Das Projekt "Vorhersage und Erklaerung des Verhaltens und der Belastbarkeit von Oekosystemen unter veraenderten Umweltbedingungen - Teilprojekt N3: Die Stickstoffversorgung von Fichten und ihre Auswirkung auf phytophage Insekten - Das Fichten-Homopteren System als Modell" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bayreuth, Bayreuther Institut für Terrestrische Ökosystemforschung, Abteilung Tierökologie durchgeführt. Studien ueber biogeochemische Prozesse in Oekosystemen vernachlaessigen ueblicherweise Herbivore wegen der experimentellen Schwierigkeiten ihre Haeufigkeit, Verteilung oder bionomischen Strategien zu manipulieren und die Effekte abzuschaetzen. Blattlaeuse sind vergleichsweise leicht zu handhaben und sie koennen die Wuchsleistung ihrer Wirtspflanzen stark beeinflussen. Oft scheiden sie grosse Mengen an Honigtau aus, eine energiereiche Ressource, die die Verteilung und Haeufigkeit von Honigtaukonsumenten, wie Mikroorganismen oder Ameisen beeinflussen kann, die ihrerseits die Wege der Naehrstoffe durch ein Oekosystem beeinflussen koennen. Die Untersuchung ueber die Auswirkungen von Blattlaeusen auf Oekosystemprozesse hatte zwei Ziele: a) zu zeigen, dass Blattlaeuse eine Ursache der raeumlichen und zeitlichen Heterogenitaet in den Naehrstofffluessen eines Oekosystems sind und b) wichtige und unwichtige Informationen auf dem Individuen und Populationsniveau zu identifizieren, wenn Oekosystemfragestellungen untersucht werden. Die verwendeten Untersuchungsmethoden beinhalteten Labor- und Feldexperimente und beruecksichtigten verschiedene Skalen. Auf der Ebene der Individuen wurde gezeigt, dass die Pflanzenqualitaet und Temperatureffekte die Reproduktionsbiologie und Honigtauproduktion von Cinariden entscheidend beeinflussen. Allerdings sind die Kombinationseffekte auf die Fitness der Blattlaeuse nicht trivial. Auf der Ebene der Populationen waren Raeuber-Beute-Beziehungen sowie Blattlaus-Ameisen-Interaktionen fuer die Populationsdynamik der Blattlaeuse bestimmend. Ebenso konnte eine enge Beziehung zwischen der Populationsdynamik der Cinariden auf Fichten und der Populationsdynamik von Mikroorganismen in der Phyllosphaere gezeigt werden. Auf der Ebene des Oekosystems wurde der Weg des Honigtaus und seiner Umsetzungsprodukte (zB DOC, DON, NO3-N, NH4-N) von der Kronentraufe bis zur Bodenloesung in einem Fichtenbestand und in einem Simulationsexperiment verfolgt. Wir konnten zeigen, dass Blattlaeuse signifikant die oberirdischen und unterirdischen Kohlenstoff- und Stickstoffkreislaeufe beeinflussen. Die Verknuepfung der Oekologie von Blattlaeusen und Mikroorganismen mit biogeochemischen Prozessen in Oekosystemen kann das Verstaendnis ueber das Verhalten von Waldoekosystemen erweitern.
Das Projekt "Die individuellen Präferenzen für umweltgerechte Tätigkeiten in Abhängigkeit von Motivationsstruktur und Informationsangebot" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kiel, Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik durchgeführt.
Das Projekt "Individualitaet in der Biologie - unterschiedliche Konzepte und ein neuer Ansatz aus der Sicht der Prozessontologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Zürich, Institut für Umweltwissenschaften durchgeführt. In this century different biologists have tried to put forward dynamic concepts of evolution in the light of new empirical and theoretical discoveries. However, these concepts are still embedded in the Aristotelian-Cartesian ontology based on the static nature of substances and matter. This project plans to first present four major concepts in the life sciences and critically work out their ontological background: 1. The Evolutionary Synthesis combines the Darwinian theory of evolution with the results of modern genetics. 2. The Open Systems Theory holds that every organism represents an open system interacting with its environment. 3. The Hierarchy Theory postulates that biological phenomena, especially those connected with emergence (the appearance of new and unpredictable qualities), in the end can be interpreted as reflections of the hierarchical organization of nature. 4. The Symbiotic Theory assumes that the eucaryontes developed from several procaryontes living in a symbiotic relationship. Symbio(gene)sis is therefore an important source of evolutionary novelty. It will be shown how functional units from the gene to the ecosystem are defined in the above-mentioned concepts and why they are treated as 'individual' entities. The respective ontological prerequisites will be analyzed and compared. It is the starting position of this project, that with the traditional ontological foundations it is not possible to properly appreciate the dynamic nature of these concepts. It is not enough merely to enlarge the scope of traditional ontology to fit entities like 'gene', 'cell', 'organism', 'population', 'ecosystem', 'species' etc. as functional units into dynamic concepts, because this leads to controversies between reductionism and holism that on principle cannot be solved. A new approach shall then be introduced which is based on the process ontology of A.N. Whitehead. Other than the substantialistic mode of thinking in traditional ontology, process ontology postulates a relational constitution of the individual entities. The properties of an individual constitute themselves in interaction with its environment. This leads to a dynamic concept of duration: traditionally, an individual remains itself, in spite of change. In process ontology, an individual is seen as a succession of interactions, which make it what it is through change. On this foundation, a new understanding of individual entities, neither reductionistic nor holistic, shall be developed. This understanding will also have consequences for applications of new results of the life sciences in ethics, anthropology, and medicine. The project will produce results on different levels: a structural comparison of functional units as defined by different biological disciplines, a clarification of the respective ontological background, an alternative ontology as a common foundation for the different biological disciplines, an outline of the practical consequences.
Das Projekt "Prozessontologisches Modell fuer die Biologie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Zürich, Institut für Umweltwissenschaften durchgeführt. Einleitung: Neue grundlegende Erkenntnisse in der Biologie beeinflussen das menschliche Weltbild immer staerker; gleichzeitig werden die Defizite der philosophischen Begruendung der Biologie immer offensichtlicher. Das Projekt 'Individualitaet in der Biologie - verschiedene Modelle und ein prozessontologischer Zugang' traegt zur Reduktion dieses Defizits bei, indem es eine philosophische Klaerung und Neuformulierung biologischer Begriffe liefert, die zur Begruendung einer Bio-Ethik fuehren koennen. Das Projekt will vier biologische Modelle (Synthetische Theorie der Evolution, Offene Systemtheorie, Hierarchietheorie, Symbiosetheorie) auf ihre Ontologie (Lehre vom Sein) hin befragen. Es soll aufgezeigt werden, dass eine Erweiterung der traditionellen Ontologie nicht genuegt, um die Dynamik lebender Systeme zu erfassen und die Kontroversen zwischen Reduktionismus und Holismus abzubauen. Fragestellungen: Wie kann eine lebendige, dynamische Natur prozessontologisch verstanden werden? Untersuchungsmethoden: Untersucht wird die Systematik der Begriffe in den erwaehnten vier biologischen Modellen und in einer Prozessontologie. Dabei geht die Untersuchung nicht von der traditionellen platonisch-aristotelischen Ontologie aus, sondern von der Prozessontologie des britischen Mathematikers und Philosophen Alfred North Whitehead. Zunaechst wird ein struktureller Vergleich der funktionellen Einheiten unterschiedlicher Teilgebiete der Biologie wie Individuum, Population, Lebensgemeinschaft erarbeitet, wobei auch der ontologische Hintergrund dieser funktionellen Einheiten aufgezeigt werden soll. Anschliessend soll eine alternative, weder reduktionistische noch holistische Ontologie erarbeitet werden, die eine gemeinsame Basis fuer die verschiedenen biologischen Disziplinen sein kann. Schliesslich soll dargestellt werden, wie diese prozessontologische Hierarchietheorie praktisch angewendet werden kann. In systematischem Literaturstudium werden bestehende Begriffe analysiert, neue erarbeitet und schliesslich in eine Prozessontologie integriert.