Landschaftsgenetik insektenbestäubter Waldbodenpflanzen in sich wandelnden Agrarlandschaften

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Stephanie Holzhauer; Dr. Tobias Naaf, seit 9/2020
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme ; Ökologie der Landnutzung
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 392379024

In Agrarlandschaften weisen Fragmente halbnatürlicher Lebensräume die größte Artenvielfalt auf. Viele Arten sind jedoch nicht gut an ein Leben in Habitatinseln angepasst. Zum Beispiel haben sich typische Laubwaldpflanzen zu Zeiten entwickelt, als die Landschaft weitgehend mit Wald bedeckt war. Ein langfristiges Überleben in Habitatinseln erfordert den regelmäßigen Austausch von Individuen oder Diasporen zwischen den lokalen Populationen, so wie es z.B. in Metapopulationen der Fall ist. Unklar ist jedoch, ob und unter welchen Umständen krautige Waldpflanzen eine Metapopulation bilden können. Da der Genfluss zwischen den Populationen durch die Übertragung von Samen und Pollen erfolgt, hängt die Beantwortung dieser Frage davon ab, wie die Samen- und Pollenvektoren durch die Landschaftsstruktur beeinflusst werden.In diesem Projekt werden wir populationsgenetische und landschaftsökologische Ansätze verbinden, um die regionale populationsgenetische Struktur krautiger Waldpflanzen und ihrer Bestäuber in Agrarlandschaften zu untersuchen. Unsere Zielsetzung umfasst 1.) die Erforschung des Einflusses der Bestäubungsstrategie der Pflanzen (selbst- vs. fremdbestäubt; kurze vs. weite Flugdistanz assoziierter Bestäuber) auf die Anfälligkeit für Effekte von Habitatfragmentierung; 2.) die Untersuchung von Effekten der Landschaftsstruktur auf die regionale populationsgenetische Struktur der Waldpflanzen; dabei stehen zum einen bestimmte Ackerkulturen im Fokus, bei denen ein Effekt auf das Verhalten von samenübertragenden Säugetieren (Mais) oder von pollenübertragenden Insekten (Raps) zu erwarten ist, und zum anderen lineare Landschaftselemente, die als Korridor (Hecken) oder Barriere (Straßen) fungieren können; 3.) den Nachweis, dass populationsgenetische Reaktionen der Waldpflanzen auf Landnutzungsveränderungen verzögert stattfinden. Wir erwarten, dass die aktuelle populationsgenetische Struktur die Landschaft vor einigen Jahrzehnten besser als die heutige Landschaft wiederspiegelt.Unsere Forschung wird auf drei krautigen Waldpflanzenarten basieren, die wir in sieben Agrarlandschaften verteilt über Nordwesteuropa untersuchen werden. Außerdem werden wir die populationsgenetische Struktur von zwei assoziierten Bestäuberarten, einer Hummel- und einer Schwebfliegenart, in drei der Landschaften analysieren. Die geplanten genetischen Analysen umfassen u.a. die Genotypisierung anhand von Mikrosatelliten, Verwandtschaftsanalysen zur Bestimmung der aktuellen Pollenimmigrationsrate und zur Zuordnung von Hummelarbeiterinnen zu ihren Nestern, sowie die koaleszenzbasierte Schätzung des historischen Genflusses. Landschaftsökologische Ansätze beinhalten die Kartierung der aktuellen und historischen Landnutzung, die Berechnung von Landschaftsmerkmalen im Umkreis von und in Landschaftsstreifen zwischen Pflanzenpopulationen, die Quantifizierung von Landnutzungsveränderungen seit 1950 und die Modellierung populationsgenetischer Maße in Abhängigkeit von Landschaftsmerkmalen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Ehemalige Antragstellerin: Dr. Katja Kramp, bis 9/2020