Biodiversity and host specificity of chrysomelid beetles in a tropical montane rainforest ecosystem
Final Report Abstract
Mit Hilfe von molekularen Markern (COI Gen) wurden bisher unbekannte Arten aus dem Bergwald des Podocarpus Nationalparks bei Loja/Ecuador charakterisiert, um mit diesen Daten ökologische Analysen der Artenvielfalt durchzuführen. Zur Charakterisierung gehören genetische Marker und digitale Fotos, die dazugehörigen Objekte und Metadaten werden in Sammlungen und Datenbanken so hinterlegt, dass die Verknüpfung erhalten bleibt. Vergleiche von Morphospezies mit molekular charakterisierten Arteinheiten belegen, dass die Nutzung molekularer Marker sehr zuverlässig ist und dass der Unterschied zwischen intraspezifischer und interspezifischer Variabilität der Marker ausreicht, um Arten voneinander zu trennen. Das Projekt zeigt, dass die Anwendung von DNA-Barcoding zur Analyse einer sehr artenreichen Fauna sinnvoll ist und kann als Vorbild für weitere Arbeiten in den Anden dienen. Die Studie liefert einen wertvollen Beitrag zur Implementierung von DNA-Barcoding speziell für die Erfassung tropischer Insekten. Damit konnten auch ohne traditionelle taxonomische Bearbeitung der Proben außerordentlich interessante Erkenntnisse über die Blattkäfer-Fauna der Region gewonnen werden. Mit dem Projekt konnten wir zeigen, dass Biodiversitätsanalysen auf Artniveau auch dann möglich sind, wenn taxonomisches Spezialwissen nicht verfügbar ist und die meisten Arten wahrscheinlich neu für die Wissenschaft sind. Die Analysen erlauben Aussagen zu o Artenzahl und Abundanz in den Proben sowie extrapolierte Gesamtartenzahlen o Diversitätsindizes o Effekte kleinräumiger Habitatsunterschiede (Hangrücken, Schluchten) auf die Zusammensetzung der Artengemeinschaften o Verbreitung der Arten über den Höhengradienten und Ausmaß der Spezialisierung der Arten auf Klima- bzw. Höhenzonen o genetische Vielfalt innerhalb der Arten in Abhängigkeit von Höhe und Habitattyp. Die geringen Unsicherheiten, die sich bei der Abgrenzung molekular bestimmter Arten ergeben, haben keinen Einfluss auf die ökologischen Aussagen und sind nicht größer als bei der (zum Vergleich durchgeführten) morphologischen Klassifikation. Es konnten durch Vergleich verschiedener Sammelmethoden Aussagen über Effizienz/Fängigkeit/ taxonomische Selektivität der Methoden gewonnen werden. Der größte Engpass war in diesem Projekt nicht wie sonst die taxonomische Bearbeitung der Proben, sondern („nur noch“) die Probenbeschaffung, die in der steilen, dicht bewaldeten Region mühsam ist. Daher ist ein wichtiger nächster Schritt die Automatisierung der Probennahme, an der das Museum Koenig aktuell arbeitet. Als Mehrwert wurde auch eine Sammlung der Chrysomeliden der Region angelegt, die verknüpft ist mit dazugehörigen DNA-Proben und Barcode-Sequenzen. Für die weitere taxonomische Aufarbeitung des Materials müssen mehrere spezialisierte Taxonomen um Mitarbeit gebeten werden, was im Rahmen des Projektes nicht möglich war.
Publications
- Exploring the leaf beetle fauna (Coleoptera: Chrysomelidae) of an Ecuadorian mountain forest with DNA barcoding. PlosOne 11(2): e0148268, 2016
Thormann, B.; Ahrens, D.; Marín Armijos, D.; Peters, M.K.; Wagner, Th.; Wägele,J.W.
(See online at https://doi.org/10.1371/journal.pone.0148268)
