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Ökologische Systeme allgemein zu verstehen, erfordert eine breite Perspektive und die Synthese von Wissen über verschiedene Taxa, ökologische Prozesse sowie räumliche und zeitliche Skalen hinweg. Diese multidisziplinäre Herangehensweise an Ökosysteme ist ein zentraler Bestandteil der Biodiversitäts-Exploratorien. Das Projekt wurde ins Leben gerufen, um die Forschungsanstrengungen auf eine Weise zu koordinieren, dass verschiedene Daten in einem gemeinsamen Studiendesign gesammelt werden und somit direkt miteinander verknüpft und verglichen werden können. Das Ziel des Synthesekernprojekts ist es, sicherzustellen, dass die oben beschriebenen ökologischen Synthesen realisiert werden.

Das Kernprojekt Synthese fördert das Synthesedenken, um allgemeine und mechanistische Antworten auf die Leitfragen der Exploratorien zu geben. Wir tun dies einerseits indem wir Ideen aus beispielhaften Synthesen und Workshops generieren und andererseits indem wir Synthesewerkzeuge im Hinblick auf statistische Methoden und Synthesedaten verbreiten und entwickeln.

In dieser Phase wird das Kernprojekt Synthese gemäß den folgenden Zielen zu den Biodiversitäts-Exploratorien beitragen:

  1. Allgemeine Fragestellungen über die Zusammenhänge zwischen der Intensivierung der Landnutzung, der Biodiversität und dem Funktionieren des Ökosystems beantworten. Dies geschieht insbesondere unter Berücksichtigung der Reaktionen des Ökosystems auf verschiedenen zeitlichen und räumlichen Skalen, einschließlich komplementärer Dimensionen der Biodiversität (d.h. funktionale, phylogenetische) einerseits und die Fokussierung auf die soziale Komponente von Agrarlandschaften andererseits.
  2. Die Synthesebemühungen Anderer in den gesamten Biodiversitäts-Exploratorien katalysieren, sowohl durch die Erstellung von Synthesedatensätzen als auch durch die Verbreitung der Konzepte und statistischen Methoden für die Synthese.  Das Syntheseprojekt wird Synergien und einen echten Mehrwert zwischen den Projekten schaffen, in Übereinstimmung mit den wichtigsten Leitfragen der Biodiversitäts-Exploratorien.
  3. Die Reichweite erhöht und Resultate. Dies geschieht durch das Organisieren spezieller Workshops und thematischer Sitzungen innerhalb und außerhalb des Projekts sowie durch die Förderung der weltweiten Zusammenarbeit mit anderen Biodiversitätsprojekten.

Die Arbeit der Synthesekerngruppe folgt vier Hauptaktionslinien:

  1. Datensatzverwaltung in enger Zusammenarbeit mit BEXIS. Insbesondere die Erstellung von Synthese-Datensätzen der Biodiversitäts-Exploratorien, welche allen Teilnehmenden zur Verfügung gestellt werden. Diese Datensätze enthalten Informationen über verschiedene Biodiversitätskomponenten,  Ökosystemfunktionen und -dienstleistungen auf allen Flächen. Wir entwickeln außerdem Skripte und Methoden, um die Verwaltung und Analyse dieser Informationen zu erleichtern.
  2. Umfassende und beispielhafte Synthese. Die Analyse mehrerer Ökosystemvariablen erfordert die Anwendung modernster Analysewerkzeuge, darunter Strukturgleichungsmodelle, verallgemeinerte lineare gemischte Modelle, nichtlineare Regressionen und netzwerktheoretische Ansätze. Diese Methodologien werden laufend durch spezifische Kurse aktualisiert, welche den Bedürfnissen der Projektteilnehmenden angepasst werden.
  3. Synthese-Helpdesk. Zur Unterstützung der Synthese in anderen Projekten bieten wir Forschenden persönliche Syntheseberatung an. Die meisten der vielen Synthesetätigen bitten um Beratung, in der Regel in Form von Unterstützung bei der Verwendung der Synthesedatensätze, der Verfeinerung ihrer Forschungsfragen oder zu detaillierten Empfehlungen für die statistische Analyse.
  4. Entwicklung von Methoden. In einigen Fällen sind die Instrumente für die Synthese  noch nicht vorhanden. In diesen Fällen ist das Kernsyntheseprojekt aktiv an der Entwicklung neuer Methoden beteiligt, welche zur Erleichterung der Syntheseaktivitäten in den Biodiversitäts-Exploratorien (und auch außerhalb) eingesetzt werden können (z.B. Manning et al. 2018, Schneider et al. 2019, van der Plas et al. 2019).

