Neotropische Biodiversität. Die Bedeutung kryptischer Arten

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1 Neotropische Biodiversität Die Bedeutung kryptischer Arten

2 Gliederung Definition kryptischer Arten Artkonzepte DNA barcodes distinguish species of tropical Lepidoptera HAJIBABAEI, M. et al., PNAS 2005 Praktische Auswirkungen der Neuentdeckung kryptischer Arten Zusammenfassung

3 Was sind kryptische Arten? Kryptische Arten sind Formen, die sich zwar genetisch voneinander differenzieren, morphologisch aber kaum zu unterscheiden sind. zb Astraptes fulgerator (Hesperiidae) 1 Art oder 10 Arten?? Astraptes fulgerator (Hesperiidae)

4 Artkonzepte Biologisches Artkonzept (BSC) (MAYR 1942): Eine Art ist eine Gruppe von sich tatsächlich oder potentiell fortpflanzenden Populationen, die reproduktiv von anderen solchen Gruppen getrennt sind. Probleme: Paläontologie, Allopatrie, asexuelle Vermehrung Phylogenetisches Artkonzept (PSC) (CRACRAFT 1983): Eine Art ist der kleinste diagnostizierbare Cluster von individuellen Organismen mit dem gleichen Muster bei Vorund Nachfahren.

5 DNA barcodes distinguish species of tropical Lepidoptera HAJIBABAEI, M. et al., PNAS 2005 DNA barcodes: DNA-Sequenzen einer standardisierten Genom-Region Region im mitochondrialen Gen für die Cytochrom C Oxidase I (COI) Können COI barcodes morphologisch unterscheidbare Arten bestätigen? Lassen sich kryptische Arten in den drei Familien feststellen? Hesperiidae Sphingidae Saturniidae Astraptes fulgerator Manduca sexta Automeris zugana

6 Untersuchungsgebiet: Area de Conservación Guanacaste, nordwestliches Costa Rica ( ha) Imagines aus 521 Arten Ergebnis: 97,9% der 521 Arten wurden bestätigt Durchschnittliche Sequenzunterschiede bei Arten derselben Gattung Hesperiidae: 4,58% Sphingidae: 4,41% Saturniidae: 6,02% Durchschnittliche Sequenzunterschiede bei Individuen derselben Art Hesperiidae: 0,17% Sphingidae: 0,43% Saturniidae: 0,46%

7 Bei wie vielen Arten: max. innerartl. Unterschied > min. zw.artl. Unterschied? - 2 An mit geringer Überlappung: dennoch von NJ gestützt - 11 An mit Überlappung: nicht von NJ gestützt - 13 Arten: höchstwahrscheinlich kryptische Artkomplexe: Hohe innerartliche Divergenz (zb Automeris zugana)

8 Praktische Auswirkungen der Neuentdeckung kryptischer Arten Entdeckung kryptischer Arten => Taxonomische Inflation Viele Schutzmaßnahmen abhängig von Artenzahlen Einschätzung des Extinktionsrisikos über Zeit erschwert Höhere Zahl an bedrohten und aussterbenden Arten Gebietsbasierende Maßnahmen: oft abhängig von Endemisten Artstatus aufgrund der Gefährdung und ohne wissenschaftlichen Grund (v.a. größere, charismatische Tiere, zb Primaten)

9 Lösung: Für Naturschutz eigene Einheiten Aus ISAAC et al. 2004

10 Zusammenfassung Problem mit kryptischen Arten: Artkonzept Phylogenetisches Artkonzept unterstützt sie Unter diesem Konzept kommt es jedoch zu einem starken Anstieg der Artenzahl => Probleme für den Natur- und Artenschutz DNA-Barcoding ist (zusammen mit ökologischen und morphologischen Daten) gut für Artidentifizierung geeignet

11 Literatur Agapow, P.-M., Bininda-Emonds, O.R.P., Crandall,K.A., Gittleman, J.L., Mace, G.M., Marshall, J.C. & A. Purvis (2004) The impact of species concept on biodiversity studies. The Quaterly Rewiew of Biology 79(2): Hajibabaei, M., Janzen, D.H., Burns, J.M., Hallwachs, W. & P.D.N. Hebert (2005) DNA barcodes distinguish species of tropical Lepidoptera. PNAS 103(4): Herre, E. A. (2006) Barcoding helps biodiversity fly. PNAS 103(11): Isaac, N.J.B, Mallet, J. & G.M. Mace (2004) Taxonomic inflation: its influence on macroecology and conservation. TREE 19(9): 1-6 Sperling, F. (2003) Butterfly Molecular Systematics: From Species Definitions to Higher-Level Phylogenies. In: Boggs, C.L., Watt, W.B. & P.R. Ehrlich (Eds.): Butterflies: Ecology and Evolution Taking Flight. University of Chicago Press Storch, V., Welsch, U. & M. Wink (2001) Evolutionsbiologie. Springer Verlag, Berlin Heidelberg