TY - JOUR A1 - Zimmermann, Heike Hildegard A1 - Raschke, Elena A1 - Epp, Laura Saskia A1 - Stoof-Leichsenring, Kathleen Rosemarie A1 - Schirrmeister, Lutz A1 - Schwamborn, Georg A1 - Herzschuh, Ulrike T1 - The history of tree and shrub taxa on Bol'shoy Lyakhovsky Island (New Siberian Archipelago) since the Last Interglacial Uncovered by Sedimentary Ancient DNA and Pollen Data JF - Genes N2 - Ecosystem boundaries, such as the Arctic-Boreal treeline, are strongly coupled with climate and were spatially highly dynamic during past glacial-interglacial cycles. Only a few studies cover vegetation changes since the last interglacial, as most of the former landscapes are inundated and difficult to access. Using pollen analysis and sedimentary ancient DNA (sedaDNA) metabarcoding, we reveal vegetation changes on Bol’shoy Lyakhovsky Island since the last interglacial from permafrost sediments. Last interglacial samples depict high levels of floral diversity with the presence of trees (Larix, Picea, Populus) and shrubs (Alnus, Betula, Ribes, Cornus, Saliceae) on the currently treeless island. After the Last Glacial Maximum, Larix re-colonised the island but disappeared along with most shrub taxa. This was probably caused by Holocene sea-level rise, which led to increased oceanic conditions on the island. Additionally, we applied two newly developed larch-specific chloroplast markers to evaluate their potential for tracking past population dynamics from environmental samples. The novel markers were successfully re-sequenced and exhibited two variants of each marker in last interglacial samples. SedaDNA can track vegetation changes as well as genetic changes across geographic space through time and can improve our understanding of past processes that shape modern patterns. KW - sedaDNA KW - metabarcoding KW - trnL KW - single-nucleotide polymorphism (SNP) KW - treeline KW - MIS 5 to 1 KW - permafrost deposits KW - radiocarbon ages KW - palaeoenvironment KW - Larix Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.3390/genes8100273 SN - 2073-4425 VL - 8 IS - 10 SP - 273 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Zimmermann, Heike A1 - Stoof-Leichsenring, Kathleen R. A1 - Kruse, Stefan A1 - Nürnberg, Dirk A1 - Tiedemann, Ralf A1 - Herzschuh, Ulrike T1 - Sedimentary ancient DNA from the subarctic North Pacific BT - How sea ice, salinity, and insolation dynamics have shaped diatom composition and richness over the past 20,000 years JF - Paleoceanography and paleoclimatology N2 - We traced diatom composition and diversity through time using diatom-derived sedimentary ancient DNA (sedaDNA) from eastern continental slope sediments off Kamchatka (North Pacific) by applying a short, diatom-specific marker on 63 samples in a DNA metabarcoding approach. The sequences were assigned to diatoms that are common in the area and characteristic of cold water. SedaDNA allowed us to observe shifts of potential lineages from species of the genus Chaetoceros that can be related to different climatic phases, suggesting that pre-adapted ecotypes might have played a role in the long-term success of species in areas of changing environmental conditions. These sedaDNA results complement our understanding of the long-term history of diatom assemblages and their general relationship to environmental conditions of the past. Sea-ice diatoms (Pauliella taeniata [Grunow] Round & Basson, Attheya septentrionalis [ostrup] R. M. Crawford and Nitzschia frigida [Grunow]) detected during the late glacial and Younger Dryas are in agreement with previous sea-ice reconstructions. A positive correlation between pennate diatom richness and the sea-ice proxy IP25 suggests that sea ice fosters pennate diatom richness, whereas a negative correlation with June insolation and temperature points to unfavorable conditions during the Holocene. A sharp increase in proportions of freshwater diatoms at similar to 11.1 cal kyr BP implies the influence of terrestrial runoff and coincides with the loss of 42% of diatom sequence variants. We assume that reduced salinity at this time stabilized vertical stratification which limited the replenishment of nutrients in the euphotic zone. KW - Bacillariophyceae KW - DNA metabarcoding KW - glacial / interglacial transition KW - northwestern Pacific KW - richness KW - sedaDNA Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.1029/2020PA004091 SN - 2572-4517 SN - 2572-4525 VL - 36 IS - 4 PB - Wiley CY - Hoboken, NJ ER - TY - JOUR A1 - Krüger, Johanna A1 - Foerster, Verena Elisabeth A1 - Trauth, Martin H. A1 - Hofreiter, Michael A1 - Tiedemann, Ralph T1 - Exploring the Past Biosphere of Chew Bahir/Southern Ethiopia: Cross-Species Hybridization Capture of Ancient Sedimentary DNA from a Deep Drill Core JF - Frontiers in Earth Science N2 - Eastern Africa has been a prime target for scientific drilling because it is rich in key paleoanthropological sites as well as in paleolakes, containing valuable paleoclimatic information on evolutionary time scales. The Hominin Sites and Paleolakes Drilling Project (HSPDP) explores these paleolakes with the aim of reconstructing environmental conditions around critical episodes of hominin evolution. Identification of biological taxa based on their sedimentary ancient DNA (sedaDNA) traces can contribute to understand past ecological and climatological conditions of the living environment of our ancestors. However, sedaDNA recovery from tropical environments is challenging because high temperatures, UV irradiation, and desiccation result in highly degraded DNA. Consequently, most of the DNA fragments in tropical sediments are too short for PCR amplification. We analyzed sedaDNA in the upper 70 m of the composite sediment core of the HSPDP drill site at Chew Bahir for eukaryotic remnants. We first tested shotgun high throughput sequencing which leads to metagenomes dominated by bacterial DNA of the deep biosphere, while only a small fraction was derived from eukaryotic, and thus probably ancient, DNA. Subsequently, we performed cross-species hybridization capture of sedaDNA to enrich ancient DNA (aDNA) from eukaryotic remnants for paleoenvironmental analysis, using established barcoding genes (cox1 and rbcL for animals and plants, respectively) from 199 species that may have had relatives in the past biosphere at Chew Bahir. Metagenomes yielded after hybridization capture are richer in reads with similarity to cox1 and rbcL in comparison to metagenomes without prior hybridization capture. Taxonomic assignments of the reads from these hybridization capture metagenomes also yielded larger fractions of the eukaryotic domain. For reads assigned to cox1, inferred wet periods were associated with high inferred relative abundances of putative limnic organisms (gastropods, green algae), while inferred dry periods showed increased relative abundances for insects. These findings indicate that cross-species hybridization capture can be an effective approach to enhance the information content of sedaDNA in order to explore biosphere changes associated with past environmental conditions, enabling such analyses even under tropical conditions. KW - Chew Bahir KW - hybridization capture KW - ICDP KW - paleoclimate KW - past biosphere KW - sedaDNA KW - sediment core Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.3389/feart.2021.683010 SN - 2296-6463 SP - 1 EP - 20 PB - Frontiers in Earth Science CY - Lausanne, Schweiz ER - TY - GEN A1 - Krüger, Johanna A1 - Foerster, Verena Elisabeth A1 - Trauth, Martin H. A1 - Hofreiter, Michael A1 - Tiedemann, Ralph T1 - Exploring the Past Biosphere of Chew Bahir/Southern Ethiopia: Cross-Species Hybridization Capture of Ancient Sedimentary DNA from a Deep Drill Core T2 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe N2 - Eastern Africa has been a prime target for scientific drilling because it is rich in key paleoanthropological sites as well as in paleolakes, containing valuable paleoclimatic information on evolutionary time scales. The Hominin Sites and Paleolakes Drilling Project (HSPDP) explores these paleolakes with the aim of reconstructing environmental conditions around critical episodes of hominin evolution. Identification of biological taxa based on their sedimentary ancient DNA (sedaDNA) traces can contribute to understand past ecological and climatological conditions of the living environment of our ancestors. However, sedaDNA recovery from tropical environments is challenging because high temperatures, UV irradiation, and desiccation result in highly degraded DNA. Consequently, most of the DNA fragments in tropical sediments are too short for PCR amplification. We analyzed sedaDNA in the upper 70 m of the composite sediment core of the HSPDP drill site at Chew Bahir for eukaryotic remnants. We first tested shotgun high throughput sequencing which leads to metagenomes dominated by bacterial DNA of the deep biosphere, while only a small fraction was derived from eukaryotic, and thus probably ancient, DNA. Subsequently, we performed cross-species hybridization capture of sedaDNA to enrich ancient DNA (aDNA) from eukaryotic remnants for paleoenvironmental analysis, using established barcoding genes (cox1 and rbcL for animals and plants, respectively) from 199 species that may have had relatives in the past biosphere at Chew Bahir. Metagenomes yielded after hybridization capture are richer in reads with similarity to cox1 and rbcL in comparison to metagenomes without prior hybridization capture. Taxonomic assignments of the reads from these hybridization capture metagenomes also yielded larger fractions of the eukaryotic domain. For reads assigned to cox1, inferred wet periods were associated with high inferred relative abundances of putative limnic organisms (gastropods, green algae), while inferred dry periods showed increased relative abundances for insects. These findings indicate that cross-species hybridization capture can be an effective approach to enhance the information content of sedaDNA in order to explore biosphere changes associated with past environmental conditions, enabling such analyses even under tropical conditions. T3 - Zweitveröffentlichungen der Universität Potsdam : Mathematisch-Naturwissenschaftliche Reihe - 1244 KW - Chew Bahir KW - hybridization capture KW - ICDP KW - paleoclimate KW - past biosphere KW - sedaDNA KW - sediment core Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-550071 SN - 1866-8372 SP - 1 EP - 20 PB - Universitätsverlag Potsdam CY - Potsdam ER - TY - THES A1 - Courtin, Jérémy T1 - Biodiversity changes in Siberia between quaternary glacial and interglacial stages T1 - Veränderungen der Biodiversität in Sibirien zwischen Quartären Glazial- und Interglazialphasen BT - exploring the potential of sedaDNA BT - das Potenzial von sedaDNA erforschen N2 - Der vom Menschen verursachte Klimawandel wirkt sich auf die biologische Vielfalt der Erde und damit auf die Ökosysteme und ihre Leistungen aus. Die Ökosysteme in den hohen Breitengraden sind aufgrund der verstärkten Erwärmung an den Polen noch stärker betroffen als der Rest der nördlichen Hemisphäre. Dennoch ist es schwierig, die Dynamik von Ökosystemen in den hohen Breitengraden vorherzusagen, da die Wechselwirkungen zwischen abiotischen und biotischen Komponenten sehr komplex sind. Da die Vergangenheit der Schlüssel zur Zukunft ist, ist die Interpretation vergangener ökologischer Veränderungen möglich, um laufende Prozesse besser zu verstehen. Im Quartär durchlief das Pleistozän mehrere glaziale und interglaziale Phasen, welche die Ökosysteme der Vergangenheit beeinflussten. Während des letzten Glazials bedeckte die pleistozäne Steppentundra den größten Teil der unvergletscherten nördlichen Hemisphäre und verschwand parallel zum Aussterben der Megafauna am Übergang zum Holozän (vor etwa 11 700 Jahren). Der Ursprung des Rückgangs der Steppentundra ist nicht gut erforscht, und die Kenntnis über die Mechanismen, die zu den Veränderungen in den vergangenen Lebensgemeinschaften und Ökosystemen geführt haben, ist von hoher Priorität, da sie wahrscheinlich mit denen vergleichbar sind, die sich auf moderne Ökosysteme auswirken. Durch die Entnahme von See- oder Permafrostkernsedimenten kann die vergangene Artenvielfalt an den Übergängen zwischen Eis- und Zwischeneiszeiten untersucht werden. Sibirien und Beringia waren der Ursprung der Ausbreitung der Steppentundra, weshalb die Untersuchung dieses Gebiets hohe Priorität hat. Bis vor kurzem waren Makrofossilien und Pollen die gängigsten Methoden. Sie dienen der Rekonstruktion vergangener Veränderungen in der Zusammensetzung der Bevölkerung, haben aber ihre Grenzen und Schwächen. Seit Ende des 20. Jahrhunderts kann auch sedimentäre alte DNA (sedaDNA) untersucht werden. Mein Hauptziel war es, durch den Einsatz von sedaDNA-Ansätzen wissenschaftliche Beweise für Veränderungen in der Zusammensetzung und Vielfalt der Ökosysteme der nördlichen Hemisphäre am Übergang zwischen den quartären Eiszeiten und Zwischeneiszeiten zu liefern. In dieser Arbeit liefere ich Momentaufnahmen ganzer alter Ökosysteme und beschreibe die Veränderungen in der Zusammensetzung zwischen Quartärglazialen und Interglazialen und bestätige die Vegetationszusammensetzung sowie die räumlichen und zeitlichen Grenzen der pleistozänen Steppentundra. Ich stelle einen allgemeinen Verlust der Pflanzenvielfalt fest, wobei das Aussterben der Pflanzen parallel zum Aussterben der Megafauna verlief. Ich zeige auf, wie der Verlust der biotischen Widerstandsfähigkeit zum Zusammenbruch eines zuvor gut etablierten Systems führte, und diskutiere meine Ergebnisse im Hinblick auf den laufenden Klimawandel. Mit weiteren Arbeiten zur Eingrenzung von Verzerrungen und Grenzen kann sedaDNA parallel zu den etablierteren Makrofossilien- und Pollenansätzen verwendet werden oder diese sogar ersetzen, da meine Ergebnisse die Robustheit und das Potenzial von sedaDNA zur Beantwortung neuer paläoökologischer Fragen wie Veränderungen der Pflanzenvielfalt und -verluste belegen und Momentaufnahmen ganzer alter Biota liefern. N2 - Climate change of anthropogenic origin is affecting Earth’s biodiversity and therefore ecosystems and their services. High latitude ecosystems are even more impacted than the rest of Northern Hemisphere because of the amplified polar warming. Still, it is challenging to predict the dynamics of high latitude ecosystems because of complex interaction between abiotic and biotic components. As the past is the key to the future, the interpretation of past ecological changes to better understand ongoing processes is possible. In the Quaternary, the Pleistocene experienced several glacial and interglacial stages that affected past ecosystems. During the last Glacial, the Pleistocene steppe-tundra was covering most of unglaciated northern hemisphere and disappeared in parallel to the megafauna’s extinction at the transition to the Holocene (~11,700 years ago). The origin of the steppe-tundra decline is not well understood and knowledge on the mechanisms, which caused shifts in past communities and ecosystems, is of high priority as they are likely comparable to those affecting modern ecosystems. Lake or permafrost core sediments can be retrieved to investigate past biodiversity at transitions between glacial and interglacial stages. Siberia and Beringia were the origin of dispersal of the steppe-tundra, which make investigation this area of high priority. Until recently, macrofossils and pollen were the most common approaches. They are designed to reconstruct past composition changes but have limit and biases. Since the end of the 20th century, sedimentary ancient DNA (sedaDNA) can also be investigated. My main objectives were, by using sedaDNA approaches to provide scientific evidence of compositional and diversity changes in the Northern Hemisphere ecosystems at the transition between Quaternary glacial and interglacial stages. In this thesis, I provide snapshots of entire ancient ecosystems and describe compositional changes between Quaternary glacial and interglacial stages, and confirm the vegetation composition and the spatial and temporal boundaries of the Pleistocene steppe-tundra. I identify a general loss of plant diversity with extinction events happening in parallel of megafauna’ extinction. I demonstrate how loss of biotic resilience led to the collapse of a previously well-established system and discuss my results in regards to the ongoing climate change. With further work to constrain biases and limits, sedaDNA can be used in parallel or even replace the more established macrofossils and pollen approaches as my results support the robustness and potential of sedaDNA to answer new palaeoecological questions such as plant diversity changes, loss and provide snapshots of entire ancient biota. KW - sedaDNA KW - pleistocene KW - paleoecology KW - climate change KW - holocene KW - Siberia KW - sedaDNA KW - Pleistozän KW - Paläoökologie KW - Holozän KW - Klimawandel KW - Sibirien Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-595847 ER - TY - THES A1 - Tabares Jimenez, Ximena del Carmen T1 - A palaeoecological approach to savanna dynamics and shrub encroachment in Namibia N2 - The spread of shrubs in Namibian savannas raises questions about the resilience of these ecosystems to global change. This makes it necessary to understand the past dynamics of the vegetation, since there is no consensus on whether shrub encroachment is a new phenomenon, nor on its main drivers. However, a lack of long-term vegetation datasets for the region and the scarcity of suitable palaeoecological archives, makes reconstructing past vegetation and land cover of the savannas a challenge. To help meet this challenge, this study addresses three main research questions: 1) is pollen analysis a suitable tool to reflect the vegetation change associated with shrub encroachment in savanna environments? 2) Does the current encroached landscape correspond to an alternative stable state of savanna vegetation? 3) To what extent do pollen-based quantitative vegetation reconstructions reflect changes in past land cover? The research focuses on north-central Namibia, where despite being the region most affected by shrub invasion, particularly since the 21st century, little is known about the dynamics of this phenomenon. Field-based vegetation data were compared with modern pollen data to assess their correspondence in terms of composition and diversity along precipitation and grazing intensity gradients. In addition, two sediment cores from Lake Otjikoto were analysed to reveal changes in vegetation composition that have occurred in the region over the past 170 years and their possible drivers. For this, a multiproxy approach (fossil pollen, sedimentary ancient DNA (sedaDNA), biomarkers, compound specific carbon (δ13C) and deuterium (δD) isotopes, bulk carbon isotopes (δ13Corg), grain size, geochemical properties) was applied at high taxonomic and temporal resolution. REVEALS modelling of the fossil pollen record from Lake Otjikoto was run to quantitatively reconstruct past vegetation cover. For this, we first made pollen productivity estimates (PPE) of the most relevant savanna taxa in the region using the extended R-value model and two pollen dispersal options (Gaussian plume model and Lagrangian stochastic model). The REVEALS-based vegetation reconstruction was then validated using remote sensing-based regional vegetation data. The results show that modern pollen reflects the composition of the vegetation well, but diversity less well. Interestingly, precipitation and grazing explain a significant amount of the compositional change in the pollen and vegetation spectra. The multiproxy record shows that a state change from open Combretum woodland to encroached Terminalia shrubland can occur over a century, and that the transition between states spans around 80 years and is characterized by a unique vegetation composition. This transition is supported by gradual environmental changes induced by management (i.e. broad-scale logging for the mining industry, selective grazing and reduced fire activity associated with intensified farming) and related land-use change. Derived environmental changes (i.e. reduced soil moisture, reduced grass cover, changes in species composition and competitiveness, reduced fire intensity) may have affected the resilience of Combretum open woodlands, making them more susceptible to change to an encroached state by stochastic events such as consecutive years of precipitation and drought, and by high concentrations of pCO2. We assume that the resulting encroached state was further stabilized by feedback mechanisms that favour the establishment and competitiveness