En av de viktigste utfordringene når det gjelder å forstå de økologiske effektene av de forventede endringene i klima er å fange opp nye trender på et så tidlig stadium som mulig. Gamelon og samarbeidspartnere benyttet i et arbeid publisert i Nature Climate Change et begrep fra klimaforskningen kalt «Tid for fremvekst» (Time of Emergence) som beskriver tidspunktet når en endring i en klimavariabel avviker så mye at det kan anses som at en ny trend er etablert. I dette arbeidet ble dette begrepet anvend til å beskrive effekten av varmere vår på en kjøttmeisbestand i Nederland som har vært intenst studert siden 1985. Et overraskende resultat var at det ikke var mulig å fange opp effekten av endringene i klima hverken når man analyserte demografiske variable som reproduksjonsrater eller overlevelse og heller ikke via egenskaper til fuglene i bestanden. Den eneste måten å påvise effektene av trender i klimaet var gjennom å benytte variasjonen i størrelse av totalbestanden. Dette understreker betydningen av tilgang på gode tidsserier av bestandssvingnier. Selv hos en så godt studert art som kjøttmeis var det vanskelig å identifisere enkle indikatorer for å påvise de langsiktige effektene av konsekvensene av et endret klima.
The Centre for Biodiversity Dynamics (CBD) has developed new theories, statistical tools and mathematical models to predict impacts of natural and anthropogenic changes in the environment on the dynamics of biological diversity at different organismic levels. The central idea was to apply the theoretical framework based on analyses of dynamics of populations of single species in fluctuating environments to also include temporal and spatial variation in genetic composition within populations at a lower organismic level and in structure of communities at a higher level. The project results have been far more extensive than anticipated, resulting in formation of what has been termed the Trondheim School of Quantitative Biology. In particular, the importance of including stochastic effects caused by environmental fluctuations as well as due to random individual differences in reproduction and survival have dramatically changed our understanding of drivers for spatio-temporal dynamics in natural ecosystems.
English version
The work of the group of researchers at NTNU in population biology has produced tools to predict future development of single populations, which have contributed to the practical management of endangered or threatened species. It has now become increasingly clear that for two reasons the focus on demography of single species limits a comprehensive understanding of the impact of human activities on biological diversity. First, ecological interactions among species are well known to exert a dramatic influence on community dynamics, although interspecific interactions are largely absent in the prevailing neutral theory of community dynamics1. Second, it has more recently become widely appreciated that adaptive phenotypic evolution by natural selection and developmental plasticity produce potentially important impacts on population persistence and change of geographic range in response to climate change Thus, a new programme of research that integrates demographic and genetic mechanisms affect ing population and community dynamics, is now needed. An integrative effort is necessary because the fields of ecology and evolution are currently pursued largely independently by different researchers, each field only occasionally using the quantitative theoretical framework from the other. Such a programme operating at different organismic levels within a common theoretical framework will contribute to the development of population and conservation biology to become a predictive science. The rationale o f Centre for Dynamics of Biological Diversity (CDBD) is to develop new theories, statistical tools and mathematical models to predict impacts of natural and anthropogenic changes in the environment on the dynamics of biological diversity at different orga nismic (genetic, population and community) levels. This will provide a strong scientific foundation for new methods of conservation, management, and sustainable utilization of biodiversity.
Norwegian version
Formålet med senteret (Centre for Biodiversity Dynamics (CBD) er å foreta grensesprengende forskning i populasjonsbiologi hvor analyser av dynamikken i tid og rom til ulike biologiske system på ulikt organismenivå (gener, bestand og samfunn) analyseres innenfor et felles stokastisk teoretisk rammever k. Vår målsetning er å identifisere generelle prinsipper og mønster som kan brukes til å forutsi variasjoner i biodiversitet fra relativt enkle karaktertrekk ved systemene. Slike sammenhenger vil gjøre oss i stand til å forstå bedre hvordan ulike former for menneskelig diversitet vil påvirke det biologiske mangfoldet på ulike organismenivåer. Dette vil bli oppnådd gjennom et nært tverrfaglig samarbeid mellom biologer og matematikere. Senteret vil bidra til å forbedre det vitenskapelige grunnlaget knyttet til spørsmål som hvilke faktorer påvirker minimumsstørrelsen av levedyktige bestander, hvordan ulike typer arter kan forventes å respondere til variasjoner i miljøet forårsaket for eksempel av endringer i klima og hvordan bestander skal beskattes på en måte som sikrer ressursen også for framtidige generasjoner. Resultatene som forventes oppnådd ved senteret vil derfor bidra til forbedring av metoder for bevaring, forvaltning og bærekraftig utnytting av det biologiske mangfoldet.