Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Biologische Invasionen sind in ihren Interaktionen mit dem Klimawandel erst unzureichend untersucht. Unser Projekt versuchte diese zugleich komplexen und dynamischen Interaktionen in neue methodische Ans\u00e4tze (prognostische Modelle) zu integrieren, um eine solidere Absch\u00e4tzung des Handlungsbedarfs bei Invasionen durch Neobiota zu erm\u00f6glichen. Als Modellsystem zur Entwicklung dieses Prognosetools wurden zahlreiche eingeschleppte und etablierte Mauereidechsen-Populationen (Podarcis muralis) in Deutschland ausgew\u00e4hlt. Die Herkunft dieser invasiven Populationen sollte ermittelt werden. Durch eine Klimanischenmodellierung sollte getestet werden, in wie weit (i) die evolutive Herkunft (genetische Linie) sowie (ii) die klimatische Eignung des Aussetzungsraumes im Vergleich zur Klimanische der jeweiligen Linie den Erfolg der Etablierung beeinflussen. Als weiteres Projektziel wurde die genetische Variation und Ausbreitungshistorie ausgew\u00e4hlter allochthoner Populationen mittels hoch aufl\u00f6sender genetischer Marker rekonstruiert. Eine Untersuchung von Individuen in Kontaktzonen, in denen eingeschleppte Populationen auf indigene Best\u00e4nde treffen, sollte Aufschluss \u00fcber eine m\u00f6gliche Hybridisierung als wichtigen Faktor von Invasivit\u00e4t und die Auswirkungen auf heimische Populationen geben.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas von uns genutzte und zu einem Gesamtprognosetool eingesetzte Methodenspektrum stellt eine innovative Kombination modernster Analyse- und Modellierungsans\u00e4tze dar. Die unmittelbare Verkn\u00fcpfung von standardisierter molekulargenetischer Herkunftsidentifikation (DNA-Barcoding) und Klimanischenmodellierung ist ein methodisch auf andere Arten leicht zu \u00fcbertragendes Werkzeug. Einmalig ist hierbei die Option, die daraus abgeleiteten Vorhersagen \u00fcber den realen Etablierungserfolg einzelner evolution\u00e4rer Linien sowie die in ausgew\u00e4hlten, besonders gut dokumentierten Populationen rekonstruierte Historie der Etablierung zu \u00fcberpr\u00fcfen und durch diese retrospektive Validierung das Prognosetool auf seine \u00dcbertragbarkeit auf andere Arten zu testen. In der Praxis kann die Anwendung des Prognosetools zu einer wesentlich solideren Absch\u00e4tzung des Handlungsbedarfs bei Invasionen durch Neozoen\/Neophyten und damit zu einer Optimierung des Naturschutzmanagements f\u00fchren. F\u00fcr die populationsgenetischen Fragestellungen sowie die Analyse von Hybridisierungen wurden neben der mtDNA-Sequenzierung \u00fcber 800 Individuen an 13 Mikrosatelliten-Genorten genotypisiert.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
\u00dcber eine mtDNA-Sequenzierung wurden in diesem Projekt 89 eingeschleppte Populationen in Mitteleuropa acht geografisch abgrenzbaren evolution\u00e4ren Linien zugeordnet. Dieser Datensatz wurde in Kombination mit Artverbreitungsmodellen zur \u00dcberpr\u00fcfung intraspezifischer Nischendivergenz genutzt. Trotz deutlicher Nischendifferenzierung zwischen den Linien, wurde nur eine schwache Korrelation zwischen geographischem Ursprung und invasivem Vorkommen gefunden. Linien mit enger realisierter Nische sind vermutlich aufgrund ihrer breiten fundamentalen Nische dennoch f\u00e4hig erfolgreich Gebiete weit au\u00dferhalb ihres Areals zu kolonisieren. F\u00fcr die populationsgenetischen Analysen dieser Arbeit bew\u00e4hrten sich, alternativ zu Gewebeproben, nicht-invasiv gewonnene Mundschleimhautproben zur DNA-Analyse. \u00dcber eine DNA-Sequenzierung konnte der Ursprung (Poebene und n\u00f6rdliche Adriaregion) der n\u00f6rdlichsten eingeschleppten Ruineneidechsen-Population (Podarcis siculus) bestimmt werden. Zudem wurde eine syntop in eine P. muralis Population eingeschleppte Podarcis liolepis Population erstmals in Deutschland nachgewiesen. Beide stammen vermutlich aus den Ost-Pyren\u00e4en. Die Mikrosatelliten-Analyse zeigte keinen Genfluss zwischen beiden Arten. Verglichen mit nat\u00fcrlichen Populationen aus S\u00fcd-Frankreich konnten die eingeschleppten Populationen beider Arten aufgrund von hohem Aussetzungsdruck eine hohe genetische Diversit\u00e4t erhalten. Entlang des Oberrheingrabens treffen heimische Mauereidechsen auf eingeschleppte italienische Linien. In diesen Populationen wurde eine schnelle genetische Assimilation durch Hybridisierung mit gebietsfremden Mauereidechsen nachgewiesen. Die genetische Diversit\u00e4t dieser Hybridpopulationen war wesentlich h\u00f6her als die reiner eingeschleppter oder reiner nat\u00fcrlicher Populationen. Der Zusammenhang zwischen genetischer Diversit\u00e4t und Durchmischungsgrad war nicht-linear und erreichte fr\u00fchzeitig ein Plateau hoher genetischer Diversit\u00e4t bei einer Vermischung von zwei Linien. Das Ausma\u00df an Introgression und die schnelle Bildung von Hybridschw\u00e4rmen zeigt, dass Einschleppungen die genetische Integrit\u00e4t nat\u00fcrlicher Populationen stark gef\u00e4hrden. Die kleinr\u00e4umige, genetische Analyse einer expandierenden Population in Passau zeigt, dass eine signifikante Strukturierung schnell und kleinr\u00e4umig entstehen kann. Die genetische Differenzierung wurde unter Abnahme der genetischen Diversit\u00e4t vom Einschleppungszentrum zum Expansionsrand st\u00e4rker. Abschlie\u00dfend wurden die wichtigsten Resultate f\u00fcr die Naturschutzpraxis zusammengefasst und die Schwierigkeiten der ph\u00e4notypischen Zuordnung von Populationen zu evolution\u00e4ren Linien sowie der naturschutzrechtliche Umgang mit Einschleppungen diskutiert.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das Projekt ist abgeschlossen und alle Teilaspekte und Ziele sind erreicht worden. Bis jetzt sind eine Vielzahl unterschiedlicher Artikel sowie Vortr\u00e4ge zu dem Thema verfasst worden, z. B.:<\/p>\n
Schulte, U., Veith, M. & A. Hochkirch (2012): Rapid genetic assimilation of native wall lizard populations (Podarcis muralis) through extensive hybridization with introduced lineages. – Molecular Ecology doi: 10.1111\/j.1365-294X.2012.05693.x
\nSchulte, U., Hochkirch, A., L\u00f6tters, S., R\u00f6dder, D.,Schweiger, S., Weimann, T.& M. Veith (2012): Cryptic niche conservatism among evolutionary lineages of an invasive lizard. – Global Ecology and Biogeogra-phy 21: 198-211.
\nSchulte U., K. Bidinger, G. Deichsel, A. Hochkirch, B. Thiesmeier & M. Veith (2011): Verbreitung, geo-grafische Herkunft und naturschutzrechtliche Aspekte allochthoner Vorkommen der Mauereidechse (Po-darcis muralis) in Deutschland. – Zeitschrift f\u00fcr Feldherpetologie 18: 161-180. <\/p>\n
Im Rahmen des Projekts wurden Naturschutzbeh\u00f6rden informiert, (1) wie sie heimische und gebietsfremde Populationen unterscheiden k\u00f6nnen, (2) wie sie neu entdeckte allochthone Populationen beproben k\u00f6nnen, und (3) wen sie kontaktieren k\u00f6nnen, um \u00fcber eine genetische Analyse die genetische Herkunft eines Vorkommens zu ermitteln. Zudem wurden Handlungsempfehlungen f\u00fcr gebietsfremde Vorkommen sowie Hybridpopulationen ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Ergebnisse des Projektes haben unmittelbare naturschutzrechtliche und naturschutzfachliche Relevanz. Sie verdeutlichen, dass entgegen der bisherigen zweifelhaften Praxis insbesondere bei Naturschutzma\u00dfnahmen zwischen heimischen und gebietsfremden Linien einer bei uns heimischen Art unterschieden werden muss. Eine Vielzahl von Naturschutzbeh\u00f6rden, aber auch Planungsb\u00fcros, haben bereits Herkunftsbestimmungen von Vorkommen zweifelhafter Herkunft an der Universit\u00e4t Trier durchf\u00fchren lassen. Zudem wird in dem Spannungsfeld allochthone Mauereidechsen und Bahnlinien mit Vertretern der Deutschen Bahn kooperiert. An der Modellart Mauereidechse konnten \u00fcber eine Analyse von Ursachen f\u00fcr den lokal unterschiedlichen Invasionserfolg in Verbindung mit der Klimanischenmodellierung einer Art beispielhaft Erfahrungen gesammelt werden, die auf andere bedrohte xerothermophile Arten \u00fcbertragen werden k\u00f6nnen. Die unmittelbare Verkn\u00fcpfung von standardisierter molekulargenetischer Herkunftsidentifikation (DNA-Sequenzierung), Populationsgenetik und Klimanischenmodellierung ist ein methodisch auf andere Arten leicht zu \u00fcbertragendes Werkzeug, welches die Entscheidungsfindung f\u00fcr Handlungsoptionen im praktischen Naturschutz f\u00fcr zahlreiche von Invasionen beeinflusste indigene Arten verbessert wird.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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