebenslauf-Entscheidungen wie Verpuppung, Schlupf oder Reproduktion. Wir analysieren phänotypische und genetische Komponenten der Fitness adäquaten Timings - und damit der Genauigkeit innerer Uhren - quantitativ. Dazu wird der Einfluss zeitlicher wie räumlicher Variabilität z.B. des Klimas oder der Pflanzenphänologie sowie intraspezifischer Konkurrenz auf die Evolution stabiler Timing Strategien (Schlupfphänologien) untersucht. Exakt gleichzeitiger Schlupf kann in der Regel keine effektive Strategie sein: Risikostreuung, Konkurrenzvermeidung oder unvorhersehbare Habitatheterogenität sollten interindividuelle Variabilität im Schlupfzeitpunkt begünstigen. Diese Faktoren beeinflussen den evolutionären Wert exakten Timings und damit den selektiven Druck auf die Genauigkeit innerer Uhren.

    Unser Projekt umfasst analytische Ansätze und individuen-basierte Simulationen der (evolutionären) Dynamik von Insektenpopulationen; solche Simulationen erlauben Fitness Vorteile unterschiedlicher Timing Strategien zu quantifizieren. Langzeitdaten zu Klima und Pflanzenphänologie können als Eingangsdaten verwendet werden. Die Modelle, die wir entwickeln, können mit geringen Modifikationen auch auf Probleme des Timings von Tagesaktivitäten (z.B. Nahrungssuche) angewandt werden, wo vergleichbare Probleme der Unvorhersehbarkeit und der Konkurrenzvermeidung auftreten.

    Unser Fokus liegt auf dem frühjährlichen Schlupf bzw. Aktivitätsbeginn von drei exemplarischen Insektenarten: Honigbienen (soziale Insekten), solitäre Bienen (Pollensammler) und Blattläuse (Herbivore). Diese drei Arten(gruppen) repräsentieren ein breites Spektrum hinsichtlich der Bedeutung der Saisonlänge (kurz bzw. lang) des Nahrungsangebots und der Intensität intraspezifischer Konkurrenz für die Fitnessbedeutung (genauen) Timings. Timing ist in diesen Arten wichtig um z.B. das zeitlich begrenzte Ressourcenangebot ihrer Wirtspflanzen auszunutzen oder ungünstige Ereignisse wie (späte) Frosttage zu meiden. Es ist bekannt, dass neben inneren Uhren Umweltfaktoren wie Mindesttemperatur bzw. Temperatursumme das Timing von Entscheidungen beeinflussen. Ziel ist es, zu ermitteln, welche Umweltreize (am besten) geeignet sind, zukünftige Bedingungen zu prognostizieren.

     

    Publikationen

    • Suitable triggers for timing the transition from worker to sexual production in annual eusocial insects Hovestadt, T; Degen, T; Mitesser, O in Insectes Sociaux (2018). 1–9.
    • Explaining the variability in the response of annual eusocial insects to mass-flowering events Hovestadt, Thomas; Mitesser, Oliver; Poethke, Achim; Holzschuh, Andrea in Journal of Animal Ecology (2018). 88(1) 178–188.
    • Altered sex-specific mortality and female mating success: ecological effects and evolutionary responses Degen, Tobias; Hovestadt, Thomas; Mitesser, Oliver; Hölker, Franz in Ecosphere (2017). 8(5) e01820-n/a.
    • Mating timing, dispersal and local adaptation in patchy environments Lakovic, Milica; Mitesser, Oliver; Hovestadt, Thomas in Oikos (2017).
    • Saving the injured: Rescue behavior in the termite-hunting ant Megaponera analis Frank, Erik Thomas; Schmitt, Thomas; Hovestadt, Thomas; Mitesser, Oliver; Stiegler, Jonas; Linsenmair, Karl Eduard in Sci Adv (2017). 3(4) e1602187.
    • The evolution of simultaneous progressive provisioning revisited: extending the model to overlapping generations Mitesser, Oliver; Poethke, Hans-Joachim; Strohm, Erhard; Hovestadt, Thomas in Behavioral Ecology and Sociobiology (2017). 71(8) 127.
    • The evolution of density-dependent dispersal under limited information Poethke, Hans Joachim; Kubisch, Alexander; Mitesser, Oliver; Hovestadt, Thomas in Ecological Modelling (2016). 338 1–10.
    • Explicitly solvable bilinear optimal control problems with applications in ecology Verriest, Erik I.; Dirr, Gunther; Helmke, Uwe; Mitesser, Oliver in Proceedings of the 22nd International Symposium on Mathematical Theory of Networks and Systems, T. T. Georgiou (ed.) (2016). 538–541.
    • Street lighting: sex-independent impacts on moth movement Degen, Tobias; Mitesser, Oliver; Perkin, Elizabeth K; Weiß, Nina-Sophie; Oehlert, Martin; Mattig, Emily; Hölker, Franz in J Anim Ecol (2016). 85(5) 1352–1360.
    • The evolution of optimal emergence times: bet hedging and the quest for an ideal free temporal distribution of individuals Poethke, Hans Joachim; Hovestadt, Thomas; Mitesser, Oliver in Oikos (2016). 125(11) 1647–1656.
    • The Adequate Use of Limited Information in Dispersal Decisions Poethke, Hans Joachim; Kubisch, Alexander; Mitesser, Oliver; Hovestadt, Thomas in The American Naturalist (2015). 187(1) 136–142.
    • Dispersal Timing: Emigration of Insects Living in Patchy Environments Lakovic, Milica; Poethke, Hans-Joachim; Hovestadt, Thomas in PLoS One (2015). 10(7) e0128672.
    • High Female Survival Promotes Evolution of Protogyny and Sexual Conflict Degen, Tobias; Hovestadt, Thomas; Mitesser, Oliver; Hölker, Franz in PloS one (2015). 10(3)
    • Coping with shorter days: do phenology shifts constrain aphid fitness? Joschinski, Jens; Hovestadt, Thomas; Krauss, Jochen in PeerJ (2015). 3 e1103.
    • Evolutionary responses to climate change in parasitic systems Chaianunporn, Thotsapol; Hovestadt, Thomas in Global Change Biology (2015). 21(8) 2905–2916.
    • Annual dynamics of wild bee densities: attractiveness and productivity effects of oilseed rape Riedinger, Verena; Mitesser, Oliver; Hovestadt, Thomas; Steffan-Dewenter, Ingolf; Holzschuh, Andrea in Ecology (2015). 96(5) 1351–1360.
    • Specialization and phenological synchrony of plant–pollinator interactions along an altitudinal gradient Benadi, Gita; Hovestadt, Thomas; Poethke, Hans-Joachim; Blüthgen, Nico in Journal of Animal Ecology (2014). 83(3) 639–650.

    Kontakt/Contact

    Prof. Dr. Thomas Hovestadt
    Animal Ecology and Tropical Biology
    Field Station Evolutionary Ecology
    University of Wuerzburg  
    Glashuettenstr. 5  
    D-96181 Rauhenebrach

    Web: Prof. Dr. Thomas Hovestadt