of woody vegetation. The REVEALS-based quantitative estimates of plant taxa indicate the predominance of a semi-open landscape throughout the 20th century and a reduction in grass cover below 50% since the 21st century associated with the spread of encroacher woody taxa. Cover estimates show a close match with regional vegetation data, providing support for the vegetation dynamics inferred from multiproxy analyses. Reasonable PPEs were made for all woody taxa, but not for Poaceae. In conclusion, pollen analysis is a suitable tool to reconstruct past vegetation dynamics in savannas. However, because pollen cannot identify grasses beyond family level, a multiproxy approach, particularly the use of sedaDNA, is required. I was able to separate stable encroached states from mere woodland phases, and could identify drivers and speculate about related feedbacks. In addition, the REVEALS-based quantitative vegetation reconstruction clearly reflects the magnitude of the changes in the vegetation cover that occurred during the last 130 years, despite the limitations of some PPEs. This research provides new insights into pollen-vegetation relationships in savannas and highlights the importance of multiproxy approaches when reconstructing past vegetation dynamics in semi-arid environments. It also provides the first time series with sufficient taxonomic resolution to show changes in vegetation composition during shrub encroachment, as well as the first quantitative reconstruction of past land cover in the region. These results help to identify the different stages in savanna dynamics and can be used to calibrate predictive models of vegetation change, which are highly relevant to land management. N2 - Die Ausbreitung von Sträuchern in der namibischen Savanne wirft Fragen nach der Resilienz dieser Ökosysteme gegenüber globalen Veränderungen auf. Dies macht es notwendig, die Vegetationsdynamik in der Vergangenheit zu verstehen, da kein Konsens darüber besteht, ob die Verbuschung ein neues Phänomen ist oder über ihre Haupttreiber. Aufgrund des Mangels an Langzeitvegetationsdatensätzen für die Region und des Mangels an geeigneten paläoökologischen Archiven bleibt die Rekonstruktion der früheren Vegetation und der früheren Landbedeckung der Savannen eine Herausforderung. In diesem Zusammenhang befasst sich diese Studie mit drei Hauptforschungsfragen: 1) Ist Pollenanalyse ein geeignetes Instrument, um die Veränderung der Vegetation widerzuspiegeln, die mit der Verbuschung von Savannen verbunden ist? 2) Entspricht die derzeitige verbuschte Landschaft einem stabilen Zustand der Savannenvegetation? 3) Inwieweit entspricht die quantitative Rekonstruktion der Vegetation auf der Grundlage fossiler Pollendaten der früheren Vegetationsbedeckung der Savanne? Um diese Fragen zu beantworten, konzentrierte sich diese Forschung auf Nord-Zentral-Namibia, da diese Region insbesondere seit dem 21. Jahrhundert am stärksten von Verbuschung betroffen ist, über die Dynamik dieses Phänomens in der Region ist jedoch wenig bekannt. Im Rahmen dieser Studie wurden feldbasierte Vegetationsdaten mit modernen Pollendaten verglichen, um das Potenzial moderner Pollen zu bewerten, die Vegetationszusammensetzung und -vielfalt entlang von Niederschlags- und Weideintensitätsgradienten widerzuspiegeln. Zusätzlich wurden zwei Sedimentkerne aus dem Otjikoto-See analysiert, um die Veränderungen der Vegetationszusammensetzung in der Region in den letzten 170 Jahren und ihre möglichen Treiber zu dokumentieren. Hierzu wurde ein Multiproxy-Ansatz (fossiler Pollen, sedimentäre alte DNA, Biomarker, verbindungsspezifische Kohlenstoff- (δ13C) und Deuterium- (δD) Isotope, Kohlenstoff-Isotope (δ13Corg), Korngröße, geochemische Eigenschaften) mit hoher taxonomischer und zeitlicher Auflösung angewendet. Schließlich wurde der REVEALS-Ansatz auf den fossilen Pollendata des Otjikoto-Sees angewendet, um die Vegetationsbedeckung der Vergangenheit quantitativ zu rekonstruieren. Dazu wurden zunächst die Pollenproduktivitätsschätzungen (PPE) der relevantesten Savannentaxa in der Region unter Verwendung des erweiterten R-Wert-Modells und zweier Pollenausbreitungsmodelle (Gaußsches Federmodell und Lagrange-Stochastikmodell) berechnet. Die auf REVEALS basierende Vegetationsrekonstruktion wurde dann unter Verwendung von auf Fernerkundung basierenden regionalen Vegetationsdaten validiert. Die Ergebnisse zeigen, dass moderner Pollen die Zusammensetzung der Vegetation gut widerspiegelt, jedoch weniger die Diversität. Interessanterweise machen Niederschlag und Beweidung einen signifikanten, aber geringen Anteil der Änderung der Zusammensetzung in den Pollen- und Vegetationsspektren aus. Die Multiproxy-Analyse zeigt, dass ein Zustandswechsel von der offenen Combretum Baumsavanne zum Terminalia Buschland über ein Jahrhundert stattfinden kann und dass der Übergang zwischen den beiden Zuständen etwa 80 Jahre dauert und durch eine einzigartige Vegetationszusammensetzung gekennzeichnet ist. Dieser Übergang wird durch allmähliche Umweltveränderungen unterstützt, die durch das Management (z.B. großflächige Abholzung für den Bergbau sowie selektive Beweidung und verringerte Feueraktivität verbunden mit intensivierter Landwirtschaft) und damit verbundene Landnutzungsänderungen hervorgerufen werden. Abgeleitete Umweltveränderungen (z.B. verringerte Bodenfeuchtigkeit, verringerte Grasbedeckung, Änderungen der Artenzusammensetzung und Konkurrenzfähigkeit, verringerte Feuerintensität) können die Resilienz der offenen Combretum Baumsavanne beeinträchtigt haben und sie anfälliger machen, durch stochastische Ereignisse wie aufeinanderfolgende niederschlagsreiche Jahre, Dürre, und durch hohe Konzentrationen von pCO2, in einen verbuschten Zustand zu wechseln. Der daraus resultierende verbuschte Zustand wird durch Rückkopplungsmechanismen aufrechterhalten, welche die Etablierung und Konkurrenzfähigkeit der Holzvegetation begünstigen. Schließlich deuten die auf REVEALS basierenden Deckungsschätzungen auf das Vorherrschen einer halboffenen Landschaft während des gesamten 20. Jahrhunderts und eine Verringerung der Grasbedeckung unter 50% seit dem 21. Jahrhundert hin, die mit der Verbreitung von Verbuschungstaxa verbunden ist. Deckungsschätzungen zeigen eine enge Übereinstimmung mit regionalen Vegetationsdaten, wodurch die aus der Multi-Proxy-Analyse abgeleitete Vegetationsdynamik bestätigt werden kann. Die PPE-Berechnung war für alle holzigen Taxa erfolgreich, für Poaceae jedoch fehlgeschlagen. Zusammenfassend ist die Pollenanalyse ein geeignetes Instrument zur Rekonstruktion der Vegetationsdynamik in Savannen. Aufgrund der geringen taxonomischen Auflösung von Pollen zur Identifizierung von Gräsern ermöglicht ein Multiproxy-Ansatz, insbesondere die Verwendung von sedaDNA, die Unterscheidung stabiler verbuschte Zustände von bloßen Waldphasen sowie die Identifizierung von Auslösern und Treibern von Zustandsänderungen. Darüber hinaus spiegelt die auf REVEALS basierende quantitative Vegetationsrekonstruktion trotz der Einschränkungen bei der Berechnung von PPEs deutlich das Ausmaß der Veränderungen in der Vegetationsbedeckung wider, die in den letzten 130 Jahren aufgetreten sind. Diese Forschung liefert neue Einblicke in die Pollen-Vegetations-Beziehungen in Savannen und unterstreicht die Bedeutung von Multiproxy-Ansätzen zur Rekonstruktion der Vegetationsdynamik in semi-ariden Landschaften. Es bietet auch die erste Zeitreihe mit ausreichender taxonomischer Auflösung, um die Veränderungen der Vegetationszusammensetzung im Verlauf der Verbuschung sowie die erste quantitative Rekonstruktion der früheren Landbedeckung in der Region aufzuzeigen. Diese Ergebnisse können dazu beitragen, die verschiedenen Stadien der Savannendynamik besser zu identifizieren, und können auch zur Kalibrierung von Vorhersagemodellen für Vegetationsänderungen verwendet werden, die für die Landbewirtschaftung von großem Wert sind. T2 - Ein paläoökologischer Ansatz zur Savannendynamik und Verbuschung in Namibia KW - savanna ecology KW - pollen KW - sedaDNA KW - REVEALS KW - state-transition models KW - Savannen-Ökologie KW - REVEALS KW - sedimentäre alte DNA KW - Pollen KW - Pollenproduktivitätsschätzungen KW - Zustands-Übergangs-Modelle Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-492815 ER -