Max Rietkerk (Universiteit Utrecht), Arjen Doelman (Universiteit Leiden), Ehud Meron (Ben-Gurion University of the Negev) en Isla Myers-Smith (University of Edinburgh) hebben met hun project RESILIENCE een ERC Synergy grant van 10 miljoen euro ontvangen. De onderzoekers gaan uitzoeken of en hoe kantelpunten (tipping points) in ecosystemen kunnen worden voorkomen of omzeild door ruimtelijke processen en de vorming van ruimtelijke patronen.
Kantelpunten doen zich voor wanneer de schade aan ecosystemen een drempel overschrijdt waardoor dramatische en onomkeerbare veranderingen optreden. Deze schade is vaak het gevolg van menselijke invloeden op de planeet, zoals klimaatverandering. Deze kantelpunten worden gezien als een groot probleem in de strijd tegen klimaatverandering. Op grote schaal kunnen kantelpunten ertoe leiden dat savannes omslaan in woestijnen en toendra’s veranderen in bossen, met nog meer klimaatverandering tot gevolg.
Eerder onderzoek , geleid door twee van de aanvragers, dat vorig jaar in Science werd gepubliceerd heeft als hefboom voor succes van de aanvraag gefunctioneerd. Dit onderzoek toonde aan dat de neiging van gestresste ecosystemen om ruimtelijke patronen te vormen, zoals vegetatiepatronen , de veerkracht van ecosystemen en de weerbaarheid tegen kanteling kan vergroten. Rietkerk: "We nemen het concept van kanteling terug naar de tekentafel en onderzoeken onder welke voorwaarden dit concept wordt weerlegd en vervangen moet worden door de theorie van ruimtelijke patroonvorming."
Ecosystemen veerkrachtiger dan gedacht
De door het RESILIENCE-team voorgestelde theorie suggereert nu dat ecosystemen veel veerkrachtiger zijn dan voorheen werd gedacht. Volgens deze theorie kunnen kantelpunten worden voorkomen en omzeild door ruimtelijke patronen en de terugkoppeling daarvan met andere ecologische processen. Myers-Smith: "Toendra-ecosystemen zitten vol ruimtelijke patronen. Strepen, cirkels en zeshoeken zijn te vinden in alle verschillende soorten toendra-landschappen. Of deze patronen al dan niet veerkrachtig zijn tegen klimaatverandering is iets dat we in het RESILIENCE-project willen testen."
Het multidisciplinaire team, met onderzoekers uit Utrecht, Leiden, Be’er Sheva en Edinburgh, zal onderzoek doen naar mechanismen van veerkracht en manieren van menselijk ingrijpen om deze ’points of no return’ te omzeilen. Doelman: "Met dit project willen we fundamentele mechanismen ontdekken en construeren die complexe ecosystemen de flexibiliteit kunnen geven om te reageren op klimaatverandering, zonder op catastrofale wijze in te storten."
De onderzoekers zullen deze uitdaging aangaan door disciplines als ecologie, natuurkunde, wiskunde, informatica en data science te combineren. Meron: "De grote complexiteit van ruimtelijk uitgebreide ecosystemen, deels weerspiegeld door hun hiërarchie van organisatieniveaus, heeft pogingen om de reactie van ecosystemen op klimaatverandering te ontwarren belemmerd. De synergie van verschillende expertises in ons team stelt ons in staat voordeel te halen uit die complexiteit. Ook willen we nieuwe richtingen identificeren om kanteling te voorkomen." Het onderzoek begint in het voorjaar van 2023 en zal zes jaar duren.
Twee ERC Synergy-grants voor onderzoekers van de Universiteit Utrecht
Naast Max Rietkerk heeft ook celbioloog Anna Akhmanova een ERC Synergy grant ontvangen voor haar multidisciplinaire project. Deze subsidie ondersteunt projecten die betrekking hebben op enkele van ’s werelds meest uitdagende onderzoeksproblemen die meerdere wetenschappelijke disciplines omvatten. Dankzij de financiering kunnen groepen van twee tot vier excellente onderzoekers aanvullende vaardigheden, kennis en middelen samenbrengen in één ambitieus project.