[English version below]
Räumliche und zeitliche Muster von biologischer und linguistischer Diversität
Die Vielfalt der Lebewesen (Biodiversität) und menschlichen Sprachen (linguistische Diversität) zeigt eine überraschend ähnliche globale Verteilung: Sie ist erhöht in Äquatornähe, auf Inseln und in bestimmten Hotspot-Regionen – jedoch jeweils infolge des anthropogenen Wandels in starkem Rückgang begriffen. Charakteristische räumliche Muster zwischen den einzelnen biologischen Taxa und im Vergleich zu Sprachen sind ein Schlüssel zum Verständnis und Schutz von Diversität, wurden bislang jedoch noch nicht umfassend gegenübergestellt.
Biologie und Linguistik sind gegensätzlich in der Beschreibung vorhandener Diversität (besser in der Linguistik) und phylogenetischer Beziehungen (besser in der Biologie). Ein theoretischer Rahmen gemeinsamer evolutionärer Vorbedingungen ermöglicht den Methodentransfer und Austausch komplementärer Daten, um fachübergreifende Fragestellungen zu beantworten: Wo liegen taxon- und systemübergreifende Schwerpunkte (Hotspots) von Diversität? Wie unterscheidet sie sich innerhalb und zwischen den biologischen und linguistischen Systemen? Inwiefern ist die heutige Diversität von Umweltbedingungen abhängig und wie hat sie sich im Laufe der Zeit verändert?
Meine kumulative Dissertation folgt methodisch einem logischen Verlauf von eher explorativ-korrelativ ausgerichteten Ansätzen hin zu einem mechanistischen Modell. Zunächst ermittle ich gegenwärtige phylogenetische Diversität auf einem einheitlichen globalen Raster, um systemübergreifend Verbreitungsschwerpunkte und Unterschiede zu ermitteln (1. Kapitel). Die so gewonnenen Diversitätsmuster setze ich in Beziehung zu gegenwärtigen und historischen Umweltdaten verschiedener Kategorien, wobei ich ihren jeweiligen relativen Einfluss auf die verschiedenen Systeme ermitteln will (2. Kapitel). Schließlich wende ich ein Modell aus der Makroökologie (Hagen et al. 2021) domänenübergreifend an, um die Entwicklung von Diversität im Zeitverlauf nachvollziehen zu können (3. Kapitel).
Erste Ergebnisse zeigen sowohl erwartete Gemeinsamkeiten auf einer großflächigen Skala, aber im Detail auch interessante Unterschiede räumlicher Muster und stützen die Grundidee meines Projektes. Durch die Integration bislang für sich stehenden Wissens ziele ich auf ein mechanistischeres Verständnis von Diversität – mit besonderer Relevanz für ihren Schutz. Am Gegenstand sprachlicher Diversität erforsche ich ferner die Umstände, unter denen sich ein kognitives, soziales und logisches System entwickelt und verändert.
Spatio-temporal patterns in biodiversity and linguistic diversity
Spatial patterns in the diversity of biological species (biodiversity) and human languages (linguistic diversity) are astonishingly similar on a global scale, with higher diversities towards lower latitudes, on islands and in certain hotspot regions. Owing to anthropogenic global change, the diversity of both systems is in severe decline. The observed spatial patterns between biological taxa and human languages are key to a more general understanding of diversity, faciliting conservation efforts. However, as of yet, an integrated approach combining the fields is still lacking.
Biology and linguistics differ in how well they describe extant diversity (better in linguistics) and phylogenetic relationships (better in biology). A common theoretical framework of evolutionary preconditions underlies both systems, allowing for a transfer of methods and data. Therefore, I aim to answer research questions relevant to both disciplines: Where are global diversity hotspots located? How do spatial patterns differ between various biological taxa and human languages? What effects do environmental conditions have on diversity? How has diversity changed over time?
My dissertation is cumulative, progressing from a more explorative/correlative approach towards a mechanistic model. Calculating present phylogenetic diversity on a unified global grid, I try to identify common diversity hotspots and differences across systems (first chapter). The derived spatial diversity data will then be related to present and past environmental factors of different categories to understand their relative importance in influencing different diversities (second chapter). Eventually, I will use a model from macroecology (Hagen et al. 2021) to reconstruct diversity patterns through time (third chapter).
First results support the general idea of my project, indicating similar spatial patterns across different systems on a broad scale but also interesting differences on a more detailed look. By combining data from biodiversity research and language typology in a novel way, my dissertation aims for a mechanistic understanding of diversity. By including data on human languages, I also investigate the mechanisms of change in a cognitive, social and logical system. The results are expected to have implications for the protection of biological and linguistic diversity.