TY - JOUR A1 - Guill, Christian A1 - Hülsemann, Janne A1 - Klauschies, Toni T1 - Self-organised pattern formation increases local diversity in metacommunities JF - Ecology letters N2 - Self-organised formation of spatial patterns is known from a variety of different ecosystems, yet little is known about how these patterns affect the diversity of communities. Here, we use a food chain model in which autotroph diversity is described by a continuous distribution of a trait that affects both growth and defence against heterotrophs. On isolated patches, diversity is always lost over time due to stabilising selection, and the local communities settle on one of two alternative stable community states that are characterised by a dominance of either defended or undefended species. In a metacommunity context, dispersal can destabilise these states and complex spatio-temporal patterns in the species' abundances emerge. The resulting biomass-trait feedback increases local diversity by an order of magnitude compared to scenarios without self-organised pattern formation, thereby maintaining the ability of communities to adapt to potential future changes in biotic or abiotic environmental conditions. KW - biomass-trait feedback KW - fitness gradient KW - food chain KW - functional KW - diversity KW - metacommunity KW - self-organisation KW - source-sink dynamics KW - spatio-temporal pattern KW - trait-based aggregate model KW - Turing instability Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.1111/ele.13880 SN - 1461-023X SN - 1461-0248 VL - 24 IS - 12 SP - 2624 EP - 2634 PB - Wiley-Blackwell CY - Oxford ER - TY - JOUR A1 - Wiesner, Karoline A1 - Ladyman, James T1 - Complex systems are always correlated but rarely information processing JF - Journal of physics. Complexity N2 - 'Complex systems are information processors' is a statement that is frequently made. Here we argue for the distinction between information processing-in the sense of encoding and transmitting a symbolic representation-and the formation of correlations (pattern formation/self-organisation). The study of both uses tools from information theory, but the purpose is very different in each case: explaining the mechanisms and understanding the purpose or function in the first case, versus data analysis and correlation extraction in the latter. We give examples of both and discuss some open questions. The distinction helps focus research efforts on the relevant questions in each case. KW - correlations KW - information theory KW - complex systems KW - information KW - processing KW - self-organisation Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.1088/2632-072X/ac371c SN - 2632-072X VL - 2 IS - 4 PB - IOP Publ. Ltd. CY - Bristol ER - TY - THES A1 - Justynska, Justyna T1 - Towards a library of functional block copolymers : synthesis and colloidal properties T1 - Hin zu einer Bibliothek von funktionalen Blockcopolymeren : Synthese und kolloidale Eigenschaften N2 - Understanding the principles of self-organisation exhibited by block copolymers requires the combination of synthetic and physicochemical knowledge. The ability to synthesise block copolymers with desired architecture facilitates the ability to manipulate their aggregation behaviour, thus providing the key to nanotechnology. Apart from relative block volumes, the size and morphology of the produced nanostructures is controlled by the effective incompatibility between the different blocks. Since polymerisation techniques allowing for the synthesis of well-defined block copolymers are restricted to a limited number of monomers, the ability to tune the incompatibility is very limited. Nevertheless, Polymer Analogue Reactions can offer another possibility for the production of functional block copolymers by chemical modifications of well-defined polymer precursors. Therefore, by applying appropriate modification methods both volume fractions and incompatibility, can be adjusted. Moreover, copolymers with introduced functional units allow utilization of the concept of molecular recognition in the world of synthetic polymers. The present work describes a modular synthetic approach towards functional block copolymers. Radical addition of functional mercaptanes was employed for the introduction of diverse functional groups to polybutadiene-containing block copolymers. Various modifications of 1,2-polybutadiene-poly(ethylene oxide) block copolymer precursors are described in detail. Furthermore, extension of the concept to 1,2-polybutadiene-polystyrene block copolymers is demonstrated. Further investigations involved the self-organisation of the modified block copolymers. Formed aggregates in aqueous solutions of block copolymers with introduced carboxylic acid, amine and hydroxyl groups as well as fluorinated chains were characterised. Study of the aggregation behaviour allowed general conclusions to be drawn regarding the influence of the introduced groups on the self-organisation of the modified copolymers. Finally, possibilities for the formation of complexes, based on electrostatic or hydrogen-bonding interactions in mixtures of block copolymers bearing mutually interacting functional groups, were investigated. N2 - Um die Prinzipien der Selbstorganisation von Blockcopolymeren zu verstehen, ist es notwendig das Wissen auf den Gebieten der Synthese und der Physikochemie zu kombinieren. Die Fähigkeit, Blockcopolymere mit gewünschter Architektur zu synthetisieren, gibt einem auch die Möglichkeit das Aggregationsverhalten zu steuern, was wiederum der Schlüssel zur Nanotechnologie ist. Abgesehen von den relativen Blockvolumina, wird die Größe und Morphologie der gebildeten Nanostrukturen durch die effektive Inkompartibilität zwischen den unterschiedlichen Blöcken bestimmt. Da die Polymerisationstechniken, mit denen man gut definierte Blockcopolymere synthetisieren kann, auf bestimmte Monomere beschränkt sind, läßt sich diese Inkompatibilität nur eingeschränkt abstimmen. Polymeranaloge Reaktionen können dagegen eine Möglichkeit bieten, funktionale Blockcopolymere durch die chemische Modifizierung von gut definierten Copolymeren zu erhalten. Somit können, bei Verwendung von geeigneten Modifikationsmethoden, die Volumenanteile sowie die Inkompatibilität der Blöcke angepasst werden. Außerdem können Copolymere, die funktionelle Gruppe enthalten, es ermöglichen das Prinzip der molekularen Erkennung (Schloss-Schlüssel) auf dem Gebiet der synthetischen Polymere anzuwenden. Die vorleigende Arbeit beschreibt einen Ansatz zur modularen Synthese von funktionalen Blockcopolymeren. Durch radikalische Addition von funktionellen Mercaptanen wurden in Copolymere mit einem Polybutadien-Block verschiedenen funktionelle Gruppen eingebracht. Von 1,2-Polybutadien-Polyethylenoxid Blockcopolymeren werden dabei mehrere Modifikationen im Detail beschrieben. Zudem wird die Erweiterung des Konzepts auf 1,2-Polybutadien-Polystyrol Blockcopolymere gezeigt. Die weiteren Untersuchungen betrafen die Selbstorganisation der modifizierten Blockcopolymere in Lösung. Hierbei wurden die Aggregate, die in wässriger Lösung von Blockcopolymeren mit Carbonsäure-, Amin- und Hydroxylgruppen sowie fluorierte Ketten gebildet werden, charakterisiert. Die Untersuchung des Aggregationsverhaltens erlaubt es, generelle Aussagen über den Einfluss der eingebrachten Gruppen auf die Selbstorganisation der modifizierten Copolymere zu treffen. Abschließend wurde die Bildung von Komplexen auf der Basis von elektrostatischer Wechselwirkung oder Wasserstoffbrückenbindung in Mischungen aus Copolymeren, die untereinander Wechselwirkende funktionale Gruppe besitzen, untersucht. T2 - Towards a library of functional block copolymers : synthesis and colloidal properties KW - Blockcopolymere KW - Funktionalisierung KW - Selbstorganisation KW - Kolloid KW - Komplexe KW - Thiole KW - block copolymers KW - functionalization KW - self-organisation KW - colloids KW - complexes Y1 - 2005 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus-5907 ER -