Einfluß von Naturfaktoren und Flächennutzungswandels auf die genetische Diversität xerothermer Tierarten in der Region Trier
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Auswirkungen natürlicher und anthropogen verursachter Habitatfragmentierung wurden mittels Allozymelektrophorese an zehn ausgewählten Schmetterlingsarten untersucht. Die Modellarten bestanden aus taxonomisch relativ nah verwandten Arten bzw. Gattungen, um eine Vergleichbarkeit der genetischen Datensätze zu ermöglichen. Der Ökologische Anspruch einer Art wird durch die Abundanz der Art repräsentiert, die direkten Einfluss auf den Genfluss zwischen den Teilpopulationen hat. Dieser Zusammenhang wurde an drei Arten der Gattung Thymlicus untersucht. Während T. lineola mit einer weiten ökologischen Amplitude ein weitgehend panmiktisches Verhalten zeigt und somit äußerst geringe genetische Strukturierung innerhalb des Untersuchungsgebiets aufweist, ist T. octeon als eine xerothermophile Art lokal strukturiert und gekennzeichnet durch genetische Drift und Inzuchtdepressionen. Die starken genetischen Unterschiede zwischen den untersuchten Populationen weisen auf einen eingeschränkten Genfluss bei T. acteon hin. An Meianargia galathea und Melitaea aurelia wurde deutlich, dass sich der Grad der ökologischen Anpassung auf die genetische Diversität auswirkt. Die in hoher Abundanz und somit starker Populationskonnektivität vorkommende Art M. galathea ist mit einer hohen genetischen Diversität ausgestattet. Diese große Diversität wird durch den kontinuierlichen Individuenaustausch aufrecht erhalten. Dagegen existiert M. aurelia in voneinander isolierten Teilpopulationen. Verglichen mit M. galathea konnte bei dieser Art eine simple genetische Ausstattung festgestellt werden, die durch meist hohe Populationsdichten und geringe Populationsfluktuationen erhalten bleibt. Das Dispersal eines Organismus ist unmittelbar ausschlaggebend für die Konnektivität lokaler Habitate und Populationen und somit für das Niveau eines genetischen Austausches. Die genetische Analyse einer der standorttreusten (Cupido minimus) und einer der expansivsten Bläulingsarten (Aricia agestis) verdeutlicht dieses Phänomen. Das konträre Migrationsverhalten der Arten spiegelt sich in der genetischen Ausstattung wieder: C. minimus verfügt über eine große genetische Variabilität, dagegen hat A. agestis eine reduzierte genetische Ausstattung, die durch einen kontinuierlichen Genfluss zwischen den Populationen aufrecht erhalten wird, was durch die Korrelation zwischen den geographischen und genetischen Distanzen gestützt wird. Während bei M. aurelia durch die genetisch simple Ausstattung eine Anpassung an das Vorkommen der Art in isolierten Populationen erfolgte, zeigen Ergebnisse von Zygaenenarten, wie sich fehlende Adaptation an eine fragmentierte Umwelt auswirkt. Zygaena viciae und Zygaena loti, die ursprünglich weit verbreitet in extensiv genutztem Grünland existierten und miteinander interagierende Populationen ausbildeten, sind mit einer großen genetischen Diversität ausgestattet. Der aktuelle Rückgang potentieller Habitate führte teilweise zu einer Isolation der Populationen. Die für diese Arten rezent negative Entwicklung führt zu starker genetischer Drift innerhalb der Populationen und schließlich vermutlich zu Inzuchtdepressionen. Diese negative Entwicklung dieser Arten wird durch starke Populationsfluktuationen, zum Teil geringe Populationsdichten sowie ein geringes Dispersal unterstützt. Zygaena carniolica, deren Vorkommen durch natürliche Faktoren seit langem fragmentiert sind, verdeutlicht, wie sich über lange Zeiträume eine geringe genetische Diversität manifestiert. Verglichen mit den beiden anderen Arten zeichnet sich diese Art wie M. aurelia durch wenige seltene Allele aus. Die gewonnenen .Ergebnisse geben Aufschluss über die Abhängigkeit populationsökologischer Parameter (Dispersal, ökologische Potenz, Abundanz) und rezenter Auswirkungen anthropogen verursachter Habitatfragmentierung auf die genetische Diversität und Struktur von Organismen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2006): The Chalk-hill Blue Polyommatus coridon (Lycaenidae, Lepidoptera) in a highly fragmented landscape: How sedentary is a sedentary butterfly? Journal of Insect Conservation 10:311-316
Schmitt, T., Habel, J.C., Besold, J., Becker, T., Johnen, L., Knolle, M., Rzepecki, A., Schultze, J. & Zapp, A.
- (2007) Strongly diverging population genetic patterns of three skipper species: isolation, restricted gene flow and panmixis. Conservation Genetics 8 (3): 671-681
Louy, D., Habel, J.C., Schmitt, T., Meyer, M., Assmann, T. & Müller, P.
