POLARPROG-Polarforskningsprogram

Klimaendringer truer biodiversitet, og spesielt i Arktis, men kunnskapen om de økoevolusjonære konsekvensene er mangelfull. Det har særlig vært en utfordring å få samlet inn nødvendige data på både demografiske, genetiske og romlige prosesser, og å kombinere disse i statistiske modelleringsverktøy hvor miljøstokastisitet tas høyde for. Dette har begrenset mulighetene til å predikere romlig eksplisitt bestandslevedyktighet under klimaendringer, et viktig mål for forvaltning og bevaringsbiologi. I dette prosjektet bruker vi en tverrfaglig tilnærming med svalbardrein som modellorganisme for å (1) forstå hvordan samspillet mellom økologiske og evolusjonære prosesser på kort og lang sikt kan bufre mot (eller øke sårbarheten til) miljøendringer; og (2) utvikle ny metodikk for prediksjoner av bestanders levedyktighet ved å ta høyde for romlige, demografiske og genetiske prosesser under klimaendringer og habitatfragmentering. Dette krever innovativ metodikk. Prosjektet vil kombinere moderne økoevolusjonær teori og statistisk modellering av empiriske data på migrasjon (genutveksling), demografi, genotyp-fenotyp-fitnessammenhenger og "ancient" og kontemporært DNA. Dette gjør det mulig å kvantifisere viktige seleksjonsprosesser og miljøeffekter på bestandsdynamikk og -genetikk over både tiår og millenier. Ved å linke stokastiske prosesser i økologi og evolusjon, vil prosjektet kunne predikere romlig eksplisitt bestandslevedyktighet under framtidige endringsscenarier for klima og habitatfragmentering, som f.eks. gjennom tap av sjøis. Resultatene og metodikken vil være generaliserbare og anvendbare for andre systemer og vil kunne bidra til forbedret miljøforvaltning gjennom realistiske levedyktighetsprediksjoner for bestander som påvirkes av habitattap og klimaendringer. Prosjektet kan derved bidra til nye retningslinjer for hvordan miljøforvaltningen kan redusere sannsynligheten for utdøelse av fragmenterte og truede arter, og minimere tap av biodiversitet.

Climate change may threaten biodiversity, particularly in the Arctic, but our empirical understanding of its eco-evolutionary consequences is poor. One challenge has been to obtain and integrate data on demographic, genetic, and spatial processes in joint statistical modelling frameworks accounting for environmental stochasticity. This has restricted our ability to predict spatially explicit population viability under global warming, an urgent conservation and management task. We will apply an interdisciplinary approach on wild Svalbard reindeer to (1) understand how the interplay of short- and long-term ecological and evolutionary processes can buffer against (or increase vulnerability to) environmental change, for then to (2) develop novel methodology for empirical-based predictions of population viability accounting for spatial, demographic, and genetic processes under climate change and habitat fragmentation. This requires new interdisciplinary frameworks. We will apply state-of-the-art eco-evolutionary theory and statistical modelling to empirical data on dispersal, demography, genotype-phenotype-fitness distributions, and ancient and contemporary DNA. This allows quantification of selection processes and environmental impacts on population dynamics and genetics over decades and millennia. By linking stochastic processes in ecology and evolution, this enables us to predict spatially explicit population viability under future climate and habitat connectivity (e.g., sea-ice) scenarios. The results and methodology will be generalisable and applicable to other systems and contribute to improved conservation and management by providing realistic predictions of population viability in fragmented landscapes subject to climate change. New guidelines can be developed that reduce threatened and fragmented species’ extinction probabilities, guiding future management and conservation decisions that minimize loss of biodiversity.