Einfluss von Landnutzung, Ausbreitungsfähigkeit und Totholz auf die Nahrungsbiologie, Gemeinschaftsstruktur und den Reproduktionsmodus von Hornmilben (Oribatida, Acari)
Die Populationsdynamik und die trophische Plastizität von Hornmilben (Oribatida) entlang von Landnutzungsgradienten in Wäldern sind bisher unzureichend untersucht. In diesem Projekt untersuchen wir die folgenden drei Themen:
1. Zeitliche Dynamik von bodenlebenden Hornmilbengemeinschaften entlang eines Landnutzungsgradienten.
2. Einfluss von Landnutzung auf die Nahrungsbiologie von Hornmilben durch Analyse von Neutralfett-Mustern. Dieses Teilprojekt wird zum Verständnis der trophischen Plastizität und Nischenbreite von Hornmilben beitragen.
3. Einfluss von Nährstoffzugabe auf Hornmilben-Gemeinschaften von Totholz entlang eines Landnutzungsgradienten (BeLongDead Projekt). Wir kooperieren mit dem Projekt von Stefan Scheu (LitterLinks) und mit dem BeLongDead Konsortium (koordiniert von Wolfgang Weisser).
Das Verständnis der Struktur und der Funktion von Bodentiergemeinschaften ist essentiell für das Verständnis der Funktion des Zersetzersystems „Boden“ insgesamt. In den letzten Jahren sind Hornmilben (Oribatiden) eines der Modeltaxa geworden, mit denen die Struktur und Funktion von Bodentiergemeinschaften untersucht wurde. Oribatiden sind eine artenreiche Gruppe mit etwa 10,000 beschriebenen Arten und Dichten von 20,000 – 400, 000 m² in temperierten Wäldern. Trotz des immensen Fortschritts im Bereich der Nahrungsbiologie (Maraun et al. 2011), der Reproduktionsbiologie (Maraun et al. 2012), der Ausbreitungsfähigkeit und der Faktoren, die die Gemeinschaftsstruktur von Oribatiden beeinflussen (Maraun et al. 2014), sind viele Fragen zum Verständnis der Struktur und Funktion von Bodentiergemeinschaften bisher kaum untersucht. