Innerartliche Variation in Samenausbreitung, Merkmalen und genetischer Diversität bestimmt die Reaktionsfähigkeit von Pflanzen auf den Klimawandel

• Antragstellerin: Dr. Eike Lena Neuschulz
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung seit 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 264526707

Es gibt vier Möglichkeiten, wie Arten auf den Klimawandel reagieren können: sie können die neuen Bedingungen tolerieren, sie können in alternative Habitate ausweichen, sie können in bevorzugte Habitate ausweichen, oder sie sterben aus. Welche dieser Varianten auf eine Art zutrifft, hängt mit ihrer Fähigkeit zusammen auf Klimaveränderung zu reagieren, vor allem bestimmt durch Ausbreitungsfähigkeit, morphologische Merkmale und genetische Diversität innerhalb der Population. Frühere Studien haben sich diese Komponenten primär auf Artniveau angesehen, jedoch wissen wir bis heute wenig darüber inwiefern innerartliche Variation im Verbreitungsgebiet einer Art ihre Reaktionsfähigkeit auf den Klimawandel bestimmen. In diesem Projekt möchte ich am Zirbelkiefer (Pinus cembra) – Tannenhäher (Nucifraga caryocatactes) System untersuchen, wie sich Variation in a) der Ausbreitungsfähigkeit, b) morphologischen Merkmalen und c) der genetischen Diversität der Kiefer zusammen mit lokalen Umweltbedingungen auf die Regeneration, und somit auf die Reaktionsfähigkeit der Pflanze auf den Klimawandel auswirkt. Die Reaktionsfähigkeit der Kiefer wird gemessen an deren Fähigkeit sich oberhalb des derzeitigen Populationszentrums zu etablieren. Insbesondere soll untersucht werden, wie sich die Reaktionsfähigkeit innerhalb des Verbreitungsgebietes (d.h., im Populationszentrum und am unteren und oberen Rand der Höhenverbreitung) ändert. Im ersten Teilprojekt werden Tannenhäher mit GPS Sendern ausgestattet, um zu untersuchen, wo die Vögel Samen ernten, wo sie ihre Vorratsverstecke anlegen und wie häufig sie zwischen diesen Orten hin und her fliegen. Diese Daten werden genutzt um zu analysieren, wie oft Tannenhäher Samen in höhere oder niedrigere, oder innerhalb gleicher Höhenlagen ausbreiten. Im zweiten Teilprojekt werden Transplantationsexperimente angelegt, um zu untersuchen wie sich Samengröße (große und kleine Samen) und die genetische Diversität der Kiefer an den drei Höhenlagen unter den lokalen Umweltbedingungen auf die Etablierungswahrscheinlichkeit der Keimlinge auswirken. Im dritten Teilprojekt werden die Daten aus den vorherigen Teilprojekten dazu genutzt, die Reaktionsfähigkeit der Zirbelkiefer auf den Klimawandel zu untersuchen. Zunächst wird die Regenerationsfähigkeit der Kiefer entlang der Höhenverbreitung basierend auf den Wahrscheinlichkeiten der Samenausbreitung und der Keimlingsetablierung ermittelt. Danach wird die Reaktionsfähigkeit der Kiefer auf den Klimawandel, basierend auf der Wahrscheinlichkeit oberhalb des Populationszentrums anzuwachsen, berechnet. Dieses Projekt trägt dazu bei, die Effekte innerartliche Variation in Samenausbreitung, Keimlingsetablierung und genetischer Diversität auf die Regeneration von Pflanzen besser zu verstehen und deren Reaktionsfähigkeit auf den Klimawandel über Verbreitungsgebiete hinweg abzuschätzen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen