The emergent properties of spatial self-organization: A study of patterned mussel beds

Zelforganisatie is een algemeen fenomeen in de natuur, dat gevonden wordt op alle niveaus van biologische organisatie, vanaf moleculen tot aan ecosystemen. Theoretische studies voorspellen dat ecosystemen door zelforganisatie in staat zijn hulpbronnen efficienter om te zetten in biomassa. Ook zouden ze beter bestand zijn verstoringen. Het aantonen van deze zogenaamde emergente eigenschappen is een behoorlijke uitdaging voor de theoretische ecologie, maar het belang is groot. Klimaatsverandering en menselijke ingrepen zoals visserij verstoren de ruimtelijke en structurele organisatie van ecosystemen. Wellicht als gevolg daarvan vertonen veel ecosystemen een grote en disproportionele afname van de draagkracht. Begrip van de natuurlijke buffers in ecosystemen, zoals de mechanismen van ruimtelijke zelforganisatie, is van cruciaal belang voor beheer en bescherming van de natuur. In dit proefschrift, waar ik mosselbedden als modelsysteem gebruik, bestudeer ik de mechanismen achter ruimtelijke zelforganisatie en het effect daarvan op het functioneren van het ecosysteem. Mijn onderzoek behandelt patroonontwikkeling op verschillende ruimtelijke schalen, en introduceert een nieuw theoretisch mechanisme voor zelforganisatie, dat nog niet bekend is binnen de ecologie. Ik heb op de eerste plaats onderzocht of en hoe de emergente eigenschappen van ruimtelijke zelforganisatie afhangen van de specifieke mechanismen van patroonvorming. In hoofdstuk 2, gebaseerd op een combinatie van voorgaande onderzoeken en nieuwe experimentele data, heb ik een alternatief mechanisme voorgesteld om zelforganisatie in mosselbedden te verklaren.