Self-organization on mudflats

Zelf-organisatie - een proces waarbij structuren en patronen op systeem niveau ontstaan ten gevolge van herhaalde interacties en terugkoppelingen tussen de elementen - ligt ten grondslag aan vele natuurlijke verschijnselen. Twee voorbeelden hiervan in de ecologie zijn de foerageer locatiekeuze van steltlopers en de ontwikkeling van zeegrasvelden. De eerste casus heb ik onderzocht met behulp van simulaties en met ruimtelijk statistische modellen, geschat op basis van waarnemingen in de Waddenzee. Mijn onderzoek bevestigt de hypothese dat foerageerverspreidingen bepaald worden door voedselbeschikbaarheid en aantrekking tussen individuen. Individuen trekken elkaar aan omdat dat de aanwezigheid van soortgenoten de beschikbaarheid van voedsel signaleert en het risico om ten prooi te vallen verkleint. Een ander resultaat van mijn onderzoek is de ontwikkeling, toetsing en toepassing van een methode om de effecten van de onderlinge aantrekkingskracht statistisch te schatten, rekening houdende met exogene factoren. Een belangrijke conclusie is dat de huidige foerageermodellen, die gebaseerd zijn op competitie en exogene factoren, te kort schieten om ruimtelijke foerageerpatronen te verklaren. De tweede casus heb ik onderzocht op basis van remote sensing data en lokale metingen in intergetijde zeegrasvelden op de Banc d’Arguin, Mauretanië. Uit dit onderzoek, waarvoor ik gebruik heb gemaakt van structurele statistische modellen, blijkt dat zeegras de eigen ontwikkeling controleert via de invang van fijn sediment, wat een negatief effect heeft op de dichtheid van zeegras. Ook dit systeem wordt gekarakteriseerd door wisselwerking tussen exogene en endogene factoren. Een belangrijke conclusie is dat met gebruik van niet- recursieve structurele modellen, gebaseerd op cross sectie data die verschillende stadia van ontwikkeling representeren, inzicht verkregen kan worden in de ontwikkeling van een zeegrasveld in de tijd.Self-organization – the process of repeated interactions or feedbacks among elements that make up the system resulting in the spontaneous development of an element-transcending, higher level structure or function, without the intervention of an external regulator – underlies various natural phenomena. Two ecological examples are site choice of foraging shorebirds and the development of seagrass meadows.I investigated the first case by means of simulations and spatial statistical models on the basis of observations in the Wadden Sea. My research confirms the hypothesis that foraging distributions result from the availability of resources and social attraction between individuals. The latter derives from the fact that the presence of conspecifics signals the presence of food and decreases the risk of becoming prey. Another result from my research is the development, testing and application of a method to estimate the level of attraction while accounting for exogenous factors. An important conclusion is that the current distribution models, which are based on competition and exogenous factors only, do not adequately capture foraging behaviour and its spatial distribution.I investigated the second case on the basis of remote sensing data and local measurements in intertidal seagrass beds in the Banc d’Arguin in Mauretania. This research - in which I applied structural equation models - shows that seagrass controls its own development by means of capturing fine sediments which is detrimental to seagrass density. This system is also characterized by interaction between endogenous and exogenous factors. An important conclusion is that non-recursive structural models, based on cross section data of different development stages, may provide insight into the development of seagrass through time.