In dieser Phase werden wir eine Reihe umfassender ökologischer Synthesen durchführen. Sie behandeln die zentralen Fragen der Biodiversitäts-Exploratorien auf der Grundlage der Erkenntnisse aus den vorangegangenen Phasen:

  1. Die Intensivierung der Landnutzung wirkt sich auf die Biodiversität der Ökosysteme aus, indem sie insbesondere den oberirdischen Artenreichtum reduziert und zu einer Homogenisierung der Lebensgemeinschaften auf mehreren trophischen Ebenen führt (z.B. Allan et al. 2014, Gossner et al. 2016, Penone et al. 2019). In dieser Phase wollen wir diese Erkenntnisse auf andere Biodiversitätsdimensionen (d.h. funktionelle Merkmale, Phylogenie) und biotische Interaktionen ausweiten.
  2. Die Intensität der Landnutzung beeinflusst Ökosystemfunktionen und -dienstleistungen sowohl direkt als auch indirekt über ihren Einfluss auf die multitrophe Biodiversität (z.B. Allan et al. 2015, Soliveres et al 2016, van der Plas et al. 2016, Felipe-Lucia et al. 2018). In der nächsten Phase werden wir uns sowohl auf die Auswirkungen von zeitlichen und räumlichen Skalen auf das Zusammenspiel von Ökosystemfunktionen, Landnutzung und Biodiversität konzentrieren, als auch  auf den Beitrag der sozialen Dimension in den Agrarlandschaften.
  3. Die Biodiversitäts-Exploratorien liefern eine einzigartigen Sammlung an relevanten ökologischen Erkenntnissen. Es ist aber auch wichtig, über das Projekt hinauszugehen, um eine allgemeine ökologische Theorie zu entwickeln und die Ergebnisse auf die reale Welt zu übertragen. In der nächsten Phase werden die bisherigen Ergebnisse mit denen anderer Biodiversitätsexperimente verglichen und verwendet, um wissenschaftlich fundierte Instrumente (z.B. Indikatorarten) zur Unterstützung der Agrarlandschaftspflege zu fördern.

Allan E. et al. 2014. Interannual variation in land-use intensity enhances grassland multidiversity. PNAS, 111:308–313.  www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1312213111

Allan E. et al. 2015. Land use intensification alters ecosystem multifunctionality via loss of biodiversity and changes to functional composition. Ecol Lett 18:834–843. http://onlinelibrary.wiley.com

Felipe-Lucia et al. 2018. Multiple forest attributes underpin the supply of multiple ecosystem services. Nature Communications 9:4839.

Gossner et al. 2016. Land-use intensification causes multitrophic homogenization of grassland communities. Nature 540:266–269.

Manning et al. 2018. Redefining ecosystem multifunctionality. Nat Ecol Evol 2:427–436.

Penone et al. 2019. Specialisation and diversity of multiple trophic groups are promoted by different forest features. Ecol Lett 22:170–180.

Schneider et al. 2019. Towards an ecological trait‐data standard. Methods Ecol Evol. 10: 2006– 2019. https://doi.org/10.1111/2041-210X.13288

Soliveres S. et al.  2016. Locally rare species influence grassland ecosystem multifunctionality. Phil. Trans. Roy. Soc. B 371: 20150269. http://dx.doi.org

Soliveres S. et al. 2016. Biodiversity at multiple trophic levels is needed for ecosystem multifunctionality. Nature 536, 456–459. http://www.nature.com

van der Plas et al. (2016): Biotic homogenization can decrease landscape-scale forest multifunctionality. Proc Natl Acad Sci USA 113, S. 3557–3562.

van der Plas et al. 2019. Towards the development of general rules describing landscape heterogeneity–multifunctionality relationships. J Appl Ecol 56.


Doc
Regelmäßige Änderungen in der Landnutzung erhöhen die Biodiversität im Grünland
Allan E., Bossdorf O., Dormann C. F., Prati D., Gossner M. M., Tscharntke T., Blüthgen N., Bellach M., Birkhofer K., Boch S., Böhm S., Börschig C., Chatzinotas A., Christ S., Daniel R., Diekötter T., Fischer C., Friedl T., Glaser K., Hallmann C., Hodac L., Hölzel N., Jung K., Klein A. M., Klaus V. H., Kleinebecker T., Krauss J., Lange M., Morris K. E., Müller J., Nacke H., Pasalic E., Rillig M. C., Rothenwöhrer C., Schall P., Scherber C., Schulze W., Socher S. A., Steckel J., Steffan-Dewenter I., Türke M., Weiner C. N., Werner M., Westphal C., Wolters V., Wubet T., Gockel S., Gorke M., Hemp A., Renner S. C., Schöning I., Pfeiffer S., König-Ries B., Buscot F., Linsenmair K. E., Schulze E. D., Weisser W. W., Fischer M. (2014): Interannual variation in land-use intensity enhances grassland multidiversity. PNAS 111, 308–313. doi: 10.1073/pnas.1312213111
Mehr Informationen:  doi.org
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Allan E., Manning P., Alt F., Binkenstein J., Blaser S., Blüthgen N., Böhm S., Grassein F., Hölzel N., Klaus V., Kleinebecker T., Morris K. E., Oelmann Y., Prati D., Renner S. C., Rillig M. C., Schäfer M., Schloter M., Schmitt B., Schöning I., Schrumpf M., Solly E., Sorkau E., Steckel J., Steffen-Dewenter I., Stempfhuber B., Tschapka M., Weiner C. N., Weisser W. W., Werner M., Westphal C., Wilcke W., Fischer M. (2015): Land use intensification alters ecosystem multifunctionality via loss of biodiversity and changes to functional composition. Ecology Letters 18 (8), 834–843. doi: 10.1111/ele.12469
Mehr Informationen:  doi.org
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Felipe-Lucia M. R., Soliveres S., Penone C., Fischer M., Ammer C., Boch S., Boeddinghaus R., Bonkowski M., Buscot F., Fiore-Donno A. M., Frank K., Goldmann K., Gossner M. M., Hölzel N., Jochum M., Kandeler E., Klaus V. H., Kleinebecker T., Leimer S., Manning P., Oelmann Y., Saiz H., Schall P., Schloter M. , Schöning I., Schrumpf M., Solly E. F., Stempfhuber B., Weisser W. W., Wilcke W., Wubet T., Allan E. (2020): Land-use intensity alters networks between biodiversity, ecosystem functions, and services. PNAS 117 (45), 28140-28149. doi: 10.1073/pnas.2016210117
Mehr Informationen:  doi.org
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Verschiedene Eigenschaften von Waldbeständen unterstützen das Angebot multipler Ökosystemleistungen
Felipe-Lucia M. R., Soliveres S., Penone C., Manning P., van der Plas F., Boch S., Prati D., Ammer C., Schall P., Gossner M. M., Bauhus J., Buscot F., Blaser S., Blüthgen N., de Frutos A., Ehbrecht M., Frank K., Goldmann K., Hänsel F., Jung K., Kahl T., Nauss T., Oelmann Y., Pena R., Polle A., Renner S., Schloter M., Schöning I., Schrumpf M., Schulze E.-D., Solly E., Sorkau E., Stempfhuber B., Tschapka M., Weisser W. W., Wubet T., Fischer M., Allan E. (2018): Multiple forest attributes underpin the supply of multiple ecosystem services. Nature Communications 9:4839. doi: 10.1038/s41467-018-07082-4
Mehr Informationen:  doi.org
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Neue Ergebnisse aus den Biodiversitäts-Exploratorien
Fischer M., Boch S., Allan E. (2014): Neue Ergebnisse aus den Biodiversitäts-Exploratorien. Senckenberg Natur · Forschung · Museum 144 (3/4), 98-101
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Jochum M., Fischer M., Isbell F., Roscher C., van der Plas F., Boch S., Boenisch G., Buchmann N., Catford J. A., Cavender-Bares J., Ebeling A., Eisenhauer N., Gleixner G., Hölzel N., Kattge J., Klaus V. H., Kleinebecker T., Lange M., Le Provost G., Meyer S. T., Molina-Venegas R., Mommer L, Oelmann Y., Penone C., Prati D., Reich P. B., Rindisbacher A., Schäfer D., Scheu S., Schmid B., Tilman D., Tscharntke T., Vogel A., Wagg C., Weigelt A., Weisser W. W., Wilcke W., Manning P. (2020): The results of biodiversity–ecosystem functioning experiments are realistic. Nature Ecology & Evolution 4, 1485–1494. doi: /10.1038/s41559-020-1280-9
