Effects of climate change on altitudinal distribution, trophic interactions and genetic diversity of butterflies in low-mountain regions.
Final Report Abstract
Der Klimawandel gilt als eine gravierende Gefährdungsursache für die Biodiversität. Als Folge ansteigender Temperaturen wurden bei Pflanzen- und Tierarten Verschiebungen der Verbreitung und Populationsdichte entlang von Höhen- und Breitengradienten beobachtet. Weitgehend unbekannt sind bisher die Auswirkungen des Klimawandels auf multitrophische Interaktionen und die genetische Diversität von Insektenpopulationen. In diesem Projekt wurde der potentielle Einfluss des Klimawandels auf Tagfalter durch (1) den Vergleich von heutigen und historischen Verbreitungsdaten, (2) Freilandexperimente und (3) populationsgenetische Analysen entlang eines Höhengradienten im Fichtelgebirge (Oberfanken/Bayern) untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass die Artenzahl von Tagfaltern einem „mid-elevational peak“ folgt, also die höchste Artenzahl auf mittleren Höhen zu finden ist. Die Artenzahlen waren jedoch nicht von der umgebenden Landschaft oder dem Verlust von Offenlandhabitaten beeinflusst, obwohl ein großer Teil der Tagfalter ausschließlich auf Offenlandhabitaten vorkommt. Der Verlust von Offenlandhabitaten in einem Zeitraum von 50 Jahren erklärte entgegen der Erwartung nicht den gravierenden Rückgang gefährdeter Tagfalterarten. Auf 12 Flächen, für die historische Daten vorlagen, wurden bei den erneuen Begehungen 53 Arten gefunden, während in den früheren Aufnahmen dort 92 Arten nachgewiesen wurden. Demnach fehlten in dem aktuellen Bestand 43 früher nachgewiesene Arten. Der Vergleich mit den historischen Tagfalterfunden zeigte insbesondere den Verlust einiger stark gefährdeter Rote Liste Arten in der Region. Außerdem wurden vier Arten erstmals auf diesen Flächen nachgewiesen. In einem Freilandexperiment zeigte eine untersuchte Tagfalterart, Araschnia levana, mit zunehmender Höhe (niedrigerer Temperatur) ein geringeres Larvalgewicht und eine längere Entwicklungszeit. Beides sind ökophysiologische Anpassungen, die durch unterschiedliche Temperaturbedingungen erklärt und durch Klimaerwärmung verschoben werden können. Für dieselbe Tagfalterart konnte in unserer Untersuchungsregion keine Parasitierung durch Parasitoide nachgewiesen werden. Die genetische Diversität und der Inzuchtkoeffizient einer weiteren Tagfalterart (Anthocharis cardamines) zeigte nach vorläufigen Ergebnissen keine Veränderungen über den Höhengradienten. Da sich auch Flachlandpopulationen in 200km Entfernung genetisch nicht signifikant von den Populationen in unserer Untersuchungsregion unterschieden, kann ein gutes Ausbreitungsvermögen der untersuchten Art angenommen werden. Diese Ergebnisse sind vorläufig, da eine erneute Genotypisierung der Daten wegen degenerierter DNA und zahlreicher Nullallele notwendig ist. Wir schließen aus unseren Ergebnissen, dass sowohl die Anpassungsstrategien als auch die Artenzusammensetzung von Tagfalterlebensgemeinschaften von der Höhe des Habitats abhängen und sich diese durch eine fortschreitende Klimaerwärmung verschieben können.
Publications
- (2011) Changes in the life history traits of the European Map butterfly Araschnia levana (Lepidoptera: Nymphalidae) with increase in altitude. European Journal of Entomology 108: 447-452
Wagner, K.D., Krauss, J. & Steffan-Dewenter, I.
