Evolution auf Inseln. Teil 5

Transkript

1 Evolution auf Inseln Teil 5 Sabine Hille, Institut für Wildbiologie und Jagdwirtschaft, Universität für Bodenkultur, Gregor Mendel-Strasse 33, 1180 Wien sabine.hille@boku.ac.at

2 Fallstudie Gough Island Gough Island beherbergt eine der bedeutendsten Seevogelkolonien der Welt. Die Bodenbrüter der Insel sind angepasst an fehlende Prädatoren

3 Wenige Hausmäuse auf Gough Island sind mit einem Walfängerboot eingeschleppt worden. Die Population wuchs in wenigen hundert Jahren auf Individuen. Sie sind außerdem 2-3- fach größer geworden. Sie entwickelten sich vom Samen- und Insektenfresser zum Fleischfresser, die junge Albatrosse und Sturmtaucher fressen. Albatross Küken wiegen bis 10kg, die Mäuse dagegen nur 35g. Mäuse attackieren die Vogelküken daher in Gruppen nachts.

4 Die Albatrosspopulation ist zusammengebrochen und der Bestand gefährdet. The RSPB wants to use helicopters to drop thousands of tonnes of mouse poison on the island in an operation that would cost 2.6 million.

5 Adaptive Radiation Verlust unnötiger Merkmale Anagenese Isolation Disharmonie Gigantismus/ Nanismus Founder Effekt/Drift Taxonzyklus Reliktendemiten Fläche Anzahl Nischen

6 Theorie vom dynamischen Gleichgewicht (Mac Arthur & Wilson 1963, 1967)

7 Grenzen der Theorie vom dynamischen Gleichgewicht (Mac Arthur & Wilson 1963, 1967)

8 Schwächen des Gleichgewichtmodells 1) Die Form der Immigrations- und Extinktionskurven ist nicht präzise

9 Schwächen des Gleichgewichtmodells 2) Eine klare Unterscheidung zwischen Immigration und Extinktion ist kaum möglich

10 Schwächen des Gleichgewichtmodells 3) Die Annahme, dass die Kurven gleich sind für unterschiedliche Inseln (Habitate, ökolog. Prozessen, Einflüsse..) Zeiten und Faunen

11 Schwächen des Gleichgewichtmodells 4) Evolution und Artbildung werden nicht berücksichtigt

12 Schwächen des Gleichgewichtmodells 5) Equilibria sind nicht homogen

13 Schwächen des Gleichgewichtmodells 6) Flächengröße beeinflusst die Rate der Extinktion und Immgration

14

15 Verbreitung von Arten

16 Incidence functions (Diamond 1975) Verbreitungsfunktion Sie gibt die Frequenz einer Art als Funktion über den Artenreichtum einer Insel wieder Man beschreibt damit die Verbreitung von Arten z.b. über eine Serie von nahegelegenen Inseln

17 Verbreitungsfunktion für Centropus violaceus auf dem Bismarck Archipel S S= Artenzahl auf Inseln J=Index für Verbreitung (1=Art kommt auf allen Inseln vor)

18 Verbreitungsfunktion für Centropus violaceus auf dem Bismarck Archipel High S-Art: S S= Artenzahl auf Inseln J=Index für Verbreitung (1=Art kommt auf allen Inseln vor) K selektiert Schlechter Kolonist Endemit

19 Verbreitungsfunktion für Macropygia mackinlayi auf dem Bismarck Archipel J S= Artenzahl auf Inseln J=Index für Verbreitung (1=Art kommt auf allen Inseln vor)

20 Verbreitungsfunktion für Macropygia mackinlayi auf dem Bismarck Archipel J Supertramp-Art: R selektiert Guter Pionier Konkurrenzschwach S= Artenzahl auf Inseln J=Index für Verbreitung (1=Art kommt auf allen Inseln vor)

21 Verbreitungsfunktion für Diacaeum eximium auf dem Bismarck Archipel S= Artenzahl auf Inseln J=Index für Verbreitung (1=Art kommt auf allen Inseln vor)

22 Verbreitungsfunktion für Diacaeum eximium auf dem Bismarck Archipel Tramp-Art: Liegt zwischen High S und Supertramp Art S= Artenzahl auf Inseln J=Index für Verbreitung (1=Art kommt auf allen Inseln vor)

23 Verbreitung von zwei verwandten Macropygia Arten auf dem Bismarck Archipel Supertramp High-S

24 Verbreitungsfunktion (Incidence function, Diamond 1975) Analysen für den Naturschutz relevant? Incidence function Analysen liefern keine direkte Aussage über den Arealanspruch und die Überlebenswahrscheinlichkeit einer Art, sondern lediglich ob eine Art zu einem bestimmten Zeitpunkt auf einer Fläche anzutreffen ist. Neben Flächengröße und Isolation sind Habitatqualität, menschlicher Einfluss und Umweltschwankungen bestimmend für die Überlebenswahrscheinlichkeit.

