Evolution of dispersal distance: Maternal investment leads to bimodal dispersal kernels

Since dispersal research has mainly focused on the evolutionary dynamics of dispersal rates, it remains unclear what shape evolutionarily stable dispersal kernels have. Yet, detailed knowledge about dispersal kernels, quantifying the statistical distribution of dispersal distances, is of pivotal importance for understanding biogeographic diversity, predicting species invasions, and explaining range shifts. We therefore examine the evolution of dispersal kernels in an individual-based model of a population of sessile organisms, such as trees or corals. Specifically, we analyze the influence of three potentially important factors on the shape of dispersal kernels: distance-dependent competition, distance-dependent dispersal costs, and maternal investment reducing an offspring's dispersal costs through a trade-off with maternal fecundity. We find that without maternal investment, competition and dispersal costs lead to unimodal kernels, with increasing dispersal costs reducing the kernel's width and tail weight. Unexpectedly, maternal investment inverts this effect: kernels become bimodal at high dispersal costs. This increases a kernel's width and tail weight, and thus the fraction of long-distance dispersers, at the expense of simultaneously increasing the fraction of non-dispersers. We demonstrate the qualitative robustness of our results against variations in the tested parameter combinations

FIFB. Teilprojekt 9: Modellbildung und Simulation von Austauschprozessen, Mikroevolution und Extinktionsrisiko Abschlussbericht

Available from TIB Hannover: F97B2033 / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEBundesministerium fuer Bildung, Wissenschaft, Forschung und Technologie, Bonn (Germany)DEGerman

Gedaechtnisfunktionen und Momentverfahren in der kinetischen Theorie des Verkehrsflusses Schlussbericht

Technische Informationsbibliothek Hannover: AC 6167. / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEDEGerman

Auswirkungen von Fremdstoffen auf die Struktur und Dynamik von aquatischen Lebensgemeinschaften im Labor und Freiland Schlussbericht

In the process of hazard assessment of toxicants, several types of biotests are conducted, which deliver results on the primary effects of a toxicant. These tests were carried out on different zooplankton and fish species. In order to examine whether these results can be extrapolated to the level of populations and communities, a series of experiments concerning different levels of biological integration were performed in order to ensure an integrated causal analysis of the observed effects. Individuals, Populations and small communities were exposed to different concentration 3,4-dichloroaniline (DCA). The observed secondary effects in populations and communities could be interpreted quite well using the primary effects being observed with the individuals. For testing hypotheses and prognoses, an individual-based simulation model was developed, which as yet allows to derive the dynamics of some simple laboratory populations and communities from the results of single-species tests quantitatively. In the field, studies were carried out in five lakes of different degrees of eutrophication. Populations of zooplankton and fish were studied quantitatively with respect to their population dynamics and population genetics. The results of the field observation, laboratory experiments and data from the literature were used to study the progenostic power of system models for long-term prognoses. (orig.)Es gibt eine Reihe standardisierter Biotests zur Abschaetzung des oekotoxischen Gefaehrdungspotentials, die Informationen zur Primaerwirkung eines Schadstoffes am Individuum liefern. Diese Tests werden u.a. an verschiedenen Planktonarten, sowie Fischen durchgefuehrt. Um zu pruefen, inwieweit sich die Ergebnisse derartiger Tests auf Population und Lebensgemeinschaft extrapolieren lassen, wurde eine integrierte Kausalanalyse der Effekte auf mehreren biologischen Ebenen durchgefuehrt und mehrere Modelle mit verschiedenen Modellierungsansaetzen (Individuenansatz, Differentialgleichungssysteme) entwickelt. Hierzu wurden in experimentellen aquatischen Labor- und Freilandsystemen Individuen, Populationen und Lebensgemeinschaften hinsichtlich einer Beeintraechtigung durch 3,4-Dichloranilin untersucht. Die beobachteten sekundaeren Effekte in den komplexeren Systemen, wie sie durch Wechselwirkung der Organismen zustande kommen, liessen sich aufgrund der Ergebnisse aus Lebensdatenversuchen mit Individuen gut interpretieren. Fuer einfache Lebensgemeinschaften im Labor liess sich die Dynamik mit Hilfe eines Mehr-Arten-Modells sogar quantitativ ableiten. Im Freiland wurden an fuenf verschieden eutrophen Seen Plankton- und Fischpopulationen bezueglich ihrer Populationsdynamik und Populationsgenetik quantitativ untersucht. Diese Ergebnisse wurden zusammen mit den Daten aus den Laborexperimenten und Literaturdaten dazu verwendet, um mit Systemmodellen die Prognostizierbarkeit von Langzeiteffekten zu untersuchen. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: F93B1108 / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekBundesministerium fuer Forschung und Technologie (BMFT), Bonn (Germany)DEGerman