Abhängigkeit der Metapopulationsstruktur dreier Amphipodenarten von der Fragmentierung des Gewässernetzes durch temporäre Austrocknung
Final Report Abstract
Der wichtigste wissenschaftliche Fortschritt ist die Etablierung der Mikrosatelliten-Marker für den im Untersuchungsgebiet (Karstbäche der Paderborner Hochfläche, NRW) invasiven Echinogammarus berilloni (erstmalig) und die dort einheimischen Gammarus fossarum (zusätzlich zu den von Danacher et al. (2009) etablierten) und Gammarus pulex (zusätzlich zu den von Gergs et al. (2009) etablierten sowie die Einbindung der bestehenden Marker in drei bzw. vier PCR-Pools. Hier liegen nun für alle drei Arten sowohl hinsichtlich Qualität als auch uantität sehr brauchbare Marker für populalionsgenetische Untersuchungen vor. Für E. berilloni liegen von fast allen Standorten vollständige Datensätze vor, die in der ersten Analyse die Invasionsgeschichte dieser Art gut nachvollziehbar macht. Der Einfluss des langen austrocknenden Abschnittes der Aime oberhalb des Zusammenflusses und die Isolation des oberen Abschnittes wird sehr deutlich. Die Datenlage zur zeitlichen Veränderung der genetischen Struktur ist nicht gut genug, um Aussagen treffen zu können. Es zeigen sich bisher keine größeren Verschiebungen in der Allelzusammensetzung. Die Datenlage für G. pulex und G. fossarum hinsichtlich der Metapopulationsstruktur und der beiden übrigen Fragestellungen ist noch nicht ausreichend für eine Analyse. Bei der Analyse der Verbreitung zeigte sich, dass E. berilloni zwar nicht das Verbreitungsgebiet vergrößern, aber den Anteil an Individuen stark ausbauen konnte. In der Alme oberhalb des Zusammenflusses mit der Afte sind kaum noch Tiere der beiden einheimischen Arten anzutreffen. Die exakten Ausbreitungsgrenzen von E. berilloni sind nun bekannt. In Anlehnung an die Experimente von Segerstrale (1954) zum „long-distance-dispersal" bei Amphipoden wurden mit Hilfe von Attrappen Experimente zur Möglichkeit einer Verbreitung der drei Amphipodenarten mittels Wirbeltieren durchgeführt. Seit 1954 waren in dieser Tiergruppe keine weiteren Arbeiten auf diesem Gebiet publiziert worden. Die Verbreltungswahrscheinlich ist zwar gering, aber zumindest für G. pulex und G. fossarum ist im Untersuchungsgebiet, die Möglichkeit durchaus gegeben. Diese Ergebnisse haben großen Einfluss auf die Interpretation der genetischen Daten zum Teilziel 2 (Einzugsgebiete). Bei der Etablierung der Mikrosatelliten gab es keine größeren Überraschungen. Sowohl, dass von den für E. berilloni etablierten Markern keiner bei einer der Gammarus-Arten Ergebnisse brachte, als auch, dass die Amplifikation von drei Markern bei beiden Gammarus-Arten erfolgreich war, war erwartet worden. Die nach Auswertung der ersten Ergebnissen für E. berilloni vorhandene Abgrenzung der Probestellen in der Altenau trotz gegebener Durchgängigkeit war so deutlich nicht zu erwarten gewesen, vor allem da unterhalb des Zusammenflusses keine Auftrennung in Subpopulationen in Alme und Lippe zu erkennen ist. Die aktualisierten Verbreitungsdaten der drei Arten in den Jahren 2008 und 2009 zeigen ein überraschend starkes Vorkommen von G. pulex im Einzugsgebiet der Altenau bis in der Oberläufe und Quellbäche der meisten Gewässer. Hier ist von einer Dominanz von G. fossarum gerechnet worden. Während die weitere Ausbreitung von E. berilloni zu erwarten war, ist die scharfe Grenze des Ausbreitungsgebietes an allen drei Grenzen (Alme - Büren, Altenau - Etteln und Pader - Padersee) völlig überraschend. Zur Erklärung dieses Verbreitungsbildes werden weitere Untersuchungen nötig sein. Im Gegensatz zu E. berilloni und den Ergebnissen von Segerstrale (1954) ist nach bisherigen experimentellen Befunden bei G. pulex und eventuell auch G. fossarum mit seltener Verbreitung durch Wasservögel zu rechnen.