25 Checkerboard Verbreitung Beschreibt das Phänomen, dass sich taxonomisch und ökologisch nahe stehende Arten, die über Inselgruppen verbreitet sind, gegenseitig auf einer Insel ausschließen.

26 Kompatibilitätsregel Sich taxonomisch und ökologisch ähnelnde Arten schließen sich auf einer Insel aus, da sie um gleiche Ressourcen konkurrieren.

27 Nested Distribution Faunistische Einheiten auf Inseln sind Untereinheiten von Faunen aus reicheren Systemen. Diese Einheiten werden durch Taxon und Inseltyp bestimmt. Patterson & Atmar 1986

28

29

30 Nestedness und Artenschutz Ausreißer sind interessant (Cutler 1991) Holes: Erwartete aber fehlende Arten Outliers: Zusätzliche Arten, die nicht erwartet wurden

31 Die Anwendung von Nestedness für den Artenschutz Starker Effekt von Nestedness: Große Flächen werden benötigt, um Diversität zu erhalten Schwacher Effekt von Nestedness: Bestimmte Habitatfragmente beinhalten distinkte Artengruppen, daher sind verschieden kleine Flächen wichtig für den Erhalt von Diversität

32 Habitatfragmentierung Verinselung von Festlandhabitaten, die mit abnehmender Habitatgröße und zunehmender Isolation einhergehen.

33 Habitatfragmentation Eine zunehmende Isolation bei gleichzeitiger Reduktion der Flächen (Burgess & Sharpe 1981) Habitatfragmentierung steigert Extinktionsraten. Sie ist der Hauptgrund lokalen, regionalen und globalen Diversitätsverlustes (Begon et al. 1996, Whittaker 1998) Pardelluchs Lynx pardinus

34 Fragmentierung Randeffekt Prädation Artspezifisch Verhaltensänderung Fördert Generalisten vs. Spezialisten In den Tropen massivere Auswirkungen Zunahme der Aliens

35

36 Physikalisch/chemische Randeffekte am Waldrand als Folgen der Habitatfragmentierung Änderung der Einstrahlung und damit Temperatur Änderung des Luftstromes, Turbulenzen Änderung vom Wasser- und Nährstofffluss

37

38 Auswirkungen der Flächenzunahme auf die Artenzahlen im Inneren und am Rande einer Fläche

39

40 Fragmentierung Randeffekt Prädation Artspezifisch Verhaltensänderung Fördert Generalisten vs. Spezialisten In den Tropen massivere Auswirkungen Zunahme der Aliens

41 Studien über den erhöhten Räuberdruck in Habitaträndern und kleinen Habitaten (Andrén 1995) Anteil der Studien: weiß: starker Prädationseffekt gestreift: kein Effekt nachgewiesen schwarz: geringere Prädation nachgewiesen

42 Fragmentierung Randeffekt Prädation Artspezifisch Verhaltensänderung Fördert Generalisten vs. Spezialisten In den Tropen massivere Auswirkungen Zunahme der Aliens

43 Mindestens 66-72% der Spezialisten des Waldes sowie Zugvogelarten sind durch Fragmentierung gefährdet. (Blake & Karr 1987)

44

45 Orang-Utang (Pongo pygmaeus)

46 Fragmentierung Starker Effekt auf insektenfressende Vogelarten im Regenwald 80 Meter-Schneise im Regenwald hat bereits sehr starke Barrierewirkung für die meisten Tierarten (Bierregaard et al. 1992)

47

48 Veränderung nach Fragmentierung: Insel Barro Colorado, die 1914 nach dem Aufstauen des Panama-Sees entstand (1500ha) Von 108 Vogelarten sind 45 Arten bis heute verschwunden. Habitatveränderung und Verschiebungen im Beziehungsgefüge sind die Ursache. Bodenbrüter werden durch Affen vernichtet, die sich nach dem Wegfall der Topräuber stark vermehrt haben. Vogelarten, die auf dem Festland selten sind, sind auch auf Barro Colorado am häufigsten ausgestorben, da die Zuwanderung vom Festland fehlte (Diamond 1984).

49 (Schröder 2001)

50

51 Arbeitshypothesen (Schröder 2001) 1) Artenreichtum nimmt mit Fläche zu und nimmt ab mit

52 Immigration, Extinktion und Turnover Verschiedene Möglichkeiten Immigration, Extinktion und Turnover zu bestimmen (Thornton et al.1990, Whittaker 1998). Dissertation Schröder: Immigration: Anzahl erfolgreichen Immigrationsereignisse (wenn Arten 1996 nicht in den Flächen angetroffen wurden aber in 2000 anwesend waren) Extinktion: Anzahl lokaler Extinktionen (Arten wurden in 1996 nachgewiesen, aber nicht in 2000). Turnover: Summe der Immigrationen und Extinktionen dividiert durch zwei (T = (I + E)/2). Nach: MacArthur and Wilson (1967).

53 Ergebnisse

54

55

56