Integration genetischer Prozesse in Populationsmodelle f\u00fcr die Naturschutzforschung anhand des Luchs<\/p>\n
\u00a0<\/p>\n
Motivation<\/strong><\/p>\n Jahrhunderte nach ihrer Ausrottung breiten sich die gro\u00dfen Beutegreifer Luchs (Lynx lynx<\/em>) und Wolf (Canis lupus<\/em>) wieder in Deutschland aus. Grundlage dieser Entwicklung war ein Einstellungswandel der Bev\u00f6lkerung, der schlie\u00dflich in einen strengen gesetzlichen Schutz und ein begleitendes Management m\u00fcndete. Trotzdem sind die Populationen der gro\u00dfen Beutegreifer in den stark vom Menschen beeinflussten Landschaften Deutschlands und Mitteleuropas, nach wie vor gef\u00e4hrdet. Besonders deutlich wird dies am Beispiel des Luchses. Obwohl insgesamt gen\u00fcgend geeignetes Habitat zur Verf\u00fcgung steht und regelm\u00e4\u00dfig Jungtiere geboren werden, wachsen die Populationen nur langsam oder stagnieren sogar. Gef\u00e4hrdungsursachen sind vor allem die Zerschneidung von Lebensr\u00e4umen durch Verkehrswege und illegale Nachstellungen, die im Bayerischen Wald sogar die h\u00e4ufigste Todesursache darstellen. Problematisch ist dabei vor allem, dass die Populationen relativ klein und nicht miteinander verbunden sind. Zwar ist das Risiko eines zuf\u00e4lligen Aussterbens in Folge von stochastischen Prozessen gering, da die meisten Populationen mehr als 50 Individuen umfassen, allerdings droht ein Verlust an genetischer Variabilit\u00e4t. Je kleiner die Populationen sind und je l\u00e4nger sie voneinander getrennt sind, desto gr\u00f6\u00dfer ist die Wahrscheinlichkeit, dass genetische Informationen durch genetische Drift verloren gehen, auch steigt die Wahrscheinlichkeit, dass es zur Verpaarung von nah verwandten Individuen kommt und Inzuchteffekte auftreten. Beide Effekte k\u00f6nnen zu einer verminderten Anpassungsf\u00e4higkeit an sich ver\u00e4ndernde Umweltbedingungen und einer Anreicherung schadhafter Gene f\u00fchren und somit das Aussterberisiko der lokalen Population erh\u00f6hen. Eine aktuelle Untersuchung zur Populationsgenetik unterstreicht, dass diese Bef\u00fcrchtungen gerechtfertigt sind, indem sie eine geringer Heterozygotie und ein erh\u00f6htes Inzuchtrisiko der in Mitteleuropa wiederangesiedelten Luchspopulationen im Vergleich zu den deren \u00a0Ausgangspopulationen, feststellt.\u00a0<\/p>\n Zielsetzung<\/strong><\/p>\n Eine Methode mit der potenziellen Entwicklungen von Tierpopulationen untersucht werden k\u00f6nnen sind r\u00e4umlich-explizite individuenbasierte Modelle. Sie erm\u00f6glichen die Analyse komplexer Systeme, indem sie den Einfluss verschiedener Umwelteffekte und die Interaktionen auf individueller Ebene in realen oder k\u00fcnstlichen Landschaften ber\u00fccksichtigen.\u00a0Die Erweiterung von solchen Modellen um genetische Prozesse ist ein bislang kaum bearbeitetes Forschungsfeld, aus dem sich wichtige Impulse f\u00fcr das Naturschutzmanagement von kleinen Populationen ergeben k\u00f6nnen. Das Ziel des beantragen Promotionsprojektes ist es deshalb, ein bestehendes individuenbasiertes Simulationsmodell f\u00fcr Luchspopulationen so weiter zu entwickeln, das es \u00a0in der Lage ist, neben Habitatnutzung, Dispersal und demographischen Entwicklungen, auch genetische Prozesse abzubilden.\u00a0Das Modell wird dazu verwendet die folgenden Managementfragestellungen zu untersuchen:<\/p>\n Aktueller Stand<\/strong><\/p>\n Das Modell habe ich so erweitert, dass es einfacher ist, damit verschiedene Szenarien zu simulieren. Zum Beispiel musste ich die Input-Parameter-Datei f\u00fcr den Simulationsanfang \u00e4ndern, damit alle Luchse in verschiedenen Orten, bestimmten zeitlichen Abschnitten und mit vorgegebener genetischer Struktur freigelassen werden konnten. Die individuellen Parameter werden als Textdateien eingelesen. Es ist jetzt auch m\u00f6glich, f\u00fcr jeden Simulationslauf eine bestimmte Textdatei zu nutzen; damit kann jeder Durchlauf die stochastische Variabilit\u00e4t in der genetischen Struktur ber\u00fccksichtigen. Weiterhin habe ich die demographische Input-Datei bearbeitet, um Szenarien mit zeitdynamischen Faktoren gleich von Beginn der Entwicklung an in den Simulationsl\u00e4ufen implementieren zu k\u00f6nnen. Das bedeutet, dass ich Szenarien mit realistischen und dynamischen Zeit\u00e4nderungen simulieren kann und diese nicht wie zuvor getrennt in mehrere Perioden aufteilen muss. Das Modell ist nun auch f\u00fcr gr\u00f6\u00dfere Landschaften mit mehreren Individuen besser geeignet, weil der Datenprozess umgewandelt wurde. \u00a0Wie in meinem Promotionsvorhaben beschrieben, habe ich die Eigenschaften der Individuen um die genetischen Strukturen erweitert, welche aus 12 Loci \/ Allel-Paaren (24 Allele) besteht. Au\u00dferdem habe ich den Prozess der Reproduktion erweitert, um die Mendelesche Vererbung simulieren zu k\u00f6nnen. Damit bekommt der Nachwuchs seine eigene genetische Struktur mit einem Allel je Elternteil auf jeden Loci durch stochastische Prozesse. Der Mutationsprozess wird in einer neuen Funktion durch das \u201eStepwise\u201c (schrittweise) Mutations-Modell simuliert. Die Mutationsrate wurde aus Daten entnommen, die f\u00fcr ver\u00f6ffentlichten S\u00e4ugetiere bestimmt wurden, aber k\u00f6nnte auch unter verschiedenen hypothetischen Szenarien getestet werden.<\/p>\n Ausblick<\/strong><\/p>\n Im ersten Manuskript wurden die Effekte von verschiedenen Landschaftsstrukturen und individuellen Bewegen auf die genetische Struktur von wiederangesiedelten Populationen getestet. Dabei sind Anzahl von Gr\u00fcndern, Fragmentierung, Menge geeigneten Habitats, Bewegungsverhalten (\u201aPers\u00f6nlichkeit\u2018) in Verbindung mit Populationsgenetischen-Metriken durch statistische Analysen genutzt worden. Unteranderem wurde eine \u201eCase Study\u201c \u00fcber die populationsgenetische Entwicklung im Bayerisch- B\u00f6hmischen Wald mit realistischen Parameterisierungen verglichen. Die Simulationen zum ersten Manuskript sind fast vollst\u00e4ndig, und die Ergebnisse werden gerade bearbeitet. Es wird in der Special Issue <\/em>der Movement Ecology Zeitschrift des Biomove Symposiums eingereicht.<\/p>\n Allerdings hat sich die Reihenfolge der Manuskripte ver\u00e4ndert; um die kompletten Daten f\u00fcr das geplante erste Manuskript zu sammeln, ben\u00f6tigte ich mehr Zeit, deshalb wird Manuskript I zu Beginn des zweiten Promotionsjahrs bearbeitet.<\/p>\n Lynx workshop<\/strong><\/p>\n In Absprache mit meiner Betreuung haben wir uns entschieden einen Workshop \u00fcber Luchse zu veranstalten, um uns bei unseren Kooperationspartnern zu bedanken und die weitere Zusammenarbeit zu f\u00f6rdern. Die Organisation der Tagung unterlag meiner Verantwortung. Insgesamt konnten wir 50 Teilnehmer der Luchs- Forschung und des Naturschutzmanagements zu einem drei t\u00e4gigen Workshop im National Park Bayrischer Wald willkommen hei\u00dfen. Dabei wurde auch mein Arbeit, bzw meine Methoden und meine Vorgehensweise, diskutiert und weitere m\u00f6gliche Zusammenarbeit und offene Fragen der Luchs\u00f6kologie besprochen.Am Ende des Workshops konnten wir ein Forschungsnetzwerk mit dem Namen \u201eEuroLynx\u201c gr\u00fcnden. Im ersten Schritt wird die Unterst\u00fctzung meiner Arbeit mit Daten gefestigt, danach k\u00f6nnen weitere Fragenstellungen auf Basis der neu entstehenden, gemeinsamen Telemetrie-Datenbank, bearbeitet werden, Geplant ist auch eine Zusammenarbeit in der Entwicklung von besserer Fotofallendatenbanken und die Harmonisierung der Mikrosatellit-Genetik- Analysen, so dass man die Ergebnisse verschiedener Labore einfacher vergleichen kann, was von Vorteil f\u00fcr meine Arbeit ist, sowie generell f\u00fcr den Schutz und die Erforschung der Luchse in Europa.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Integration genetischer Prozesse in Populationsmodelle f\u00fcr die Naturschutzforschung anhand des Luchs \u00a0 Motivation Jahrhunderte nach ihrer Ausrottung breiten sich die gro\u00dfen Beutegreifer Luchs (Lynx lynx) und Wolf (Canis lupus) wieder in Deutschland aus. Grundlage dieser Entwicklung war ein Einstellungswandel der Bev\u00f6lkerung, der schlie\u00dflich in einen strengen gesetzlichen Schutz und ein begleitendes Management m\u00fcndete. Trotzdem sind […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-52412","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20017\/504","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Premier","dbu_stipendiaten_vorname":"Joseph","dbu_stipendiaten_titel":"","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2018-03-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2021-08-31 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Universit\u00e4t Freiburg Fakult\u00e4t f\u00fcr Umwelt und Nat\u00fcrliche Ressourcen Professur f\u00fcr Wildtier\u00f6kologie und Wildtiermanagement","dbu_stipendiaten_betreuer":"Prof. Dr. Marco Heurich","dbu_stipendiaten_email_dienst":"josephpremier@gmail.com"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52412","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/promotionsstipendium"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52412\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":58424,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/52412\/revisions\/58424"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=52412"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=52412"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=52412"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}\n