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Le Provost G., Thiele J., Westphal C., Penone C., Allan E., Neyret M., van der Plas F., Ayasse M., Bardgett R., Birkhofer K., Boch S., Bonkowski M., Buscot F., Feldhaar H., Gaulton R., Goldmann K., Gossner M. M., Klaus V., Kleinebecker T., Krauss J., Renner S., Scherreiks P., Sikorski J., Baulechner D., Blüthgen N., Bolliger R., Börschig C., Busch V., Chisté M., Fiore-Donno A. M., Fischer M., Arndt H., Hoelzel N., Jung K., Lange M., Marzini C., Overmann J., Paŝalić E., Perović D., Prati D., Schäfer D., Schöning I., Schrumpf M., Sonnemann I., Steffan-Dewenter I., Tschapka M., Türke M., Vogt J., Wehner K., Weiner C., Weisser W. W., Wells K., Werner M., Wolters V., Wubet T., Wurst S., Zaitsev A. S., Manning P. (2021): Contrasting responses of above- and belowground diversity to multiple components of land-use intensity. Nature Communications 12:3918. doi: 10.1038/s41467-021-23931-1
Mehr Informationen:  doi.org
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Intensive Landnutzung schwächt die Zusammenhänge zwischen den Artenvielfalten verschiedener Tier- und Pflanzengruppen
Manning P., Gossner M. M., Bossdorf O., Allan E., Zhang Y.-Y., Prati D., Blüthgen N., Boch S., Böhm S., Börschig C., Hölzel N., Jung K., Klaus V. H., Klein A. M., Kleinbecker T., Krauss J., Lange M., Müller J., Pašalić E., Socher S. A., Tschapka M., Türke M., Weiner C., Werner M., Gockel S., Hemp A., Renner S. C., Wells C., Buscot F., Kalko E. K. V., Linsenmair K.-E., Weisser W. W., Fischer M. (2015): Grassland management intensification weakens the associations among the diversities of multiple plant and animal taxa. Ecology Manning P., Gossner M. M., Bossdorf O., Allan E., Zhang Y.-Y., Prati D., Blüthgen N., Boch S., Böhm S., Börschig C., Hölzel N., Jung K., Klaus V. H., Klein A. M., Kleinbecker T., Krauss J., Lange M., Müller J., Pašalić E., Socher S. A., Tschapka M., Türke M., Weiner C., Werner M., Gockel S., Hemp A., Renner S. C., Wells C., Buscot F., Kalko E. K. V., Linsenmair K.-E., Weisser W. W., Fischer M. (2014): Grassland management intensification weakens the associations among the diversities of multiple plant and animal taxa. Ecology 96 (6), 1492–1501. doi: 10.1890/14-1307.1
Mehr Informationen:  doi.org
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Manzanedo R. D., Schanz F. R., Fischer M., Allan E. (2018): Fagus sylvatica seedlings show provenance differentiation rather than adaptation to soil in a transplant experiment. BMC Ecology 18 (1): 42. doi: 10.1186/s12898-018-0197-5
Mehr Informationen:  doi.org
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Offenberger M. (2020): Ökosystemforschung: Pfanzenvielfalt fördert Stabilität von Nahrungsnetzen. Anliegen Natur 42 (1), 91-98
Mehr Informationen:  www.anl.bayern.de
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Penone C., Allan E., Soliveres S., Felipe Lucia M., Gossner M. M., Seibold S., Simons N. K., Schall P., van der Plas F., Manning P., Manzanedo R. D., Boch S., Prati D., Ammer C., Bauhus J., Buscot B., Ehbrecht M., Goldmann K., Jung K., Müller J., Müller J. C., Pena R., Polle A., Renner S., Ruess L., Schöning I., Schrumpf M., Solly E., Tschapka M., Weisser W. W., Wubet T., Fischer M. (2019): Specialisation and diversity of multiple trophic groups are promoted by different forest features. Ecology Letters 22 (1), 170-180. doi: 10.1111/ele.13182
Mehr Informationen:  doi.org
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Schneider F. D., Fichtmüller D., Gossner M. M., Güntsch A., Jochum M., König-Ries B., Le Provost G., Manning P., Ostrowski A., Penone C., Simons N. K. (2019): Towards an Ecological Trait-data Standard. Methods in Ecology and Evolution 10 (12), 2006-2019. doi: 10.1111/2041-210X.13288
Mehr Informationen:  doi.org
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Forstinventuren zeigen wie multifunktional wirtschaftlich genutzte Wälder sind
