Verst\u00e4ndnis und Vorhersage der Invasionsdynamik des Schmalbl\u00e4ttrigen Greiskrauts Senecio inaequidensDie Invasion nicht heimischer Tier- und Pflanzenarten ist eine de Hauptursachen f\u00fcr den globalen Verlust der Biodiversit\u00e4t und \u00c4nderungen der Struktur und Funktion von \u00d6kosystemen. Ziel dieses Promotionsprojekts war es, ein grundlegenderes Verst\u00e4ndnis der Mechanismen und Prozesse zu erlangen, die die Dynamik biologischer Invasionen bestimmen. Sowohl Populationswachstum als auch Kolonisierung, und folglich die Invasionsdynamik, h\u00e4ngen letzten Endes von den demographischen Geburts-, Mortalit\u00e4ts- und Ausbreitungsraten ab. An Hand der Invasion des Schmalbl\u00e4ttrigen Greiskrauts Senecio inaequidens in Europa wurden beispielhaft Faktoren untersucht, die systematische Variation in den demographischen Raten invasiver Populationen erzeugen. Dies wurde durch eine Kombination verschiedener Methoden, die unter Anderem molekulargenetische Analysen, ein \u201eCommon-Garden-Experiment\u201c und demographische Freilanduntersuchungen umfassten, erreicht. In der Allgemeinen Einleitung dieser Arbeit wird zun\u00e4chst die wachsende Erkenntnis hervorgehoben, dass anstelle von Erkl\u00e4rungen, die auf einzelne Faktoren abzielen, ein allgemeiner konzeptueller Rahmen ben\u00f6tigt wird, um der Komplexit\u00e4t biologischer Invasionen gerecht zu werden. Des Weiteren wird die Relevanz der Untersuchung biologischer Invasionen f\u00fcr die \u00f6kologische und evolution\u00e4re Grundlagenforschung betont. Darauf aufbauend erl\u00e4utere ich die oben genannte grundlegende Rolle demographischer Variation f\u00fcr das Verst\u00e4ndnis und die Vorhersage biologischer Invasionen und f\u00fchre grundlegende Prozesse ein, die diese Variation erzeugen. Abschlie\u00dfend wir die Verwendung der Invasion von S. inaequidens in Europa als Modellsystem begr\u00fcndet und das Konzept dieser Dissertation herausgearbeitet.In Kapitel 2 wird durch eine Kombination molekularer Analysen und historischer Daten die Existenz vier unabh\u00e4ngiger Expansionszentren im Untersuchungsgebiet best\u00e4tigt, die in der floristischen Literatur dokumentiert wurde. Diese unterschiedlichen Einf\u00fchrungsereignisse waren allerdings nicht alle gleichsam erfolgreich. W\u00e4hrend sich die Populationen aus Mazamet (Frankreich) und Verviers (Belgien) weitr\u00e4umig in S\u00fcd- und Mitteleuropa ausbreiteten, trugen die Einf\u00fchrungen in Calais (Frankreich) und Bremen (Deutschland) nicht ma\u00dfgeblich zur Invasion im Untersuchungsgebiet bei. Dieses Ergebnis verdeutlicht, a) dass Invasivit\u00e4t nicht einfach eine Arteigenschaft ist, sondern Invasionen ein und der selben Art an unterschiedlichen Barrieren in den verschiedenen Invasionsphasen scheitern k\u00f6nnen; und b) dass mehrfache Einf\u00fchrung die Erfolgsaussichten einer Invasion vergr\u00f6\u00dfert. Es wurden au\u00dferdem zwei unterschiedliche, aber \u00fcberlappende, Herkunftsgebiete der genetischen Cluster die jeweils S\u00fcd- und Mitteleuropa kolonisieren identifiziert. Genetische Differenzierung bez\u00fcglich der klimatischen Anspr\u00fcche im Heimatareal in Verbindung mit, auf die Einf\u00fchrung folgender, Selektion von Genotypen, die am besten an das jeweilige lokale Klima angepasst waren, scheint die wahrscheinlichste Erkl\u00e4rung f\u00fcr diesen Befund. Folglich kann klimatische Differenzierung und Voranpassung der beiden Herkunftscluster als weiterer Mechanismus betrachtet werden, der die erfolgreiche Etablierung und Ausbreitung von S. inaequidens in Europa bef\u00f6rderte. Einf\u00fchrung und Etablierung hatten vermutlich eine erste Reduzierung der genetischen Diversit\u00e4t zur Folge. Im Verlauf der Invasion nahm diese infolge von Fernausbreitungsereignissen w\u00e4hrend der rasanten Ausbreitung weiter ab. Darauf folgender Genfluss entlang gut vernetzter Invasionsrouten wirkt dieser Entwicklung jedoch entgegen.Auf Grundlage dieser Ergebnisse und Daten zur neutral-genetischen Differenzierung sollte, mit Hilfe des in Kapitel 3 beschriebenen \u201eCommon-Garden-Experiments\u201c, die Rolle adaptiver und nicht-adaptiver genetischer und evolution\u00e4rer Prozesse f\u00fcr die Herausbildung von Variation in der Reproduktions- und Konkurrenzf\u00e4higkeit zwischen den invasiven Populationen von S. inaequidens untersucht werden. Gem\u00e4\u00df der statistischen Analysen mit so genannten \u201eanimal models\u201c, welche in leicht abgewandelter Form aus der Quantitativgenetik \u00fcbernommen wurden, k\u00f6nnen Teile der Variation bez\u00fcglich der Biomasseproduktion und Reproduktion auf neutral genetische Differenzierung zur\u00fcck gef\u00fchrt werden. Zudem scheinen Genotypen aus konkurrenzarmen Habitaten mehr in Reproduktion zu investieren und sensitiver auf Konkurrenz zu reagieren. Beides spricht f\u00fcr r\/K Differenzierung auf lokaler Skala. Mit Ausnahme einer Abnahme der Wahrscheinlichkeit zu bl\u00fchen in genetisch verarmten Populationen, konnten augenscheinliche genetische Allee-Effekte und r\/K Selektion auf gro\u00dfer r\u00e4umlicher Skala gr\u00f6\u00dftenteils durch die Verwandtschaft der Populationen erkl\u00e4rt werden. Diese Ergebnisse untermauern, dass a) auch erfolgreiche Invasoren genetische Allee-Effekte erfahren k\u00f6nnen; b) invasive Populationen sich m\u00f6glicherweise schnell an kleinskalige Umweltvariation anpassen k\u00f6nnen; und c) neutral genetische Differenzierung und damit die Invasionsgeschichte eine bedeutende Rolle f\u00fcr die Entstehung demographischer Variation zwischen invasiven Populationen spielen.In Kapitel 4 schlie\u00dflich wird die Relevanz der in den vorangehenden Kapiteln identifizierten Mechanismen und Prozesse f\u00fcr die Demographie invasiver Populationen von S. inaequidens unter nat\u00fcrlichen Bedingungen untersucht. Demographische Gr\u00f6\u00dfen, die im Rahmen einer gro\u00df angelegten Feldstudie in 22 europ\u00e4ischen Populationen erhoben wurden, wurden hinsichtlich der Auswirkungen klimatischer Bedingungen, inter-spezifischer Konkurrenz, genetischer Allee-Effekte, neutraler Populationsdifferenzierung und adaptiver Evolution in Zusammenhang mit dem Alter der Invasionen analysiert. Wachstum und \u00dcberleben scheinen vornehmlich durch gro\u00dfskalige klimatische Variation bestimmt zu werden, wobei warme Sommertemperaturen und milde und nasse Winter deutlich negative Effekte haben. Zudem scheinen Wachstum und Reprdokution genetischen Allee-Effekten zu unterliegen und nehmen mit zunehmendem Populationsalter ab. Letzteres deutet auf eine zunehmende Resistenz der invasierten Gemeinschaften hin. Auch neutrale Differenzierung der Populationen scheint wiederum eine Rolle bei der Entstehung von Variation bez\u00fcglich des Wachstums zu spielen. Diese Ergebnisse zeigen deutlich, dass invasive Populationen nicht gleichf\u00f6rmig und statisch sind, sondern unter nat\u00fcrlichen Bedingungen systematische Variation hinsichtlich demographsicher Raten aufweisen, die bei der Untersuchung und Vorhersage von Invasionsdynamiken beachtet werden muss.In der Allgemeinen Diskussion (Kapitel 5) f\u00fchre ich die Ergebnisse der einzelnen Kapitel zusammen und identifiziere Forschungsl\u00fccken bez\u00fcglich der Invasion von S. inaequidens in Europa. Daraufhin erarbeite ich, aufbauend auf meinen Befunden, Empfehlungen f\u00fcr die invasionsbiologische Forschung im Allgemeinen. Au\u00dferdem werden Beitr\u00e4ge dieser Dissertation zu weiteren \u00f6kologischen und evolution\u00e4ren Themengebieten erl\u00e4utert. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Arbeit lassen schlussfolgern, 1) dass mehrfache Einf\u00fchrung die Wahrscheinlichkeit erh\u00f6ht, dass eine Art die verschiedenen Barrieren in den einzelnen Invasionsphasen \u00fcberwindet, 2) dass mehr Aufmerksamkeit auf intra-spezifische Differenzierung innerhalb des Heimatareals gelegt werden sollte, um die Vorehrsagbarkeit der Variation in Ausbreitungsraten und der Verbreitungsgrenzen im Invasionsgebiet zu erh\u00f6hen, 3) dass schnelle lokale Anpassung im Invasionsgebiet sowohl die Anzahl besiedelter Habitate erh\u00f6hen, als auch die Auswirkungen der Invasion verst\u00e4rken k\u00f6nnte; 4) dass neutrale Populationsdifferenzierung zu demographischer Variation beitragen kann und bei der Untersuchung adaptiver Mikroevolution ber\u00fccksichtigt werden sollte; 5) dass auch bei sehr erfolgreichen invasiven Arten genetische Allee-Effekte auftreten k\u00f6nnen; 6) dass heimische Lebensgemeinschaften sich mit der Zeit an die Invasion anpassen k\u00f6nnen und die dahinter stehenden Mechanismen untersucht werden sollten. Zusammenfassend scheint biologischen Invasionen \u2013wie den meisten anderen nat\u00fcrlichen Ph\u00e4nomenen- ein komplexes Zusammenspiel verschiedenster Mechanismen und Prozesse zu Grunde zu liegen, was ihre Erkl\u00e4rung durch Konzepte, die nur einzelne Faktoren ber\u00fccksichtigen, unwahrscheinlich macht.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Verst\u00e4ndnis und Vorhersage der Invasionsdynamik des Schmalbl\u00e4ttrigen Greiskrauts Senecio inaequidensDie Invasion nicht heimischer Tier- und Pflanzenarten ist eine de Hauptursachen f\u00fcr den globalen Verlust der Biodiversit\u00e4t und \u00c4nderungen der Struktur und Funktion von \u00d6kosystemen. Ziel dieses Promotionsprojekts war es, ein grundlegenderes Verst\u00e4ndnis der Mechanismen und Prozesse zu erlangen, die die Dynamik biologischer Invasionen bestimmen. Sowohl […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[2477],"class_list":["post-53051","promotionsstipendium","type-promotionsstipendium","status-publish","hentry","tag-deutschland"],"meta_box":{"dbu_stipendiaten_az":"20006\/839","dbu_stipendiaten_anrede":"","dbu_stipendiaten_nachname":"Lachmuth","dbu_stipendiaten_vorname":"Susanne","dbu_stipendiaten_titel":"Dr.","dbu_stipendiaten_fbeginn":"2006-07-01 00:00:00","dbu_stipendiaten_fende":"2009-06-30 00:00:00","dbu_stipendiaten_e_anschrif":"Universit\u00e4t Potsdam
Institut f\u00fcr Biologie und Biochemie
Professur f\u00fcr Vegetations\u00f6kologie und Naturschutz","dbu_stipendiaten_betreuer":"Prof. Dr. Florian Jeltsch","dbu_stipendiaten_email_dienst":"slachmuth@yahoo.de"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/53051","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\/53051\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":59063,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/promotionsstipendium\/53051\/revisions\/59063"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=53051"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=53051"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=53051"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}