Thermophile Reptilien Mitteleuropas. l Julie und Ulrich Joger

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Katharina Vogt
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1 Thermophile Reptilien Mitteleuropas Profiteure des Klimawandels? l Julie und Ulrich Joger Staatliches Naturhistorisches Museum, Braunschweig

2 Was sind thermophile Reptilien? Thermophile Reptilien Nicht thermophile Rept. Würfelnatter Natrix tessellata Ringelnatter Natrix natrix Aspisviper Vipera aspis Kreuzotter Vipera berus

3 Was sind thermophile Reptilien? Thermophile Reptilien Nicht thermophile Rept. Würfelnatter Natrix tessellata Ringelnatter Natrix natrix Aspisviper Vipera aspis Kreuzotter Vipera berus

4 Was sind thermophile Reptilien? Thermophile Reptilien Nicht thermophile Rept. Würfelnatter Natrix tessellata Ringelnatter Mauereidechse Natrix natrix Podarcis muralis Aspisviper Vipera aspis Kreuzotter Vipera berus

5 Ihre Klimanische scheint die Verbreitung der thermophilen Reptilien zu limitieren.

6 Zamenis lineatus Äskulapnatter Zamenis longissimus

7 Zamenis lineatus Äskulapnatter Zamenis longissimus Historische Vorkommen

8 Postglaziale Klimaentwicklung in Europa (Kinzelbach 2009)

9 Klima und Äskulapnatter in Hessen Jahresmitteltemperatur Zahl der Sommertage

10 Klima und Äskulapnatter in Hessen Jahresmitteltemperatur Zahl der Sommertage

11 Klimawandel in Europa Unten: Erwartete Änderungen der Jahresmitteltemperatur bis zum Jahr 2080, relativ zu den mittleren Bedingungen g von 1950 bis 2000, gemäß zweier IPCC Prognosen (nach Rödder & Schulte 2010) Zahl der Sommertage

12 Relative Temperaturänderung (in 2 m Höhe) im Sommer (links) und im Winter (rechts) für die Jahre gegenüber dem Vergleichszeitraum it unter der Annahme des mittleren A1B-Szenarios (Hagemann & Jacob 2009)

13 Zunahme der Zahl der Sommertage (>25 C) im Rhein-Einzugsgebiet: : 20-30/Jahr : 30-60/Jahr (Hagemann & Jacob 2009) Relative Temperaturänderung (in 2 m Höhe) im Sommer (links) und im Winter (rechts) für die Jahre gegenüber dem Vergleichszeitraum it unter der Annahme des mittleren A1B-Szenarios (Hagemann & Jacob 2009)

14 These Thermophile Reptilien werden ihr Areal in Mitteleuropa im Laufe der Klimaerwärmung ausdehnen. Die Grundannahme, dass Erwärmung schlecht ht für den Artenreichtum wäre, ist sowohl auf die gegenwärtigen globalen Verhältnisse bezogen falsch wie auch im Hinblick auf den paläontologisch-evolutions- biologischen Befund. (Josef H. Reichholf 2009)

15 These Thermophile Reptilien werden ihr Areal in Mitteleuropa im Laufe der Klimaerwärmung ausdehnen. Die Grundannahme, dass Erwärmung schlecht ht für den Artenreichtum wäre, ist sowohl auf die gegenwärtigen globalen Verhältnisse bezogen falsch wie auch im Hinblick auf den paläontologisch-evolutions- biologischen Befund. (Josef H. Reichholf 2009)

16 Fragestellung Wird die Diversität der Reptilienarten im Verlauf der Klimaerwärmung zu oder abnehmen? Biodiversität Vielfalt der Biozönosen Artenvielfalt e t Genetische Vielfalt

17 Methoden: DNA Isolierung von Populationen aus dem Gesamt-Verbreitungsgebiet g der Art PCR-Amplifikation von DNA-Fragmenten Sequenzierung mitochondrialer Gene (Cytb, ND1, ND2, ND4) ISSR-PCR Fingerprints Rekonstruktion von Stammbäumen: NJ, MP, ML, MrBayes Sample 1 Sample 2 Sample 3 Sample 4 Sample 5...

18 Europäische Sumpfschildkröte (Emys orbicularis)

19 Emys orbicularis-komplex Genetische Gruppen (Haplotypen des Cytochrom b-gens)

20 E.o.orbicularis Haplotype network (Cytochrome b) Ig Id Ic Ii IIf IIb IIc IId* Ie* Ib IIe Ih* Ia IIa * IIg* b l Ij* If IIh* E.o.orbicularis IIk VIIIa * IIj* IIi* IXa* Va Vc* VIIa VIIb* Vb* E.o.galloitalica VIc* VIa VIe VIb* VId IIIa IIIb* IIIc* IVb IVc IV d IVh IVa IVe* IVf* E.o.occidentalis E.trinacris IVg* E.o.hellenica

21 Pleistozäne Klimaschwankungen kälter wärmer Temperaturschwankungen anhand von Sauerstoffisotopen aus grönländischen Eisbohrkernen Inlandeis Permafrostboden und Inlandeis, Permafrostboden und Vegetationszonen im Weichselglazial (ca Jahre v.h.)

22 Maximum extension of glaciers in Europe during the last glaciation about 20, to 18,000 years ago. R1, R2, R3 indicate major southern refugia of termophilic flora and fauna during Pleistocene glacial periods. The most important postglacial recolonization routes and secondary contact zones in Europe. (from Taberlet et al. 1998: Mol. Ecol. 7)

23 Europ. Sumpfschildkröten Emys orbicularis Komplex Südgrenze des Dauerfrostbodens während des letzten Glazials

24 Äskulapnattern Zamenis lineatus Zamenis longissimus

25 Phylogeographie der Äk Äskulapnattern (Zamenis longissimus Komplex): genetische Gruppen (Cytochrom b Gen)

26 Würfelnatter (Natrix tessellata) Verbreitung in Rheinland-Pfalz Lahn Mosel Nahe

(Cytochrom b-gen) Greece, Crete N=4 Georgia/Ukraine N=14 Iran Kazakhstan N=5 E

27 Phylogeographie der Würfelnatter Natrix tessellata: Europe N=142 Genet. Gruppen. (Cytochrom b-gen) Greece, Crete N=4 Georgia/Ukraine N=14 Iran Kazakhstan N=5 E Turkey N=10 C Turkey N=8 S Turkey Greece, Ioánnina N=5 Egypt/Jordan N=2 N. maura 0.1 Natrix tessellata: Verbreitung der mitochondrialen Haplotypengruppen

28 Gelbgrüne Zornnatter Hierophis viridiflavus: Genetische Gruppen (Cytochrom b Gen)

29 Gelbgrüne Zornnatter Hierophis viridiflavus: Genetische Gruppen (Cytochrom b Gen) In wenigen Jahren eine neue Art für die deutsche Fauna?

30 Smaragdeidechsen (Lacerta viridis-komplex) Lacerta bilineata Lacerta viridis

31 Genetische Distanzen (Allozyme) ( y ) zwischen Populationen von Smaragd- Eidechsen (Joger et al. 1998)

Frankreich Lombardei Castelleone (I) Seranella

Süditalien -------------------------------

Nordgriechenland Westtürkei Türkei I Türkei II

32 Evolution der Smaragdeidechsen nach Allozymprofilen Joger et al., 2002 L.bilineata genetische Barriere L.viridis Ornans (F) Vogesen Rheinland Frankreich Lombardei Castelleone (I) Seranella (I) Neapel (I) Tolfa (I) Nordspanien Süditalien Österreich Kaiserstuhl (D) Ungarn Brandenburg Nordgriechenland Westtürkei Türkei I Türkei II Türkei III Euböa Bovec (SL) Bocheinj (SL) Triest (I) Maribor (SL) Vransko (SL) Udine (I) Lacerta agilis mp

33 Potentielle Verbreitung der Iberischen Smaragd eidechse Lacerta schreiberi, unter heutigen Umweltbedingungen und in Projektionen für 2080 für zwei IPCC Szenarien (Rödder & Schulte 2010)

34 Fazit Thermophile Reptilienarten sind durch niedrige Sommertemperaturen limitiert. Ihre h Ausbreitung nördlich der Alpen kann durch die Klimaerwärmung gefördert werden. Alle diese Arten zeigen aber den Großteil ihrer genetischen Diversität südlich der Alpen. Dort sind sie nicht thermophil und würden durch die Klimaerwärmung eingeschränkt.

35 Fazit Thermophile Reptilienarten sind durch niedrige Sommertemperaturen limitiert. Ihre h Ausbreitung nördlich der Alpen kann durch die Klimaerwärmung gefördert werden. Alle diese Arten zeigen aber den Großteil ihrer genetischen Diversität südlich der Alpen. Dort sind sie nicht thermophil und würden durch die Klimaerwärmung eingeschränkt. Die globale genetische Diversität dieser Arten wird durch die Klimaerwärmung sinken.

36 Wir danken Dr. Daniela Guicking Dr. Svetlana Kalyabina Hauf Dr. Peter Lenk ( ) Dr. Zoltan Nagy Prof. Dr. Michael Wink, HD Prof. Dr. Uwe Fritz, Dresden

37 Wir danken Dr. Daniela Guicking Dr. Svetlana Kalyabina Hauf Dr. Peter Lenk ( ) Dr. Zoltan Nagy Prof. Dr. Michael Wink, HD Prof. Dr. Uwe Fritz, Dresden und Ihnen fürihre Aufmerksamkeit!

38 These Thermophile Reptilien werden ihr Areal in Mitteleuropa im Laufe der Klimaerwärmung ausdehnen. (im Gegensatz zu endothermen Tieren) Fragestellung J. H. Reichholf (2009)

39 Erwartete Änderungen der Jahresmitteltemperatur und der maximalen Temperatur des wärmsten Monats bis zum Jahr 2080, relativ zu den mittleren Bedingungen von 1950 bis 2000, gemäß zweier IPCC Prognosen (Rödder & Schulte 2010)

41 Reactions to cold and warm periods Character change in refugial areas warm 2 1 Time cold Character change 3 Consequence: More distance from refugial g area = lower genetic diversity

42 Wärmeinseln (Weinanbaugebiete)

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