[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 ausgerichteten korrelativen, hin zu mechanistischen Modellen. Dabei variiere ich ebenfalls die räumliche und zeitliche Skala: Zunächst erfasse ich die globale Diversität unterschiedlicher biologischer Taxa und menschlicher Sprachen, bevor ich sie in Beziehung zu ihren gegenwärtigen und historischen Umweltbedingungen setze (1. Kapitel). Daraufhin wende ein neues Modell aus der Makroökologie (Hagen et al. 2021) domänenübergreifend an, um ihre Entwicklung im Zeitverlauf nachvollziehen zu können (2. Kapitel). Den Zusammenhang zwischen Einzelakteuren und dem Gesamtsystem stelle ich schließlich durch individuen-basierte Modellierung her (3. Kapitel).
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 explorative towards more mechanistic models, and varying spatial and temporal scales: In my first chapter, I will compare global diversity patterns between biological taxa and languages, relating them to environmental factors. In my second chapter, I will use a recently published model from macroecology (Hagen et al. 2021) to reconstruct diversity patterns through time. In the third chapter, I will make the connection between agents and the system level using individual-based models from ecology.
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.