Ein vergleichender genomischer Ansatz bezüglich der Reaktion von Wildbienen auf urbane Ökosysteme

• Antragsteller: Panagiotis Theodorou, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Evolution, Anthropologie ; Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 490618597

Weltweit wachsen Städte; jedoch gilt Urbansierung als globale Bedrohung für die Biodiversität. Das Wachstum von Städten führt zu einer Zunahme von versiegelten Flächen, zu Habitatverlust, zur Zunahme invasiver Arten und langfristigen Umweltveränderungen im Zusammenhang mit Wärmeinsel-Effekten und Umweltverschmutzung. Diese Effekte gefährden das Überleben und Bestehen von vielen Arten, einschließlich von Ökosystemdienstleistern, und setzt diese veränderten Selektionsdrücken aus. Jüngste Meldungen zum Rückgang von Bienenarten führten zu einem wachsenden Interesse an Bestäubern. Insektenbestäuber, besonders Bienen, sind unerlässlich für die Reproduktion von Wild- sowie Kulturpflanzen und daher essentiell für terrestrische Ökosysteme, die Wirtschaft und Ernährungssicherung. Die urbanen Ökologie hat bereits Erkenntnisse dazu geliefert wie Urbanisierung die Struktur von Bienenartengemeinschaften beeinflusst. Jedoch wissen wir wenig darüber wie Urbanisierung die Evolution von Wildbienenpopulationen in Städten beeinflusst. Die Verfügbarkeit von für Bienen essentiellen Ressourcen wie Blütennahrung oder Nistplätzen wird sich vermutlich durch Urbanisierung verändern, was wiederum die Verbreitung und Häufigkeit von bestimmten Bienarten beeinflussen könnte. Mehrere Studien haben bereits gezeigt, dass einige Bienenarten in urbanen Habitaten besonders gedeihen, während andere empfindlich auf anthropogene Veränderungen der Landschaft reagieren. Hier schlage ich vor den ersten vergleichenden Datensatz für vier ökologisch unterschiedliche Bienenarten in mehreren Städten und benachbarten ländlichen Gebieten zu erheben um zu untersuchen wie konsistent und vorhersagbar die Effekte von Urbanisierung auf die adaptive (d.h. Selektion) und nicht-adaptive (d.h. Gendrift und Genfluss) Evolution von Wildbienenpopulationen sind. Ich werde einen populationsgenomischen Ansatz verwenden und mittels Whole-Genome-Sequenzierung SNP Daten für 4 Bienenarten generieren um deren neutrale und adaptive genetische Diversität zu ermitteln. Ziel ist zudem demographische Parameter anhand der neutralen Marker zu ermitteln sowie Kandidatenloci für die Anpassung an urbane Habitate zu identifizieren. Abgesehen von der enormen Bedeutung die ein Vergleich der genetischen Diversität und des Genflusses von mehreren Bienenarten aus urbanen und benachbarten ländlichen Regionen hat, wird dieser Datensatz auch wichtige Erkenntnisse für den Wildtierschutz liefern. So kann mit den Daten die Bedeutung spezifischer urbaner Habitate für den Genfluss eingeschätzt und es können Ausbreitungskorridore zwischen Populationen identifiziert werden, die den Genfluss fördern und dem Verlust genetischer Diversität in urbanen Bienenpopulationen entgegenwirken können. Diese Studie wird Auskunft zum ökologischen Zustand, zur Persistenz und zur langfristigen Stabilität von Bienenarten in Deutschland geben und dem Artenschutzmangement helfen negative Auswirkungen von Urbansierung auf städtische Organismen zu reduzieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen