Evolution of morphology and ecology in hyperdiverse larval amphibian communities in Madagascar
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die zentrale Frage dieses Forschungsprojekts lautete, ob Anpassungen in der Larvalphase (Kaulquappe) der entscheidende Faktor sind, der die Zusammensetzung tropischer Gemeinschaften von Froschlurchen prägt. Zur Beantwortung dieser Frage wurden umfangreiche Freilandarbeiten im Regenwald des Ranomafana-Nationalpark in Madagaskar durchgeführt. Die Haupt-Erfassungsperioden waren je 2 Monate in der Regenzeit 2007 und 2008 sowie ein Monat in der Trockenzeit 2008. Es wurden Transekte in 29 Bächen intensiv besammelt, Mikrohabitate und allgemeine Habitatcharakteristika systematisch erfasst. Die Kaulquappen wurden mittels DNA barcoding insgesamt 44 Arten zugeordnet. Insgesamt wurden auf diese Weise über 16500 Kaulquappen gesammelt und spezialisierten Museumssammlungen zugeführt. Die gemeinschaftsökologische Analyse zeigte, dass die Artenvielfalt dieser Kaulquappen in der Regenzeit wird weitgehend durch die Merkmale des Larvalhabitats und nicht durch die Merkmale des Adulthabitats bestimmt. Die entscheidenden Parameter sind die Größe und Geschwindigkeit eines Baches, welche positiv (Bachbreite) bzw. negativ (Geschwindigkeit) mit der Artenzahl korreliert sind. Insbesondere die artenreichsten Gemeinschaften wiesen funktionelle Redundanz auf, das heisst, sie hatten eine geringere funktionelle Diversität als durch Modellierungen erwartet. Im Vergleich der Regenzeit zur Trockenzeit war eine Abnahme der Artenvielfalt in den Gemeinschaften zu erkennen. Gleichzeitig nahm auch die funktionelle Diversität und die phylogenetische Diversität der Gemeinschaften ab, jedoch lag die Abnahme der funktionellen Diversität unterhalb des erwarteten Niveaus und die Abnahme der phylogenetischen Diversität über dem erwarteten Niveau. Dies weist darauf hin, dass die Gemeinschaften in der Trockenzeit, nicht jedoch in der Regenzeit durch Konkurrenz strukturiert werden. Durch die morphologische Untersuchung der gesammelten Kaulquappen konnte eine Merkmalsmatrix von 110 Merkmalen bei 180 Arten erarbeitet werden, welche in zukünftige phylogenetisch-vergleichende Analysen zur Kovariation der Adult- und Larvalmorphologie eingehen wird. Im Projektzeitraum (2007-2010) wurden die morphologischen Charakterisierungen der Kaulquappen von 46 madagassischen Froscharten publiziert, weitere 35 Beschreibungen werden folgen. Bei einer Kaulquappe konnten wir aggressive Lautäußerungen in Zusammenhang mit der Nahrungsaufnahme dokumentieren und veröffentlichen, was den ersten derartigen Fall bei einer Vertebratenlarve darstellt. Eine Reihe der gefundenen Kaulquappen stellen neue, genetisch differenzierte Stammeslinien dar. Diese Daten waren ein wichtiger Bestandteil für die Veröffentlichung einer Arbeit in PNAS, in der wir über die Entdeckung von insgesamt wahrscheinlich über 200 neuen Amphibienarten in Madagaskar berichteten und ein neues Benennungssystem von so genannten "Kandidatenarten" vorschlagen. Diese Arbeit fand ein sehr großes internationales Medienecho. Wir erwarten mehrere wichtige Einblicke durch die noch ausstehenden Meta-Analysen der morphologischen und ökologischen Daten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2009). Vast underestimation of Madagascar's biodiversity evidenced by an integrative amphibian inventory. Proceedings of the National Academy of Sciences of the U.S.A. 106: 8267-8272
Vieites, D.R., K. C. Wollenberg, F. Andreone, J. Köhler, F. Glaw & M. Vences
- (2010). The world's richest tadpole communities show functional redundancy and low functional diversity: ecological data on Madagascar's stream-dwelling amphibian larvae. BMC Ecology 10: article 12
Strauß, A., E. Reeve, R. D. Randrianiaina, M. Vences & J. Glos
- (2011). Acoustic underwater signals with a probable function during competitive feeding in a tadpole. Naturwissenschaften 98: 135-143
Reeve, E., S. H. Ndriantsoa, A. Strauß, R.-D. Randrianiaina, T. Rasolonjatovo Hiobiarilanto, F. Glaw, J. Glos & M. Vences
- (2011). Diversity, external morphology and ‘reverse taxonomy’ in the specialized tadpoles of Malagasy river bank frogs of the subgenus Ochthomantis (genus Mantidactylus). Contributions to Zoology 80: 17-65
Randrianiaina, R.D., A. Strauß, J. Glos, F. Glaw & M. Vences
- (2011). Morphological and ecological uniformity in the funnel-mouthed tadpoles of Malagasy litter frogs, subgenus Chonomantis. Zoological Journal of the Linnean Society 162: 149-183
Grosjean, S., A. Strauß, J. Glos, R.-D. Randrianiaina, A. Ohler & M. Vences
- (2011). Nidicolous tadpoles rather than direct development in Malagasy frogs of the genus Gephyromantis. Journal of Natural History 45: 2871-2900
Randrianiaina, R. D., K. C. Wollenberg, T. Rasolonjatovo Hiobiarilanto, A. Strauß, J. Glos & M. Vences
