Aufzeichnung der Invasionswege von europäischen Regenwürmern in Nordamerika mit molekularen Methoden und Feldexperimenten

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Nico Eisenhauer; Dr. Marina Schaefer
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 255872480

In weiten Teilen Nordamerikas fehlen einheimische Regenwürmer; vermutlich eine Folge der letzten Eiszeit und des dadurch bedingten Aussterbens der indigenen Regenwurmfauna. Seit Ankunft der europäischen Siedler wandern europäische Regenwürmer in diese Regionen ein. Regenwürmer sind bekannte Ökosystemingenieure aufgrund der starken Auswirkung ihrer Präsenz auf Prozesse in Ökosystemen. Die Anwesenheit nicht einheimischer Regenwurmarten in Nordamerika zeigt starke negative Einflüsse auf die dortige Flora und Fauna. Einmal angesiedelt können Regenwürmer nicht mehr entfernt werden. Trotz ihrer zentralen Rolle in Ökosystemen ist die Bedeutung von anthropogenen Verbreitungsprozessen, genetischer Variabilität und ökologischen Anpassungen von eingewanderten europäischen Regenwürmern in neue Habitate kaum untersucht. Das vorliegende Forschungsprojekt untersucht die Invasion europäischer Regenwürmer in Nordamerika mittels genetischer Analysen auf kontinentaler, regionaler und lokaler Skala. Wir fokussieren auf zwei der weitverbreitetsten europäischen Regenwurmarten, Lumbricus terrestris und Lumbricus rubellus. Diese Arten sind ideale Modellorganismen um die genetische Grundlage der Invasion europäischer Regenwurmarten zu untersuchen, da sie unterschiedliche Lebens- und Ernährungsweisen sowie verschiedene Verbreitungsgeschwindigkeiten haben. Unterschiede in genetischen Mustern aufgrund anthropogener Einflüsse, Mobilität und Toleranz gegenüber abiotischen Faktoren können daher getrennt werden. Wir wollen Invasionswege nachzeichnen und die Fragen beantworten, ob Regenwurmpopulationen in Nordamerika aufgrund wiederholter Einschleppung genetisch divers sind oder aufgrund der Dominanz weniger etablierter Genotypen genetisch homogen sind. Darüber hinaus ist die Bedeutung von klimatischen Faktoren (z.B. Trockenheit im Sommer oder Frost im Winter) auf die genetische Struktur von Regenwurmpopulationen nur unzureichend verstanden. Um diese verschiedenen Prozesse zu trennen schlagen wir drei Arbeitspackete (WPs) vor. WP1 untersucht die genetische Diversität und Invasionswege von L. terrestris und L. rubellus auf kontinentaler Skala. WP2 erforscht die Rolle anthropogener Verbreitung auf regionaler und lokaler Skala sowie Unterschiede in Migration und Genfluss zwischen den beiden Arten. WP3 untersucht die Anpassungsfähigkeit von L. terrestris an klimatische Faktoren mithilfe eines Freilandexperiments mit Mesokosmen und molekularen Markern. Bisher sind Regenwürmer unterschätzte Modellorganismen um generelle Prinzipien der Invasionsbiologie von Bodenorganismen zu untersuchen. Das vorliegende Forschungsprojekt wird es uns ermöglichen, bedeutende Fragestellungen der Invasionsbiologie durch die Kombination von molekularen Analysen und komplementären Experimenten zu beantworten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Kanada, USA
• Beteiligte Personen: Erin Cameron; Dr. Lee Frelich; Professor Dr. Edward Johnson; Professor Peter B. Reich