Simons N. K., Felipe-Lucia M. R., Schall P., Ammer C., Bauhus J., Blüthgen N., Boch S., Buscot F., Fischer M., Goldmann K., Gossner M. M., Hänsel F., Jung K., Manning P., Nauss T., Oelmann Y., Pena R., Polle A., Renner S. C., Schloter M., Schöning I., Schulze E.-D., Solly E., Sorkau E., Stempfhuber B., Wubet T., Müller J., Seibold S., Weisser W. W. (2021): National Forest Inventories capture the multifunctionality of managed forests in Germany. Forest Ecosystems 8, 5. doi: 10.1186/s40663-021-00280-5
Mehr Informationen:  doi.org
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Soliveres S., Lehmann A., Boch S., Altermatt F., Carrara F., Crowther T. W., Delgado‐Baquerizo M., Kempel A., Maynard D. S., Rillig M. C., Singh B. K., Trivedi P., Allan E. (2018): Intransitive competition is common across five major taxonomic groups and is driven by productivity, competitive rank and functional traits. Journal of Ecology 106 (3), 852–864. doi: 10.1111/1365-2745.12959
Mehr Informationen:  doi.org
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Soliveres S., Maestre F. T., Ulrich W., Manning P., Boch S., Bowker M., Prati D., Delgado-Baquerizo M., Quero J. L., Schöning I., Gallardo A., Weisser W. W., Müller J., García-Gómez M., Ochoa V., Schulze E.-D., Fischer M., Allan E. (2015): Intransitive competition is widespread in plant communities and maintains their species richness. Ecology Letters 18 (8), 790–798. doi: 10.1111/ele.12456
Mehr Informationen:  doi.org
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Soliveres S., Manning P., Prati D., Gossner M. M., Alt F., Arndt H., Baumgartner V., Binkenstein J., Birkhofer K., Blaser S., Blüthgen N., Boch S., Böhm S., Börschig C., Buscot F., Diekötter T., Heinze J., Hölzel N., Jung K., Klaus V. H., Klein A.-M., Kleinebecker T., Klemmer S., Krauss J., Lange M., Morris K. E., Müller J., Oelmann Y., Overmann J., Pašalić E., Renner S. C., Rillig M. C., Schäfer M., Schloter M., Schmitt B., Schöning I., Schrumpf M., Sikorski J., Socher S. A., Solly E., Sonnemann I., Sorkau E., Steckel J., Steffen-Dewenter I., Stempfhuber B., Tschapka M., Türke M., Venter P., Weiner C. N., Weisser W. W., Werner M., Westphal C., Wilcke W., Wolters V., Wubet T., Wurst S., Fischer M., Allan E. (2016): Locally rare species influence grassland ecosystem multifunctionality. Phylosophical Transactions of the Royal Society B 371(1694):20150269. doi: 10.1098/rstb.2015.0269
Mehr Informationen:  doi.org
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Soliveres S., van der Plas F., Manning P., Prati D., Gossner M. M., Renner S. C., Alt F., Arndt H., Baumgartner V., Binkenstein J., Birkhofer K., Blaser S., Blüthgen N., Boch S., Böhm S., Börschig C., Buscot F., Diekötter T., Heinze J., Hölzel N., Jung K., Klaus V. H., Kleinebecker T., Klemmer S., Krauss J., Lange M., Morris K. E., Müller J., Oelmann Y., Overmann J., Pašalić E., Rillig M. C., Schäfer M., Schloter M., Schmitt B., Schöning I., Schrumpf M., Sikorski J., Socher S. A., Solly E., Sonnemann I., Sorkau I., Steckel J., Steffen-Dewenter I., Stempfhuber B., Tschapka M., Türke M., Venter P., Weiner C., Weisser W. W., Werner M., Westphal C., Wilcke W., Wolters V., Wubet T., Wurst S., Fischer M., Allan E. (2016): Biodiversity at multiple trophic levels is needed for ecosystem multifunctionality. Nature 536, 456–459. doi: 10.1038/nature19092
Mehr Informationen:  doi.org
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Entwicklung allgemeiner Regeln zur Beschreibung von Verhältnissen zwischen Heterogenität und Landschaft Multifunktionalität
van der Plas F., Allan E., Fischer M., Alt F., Arndt H., Binkenstein J., Blaser S., Blüthgen N., Böhm S., Hölzel N., Klaus V. H., Kleinbecker T., Morris K., Oelmann Y., Prati D., Renner S. C., Rillig M. C., Schäfer M., Schloter M., Schmitt B., Schöning I., Schrumpf M., Solly E., Sorkau E., Steckel J., Steffen-Dewenter I., Stempfhuber B., Tschapka M., Weiner C. N., Weisser W. W., Werner M., Westphal C., Wilcke W., Manning P. (2019): Towards the development of general rules describing landscape heterogeneity-multifunctionality relationships. Journal of Applied Ecology 56 (1), 168-179. doi: 10.1111/1365-2664.13260
Mehr Informationen:  doi.org

