Self-organization on mudflats

Promotie: dhr. E.O. Folmer, 16.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: Self-organization on mudflats

Promotor(s): prof.dr. T. Piersma, prof.dr. H. Olff

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

Zelforganisatie bij steltlopers en zeegras op het wad

De huidige verspreidingsmodellen voor sociale dieren schieten tekort omdat ze geen rekening houden met het feit dat er naast competitie ook aantrekking tussen soortgenoten plaatsvindt, concludeert Eelke Folmer in zijn proefschrift. Hij deed onderzoek naar 'zelforganisatie' op wadvlaktes, zowel bij groepen foeragerende steltlopers als bij zeegrasvegetaties.

Bij een bioloog die met zijn verrekijker op het wad voedselzoekende vogels observeert, borrelen allerlei vragen op: Waarom zit uitgerekend daar zo'n grote groep kanoeten? Waarom lopen die wulpen daar verderop zover van elkaar af? Lopen ze daar op goed geluk of is het 'een educated guess' juist daar extra veel bodemdieren aan te treffen? Bodemmonsters, waarnemingen, tellingen, ze leveren een schat aan informatie op. Maar om in al die data ecologische patronen te kunnen ontdekken, is een uiterst ingewikkelde puzzel. Met computers en ruimtelijk statistische technieken en recursieve structurele modellen is het mogelijk enigszins orde in de chaos te brengen en processen van zelforganisatie bloot te leggen.

Zelforganisatie - een proces waarbij structuren en patronen op systeemniveau ontstaan ten gevolge van herhaalde interacties en terugkoppelingen tussen de elementen - ligt ten grondslag aan vele natuurlijke verschijnselen. Twee voorbeelden hiervan in de ecologie zijn de keuze van de foerageerlocaties van steltlopers en de ontwikkeling van zeegrasvelden.

De eerste casus heeft Folmer onderzocht met behulp van simulaties en ruimtelijk statistische modellen, geschat op basis van waarnemingen in de Waddenzee. Zijn onderzoek bevestigt de hypothese dat foerageerverspreidingen bepaald worden door voedselbeschikbaarheid en aantrekking tussen individuen. Individuen trekken elkaar aan omdat dat de aanwezigheid van soortgenoten de beschikbaarheid van voedsel signaleert en het risico om ten prooi te vallen verkleint. Een ander resultaat van zijn onderzoek is de ontwikkeling, toetsing en toepassing van een methode om de effecten van de onderlinge aantrekkingskracht statistisch te schatten, rekening houdend met exogene factoren. Een belangrijke conclusie is dat de huidige foerageermodellen, die gebaseerd zijn op competitie en exogene factoren, tekortschieten om ruimtelijke foerageerpatronente verklaren.

De tweede casus onderzocht Folmer op basis van remote sensing data en lokale metingen in intergetijde zeegrasvelden op de Banc d’Arguin, Mauritanië. Uit dit onderzoek blijkt dat zeegras de eigen ontwikkeling controleert via het 'invangen' van fijn sediment. Dit heeft een negatief effect op de dichtheid van zeegras omdat het sediment zuurstoftekort veroorzaakt, waardoor het voor de zeegraswortels giftige waterstofsulfide ontstaat. Ook dit systeem wordt dus gekarakteriseerd door een wisselwerking tussen exogene en endogene factoren. Een belangrijke conclusie is dat met gebruik van niet- recursieve structurele modellen, gebaseerd op cross-sectie data die verschillende stadia van ontwikkeling representeren, inzicht verkregen kan worden in de ontwikkeling van een zeegrasveld in de tijd.

Eelke Folmer (Sneek, 1976) studeerde biologie aan de Rijksuniversiteit Groningen, waar hij zijn promotieonderzoek deed bij de afdeling Dierecologie van het Centre for Ecological and Evolutionary Studies (CEES). Zijn onderzoek werd gefinancierd door een NWO breedtestrategie. Inmiddels is hij werkzaam bij het Koninklijk Nederlands Instituut voor Onderzoek van de Zee (NIOZ), als postdoctoraal onderzoeker en zelfstandig ondernemer.