Die wissenschaftlichen Arbeiten und Untersuchungen des SMNK sind abteilungsspezifischen oder übergreifenden Forschungsschwerpunkten zugeordnet. Solche Schwerpunkte werden von einzelnen Wissenschaftlern oder Arbeitsgruppen für einen Zeitraum von mehreren Jahren definiert. Darin werden sowohl mit Hausmitteln als auch über Drittmittel finanzierte Projekte durchgeführt.
Die Forschungen am Naturkundemuseum stehen in der Regel in engem Zusammenhang mit den Sammlungen und sind in fünf großen naturwissenschaftlichen Disziplinen angesiedelt:
Taxonomie und Systematik
Auffinden, Beschreiben und Einordnen von Pflanzen-, Pilz- und Tierarten in Klassifikationssysteme und Dokumentation der gesammelten Exemplare in Sammlungen, Erarbeiten von Verwandtschaftsbeziehungen.
Biodiversitätsinformatik
Erfassung und Erschließung vorhandener Information über Pflanzen, Pilze und Tiere in elektronischen Dateien und damit Verbesserung der Datenverfügbarkeit und Auswertungsmöglichkeiten durch weltweite Vernetzung.
Ökosystemforschung
Erfassung von Funktionen und Wechselbeziehungen der Organismen in Ökosystemen, Beschreibung historischer und gegenwärtiger Zustände von Ökosystemen und Evaluierung der anthropogenen Einflüsse, Entwicklung von Konzepten zur nachhaltigen Nutzung und Sicherung von Ressourcen - Artenvielfalt ist genetische und biochemische Information für die Zukunft.
Biogeographie
Erfassung und Dokumentation der historischen und aktuellen Verbreitung der Organismen auf der Erde, Analyse der Arealveränderungen durch natürliche und anthropogene Einflüsse, z.B. vor dem Hintergrund globaler Klimaveränderungen (Global Change). Aufbereitung der Daten und Darstellung in Karten für Dritte, z.B. in Form der Grundlagenwerke zum Artenschutz in Baden-Württemberg,
Evolutionsforschung
Untersuchung von Fossilien unter konstruktionsmorphologischen Aspekten mit dem Ziel die Abstammung und Entwicklungsgeschichte einzelner Tiergruppen zu klären. Rekonstruktion der Funktionsweise (Mechanik, Physiologie) von Organismen der Vergangenheit durch Vergleich mit rezenten Organismen, mit Beiträgen zur Bionik.
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