Die sogenannten Kernprojekte der BE gingen aus dem Projekt zur Flächenauswahl und dem Aufbau der Exploratorien (2006-2008) hervor. Sie stellen seit 2008 die Infrastruktur bereit und erheben für alle Projekte wichtige Basisinformationen zu Landnutzung, Diversität und Ökosystemprozessen (Langzeitmonitoring). Zudem sie koordinieren projektübergreifende Aktivitäten wie etwa verschiedene Grossexperimente.

Projekt in anderen Förderperioden

Synthese (Kernprojekt)
#Theorie, Modellierung & Upscaling  #2017 – 2020  #Artenvielfalt […]

Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen

Prof. Dr. Eric Allan
Projektleiter
Prof. Dr. Eric Allan
Universität Bern
Prof. Dr. Markus Fischer
Projektleiter
Prof. Dr. Markus Fischer
Universität Bern
Dr. Caterina Penone
Mitarbeiterin
Dr. Caterina Penone
Universität Bern
Dr. Hugo Saiz
Mitarbeiter
Dr. Hugo Saiz
Universität Bern
Dr. Peter Manning
Mitarbeiter
Dr. Peter Manning
Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung
Dr. Margot Neyret
Mitarbeiterin
Dr. Margot Neyret
Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung
Abiel Rindisbacher
Mitarbeiter
Abiel Rindisbacher
Universität Bern
Noëlle Schenk
Mitarbeiterin
Noëlle Schenk
Universität Bern
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