Einfluss von Fraßschutzmechanismen auf Räuber-Beute-Interaktionen in Wald-Nahrungsnetzen

• Antragstellerin: Dr. Katja Wehner
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 419020906

Räuber-Beute-Interaktionen von Bodenorganismen sind ein wichtiger Faktor für das Zusammenleben verschiedener Arten in Wald-Mikrohabitaten. Die "functional Response" der Prädation wird durch Faktoren wie die "search" und "handling" Zeit, die ein Räuber für die Suche bzw. das Erlegen und Fressen der Beute benötigt, die Größe/Körpermasse der beteiligten Arten und deren Populationsdichten beeinflusst. Beute-Organismen haben verschiedene morphologische und chemische Abwehrmechanismen gegen Fressfeinde entwickelt, die zu einem "enemy-free space" führen. Räuber-Beute-Beziehungen von Bodenorganismen sind vielseitig und im Freiland schwer zu beobachten, da die beteiligten Tiere sehr klein und ihre Mikrohabitate komplex sind. Hornmilben eignen sich für die Untersuchung der Komplexität und Dynamik von Nahrungsnetzen in Wald-Mikrohabitaten, da (a) sie evolutionär sehr alt sind, (b) sie ubiquitär auf Baumrinde, in Grassoden, Laubstreu, Totholz, Moosen und Flechten vorkommen und durch ihre hohen Dichten wichtige Beutetiere im Nahrungsnetz sind und (c) sie viele effektive Fraßschutz-Mechanismen entwickelt haben. Die Fraßschutz-Mechanismen adulter Hornmilben beinhalten morphologische und chemische Aspekte. Morphologische Anpassungen sind permanent, z.B. eine starke Sklerotisierung, die ptychoide Körperform und die Ausbildung von Pteromorphen. Chemische Verteidigung ist ein dynamischer Prozess und basiert auf einer Sekret Mischung aus Aromaten, Terpenen, Hydrocarbonaten, Alkaloiden und cyanogenen Komponenten. Die Verteilung von Hornmilben-Arten mit entweder morphologischer und/oder chemischer Verteidigung auf die einzelnen Mikrohabitate steht wahrscheinlich in Zusammenhang mit den Abundanzen ihrer Prädatoren, deren Größe und Körpermasse sowie ihrer Räubereigenschaften. Das vorliegende Projekt untersucht die Dynamiken und Interaktionen von Räuber-Beute-Beziehungen in Wald-Mikrohabitaten. Dazu werden potentielle Prädatoren und die ökologische Rolle von Hornmilben als Beute-Organismen einschließlich ihrer spezifischen Feindabwehr-Mechanismen charakterisiert. In Fraß-Versuchen im Labor werden die fünf häufigsten Hornmilben-Arten verschiedener Mikrohabitate mit Prädatoren unterschiedlicher Klassifizierungen (z.B. klein vs. groß, kauend-beißend vs. saugend) konfrontiert. Prädatoren werden durch ihre Größe, Körpermasse, und der funktionalen Morphologie der Mundwerkzeuge klassifiziert, Hornmilben durch ihre morphologischen und chemischen Verteidigungsmechanismen. Hornmilben können vor Fraß-Experimenten chemisch entwaffnet werden, was den Vergleich des Prädationserfolgs von chemisch-verteidigten und unverteidigten Tieren ermöglicht. Außerdem werde ich versuchen, die morphologische Verteidigung zu manipulieren: dazu wird der Modellorganismus Archegozetes longisetosus auf Weizengras-Medium mit unterschiedlichen Konzentrationen der Aminosäure Tyrosin/Phenylalanin (essentiell für die Sklerotisierung) gehältert und anschließend in Fraß-Experimenten getestet.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen