Die Rolle von Futterqualität und flüchtigen Fouragierkairomonen bei der Steuerung litoraler Schnecken-Periphyton-Interaktionen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Fitness von Konsumenten ist direkt abhängig von der Quantität, aber auch der Qualität der verfügbaren Ressourcen. Insbesondere herbivore Tiere sind besonders durch variable Ressourcenqualität herausgefordert, welche durch starke räumliche und saisonale Schwankungen der Nährstoffverfügbarkeit in verschiedenen Ökosystemen verursacht wird. Insbesondere für Herbivore mit geringer Mobilität wie Gastropoden (Schnecken) ist die Nahrungssuche ein sehr kostenintensiver Prozess. Die Effektivität der Nahrungssuche herbivorer Schnecken könnte durch die Wahrnehmung von Signalsubstanzen aus der Umgebung erhöht werden, welche nicht nur Informationen über die An- und Abwesenheit von Futter, sondern gleichzeitig auch die Futterqualität anzeigen. Im Rahmen dieses Projekts konnte gezeigt werden, dass flüchtige organische Verbindungen (volatile organic compounds, VOCs oder Geruchsstoffe) von aquatischen Lungenschnecken genutzt werden können, um qualitativ hochwertige (nährstoffreiche) Futteralgen bereits auf eine Entfernung hin von minderwertigen (nährstoffarmen) Algen zu unterscheiden, da sich die Geruchs-Bouquets nährstoffreicher und –armer Algen deutlich unterscheiden. Somit können Wasserschnecken die Qualität ihres Futters bereits auf eine gewisse Distanz ermitteln und ihr Futtersuchverhalten somit optimieren. Bisher war noch nicht klar, inwieweit der im Labor gezeigte Mechanismus der durch flüchtige Signalstoffe vermittelten Futterfindung aquatischer Schnecken auch unter natürlichen Bedingungen eine Rolle spielt. In Freilandexperimenten in künstlichen Teichen konnte in diesem Projekt gezeigt werden, dass auch unter natürlichen Umweltbedingungen und räumlichen Skalen Wasserschnecken in der Lage sind, auf flüchtige Signalstoffe aus Algen zu reagieren. Die Ergebnisse legen der Verdacht nahe, dass die Fraßaktivität von Schnecken auf Algen-Biofilmen die Freisetzung der Signalstoffe aus den Algen verursacht, was dann im Folgenden zur Aggregation weiterer Schnecken auf dem Algenbiofilm führt. Diese Befunde könnten die häufig beobachtete heterogene Verteilung von Schnecken und anderen Herbivoren in Flüssen und Seen zu erklären. Mittels weiterer Laborexperimente zur Freisetzung der Signalstoffe durch die Fraßaktivität der Schnecken und die zur Wahrnehmung der Signalstoffe durch die Schnecken erforderlichen Schwellenkonzentrationen konnte in diesem Projekt abschließend ein plausibles Modell der Signalstoff-Freisetzung und darauf folgenden Verhaltensreaktion der herbivoren Schnecken entwickelt und quantitativ validiert werden. Insgesamt lassen die Ergebnisse dieses Projekts darauf schließen, dass die durch die Fraßaktivität vermittelte Emission ökologisch relevanter flüchtiger Signalstoffe aus Algen, welche in der Folge zur Anlockung weiterer Herbivorer führt, einen ökologisch wichtigen, aber bisher wenig erforschten chemischen Signalmechanismus zumindest in aquatischen Ökosystemen darstellt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2014) The smell of good food: volatile infochemicals as resource quality indicators. Journal of Animal Ecology 83 (5): 1007-1014
Jana Moelzner & Patrick Fink
(Siehe online unter https://doi.org/10.1111/1365-2656.12220) - (2015) Consumer patchiness explained by volatile infochemicals in a freshwater ecosystem. Ecosphere 6 (3): Article 35
Jana Moelzner & Patrick Fink
(Siehe online unter https://doi.org/10.1890/ES14-00246.1) - (2015) Gastropod grazing on a benthic alga leads to liberation of food-finding infochemicals. Oikos
Jana Moelzner & Patrick Fink
(Siehe online unter https://doi.org/10.1111/oik.02069)
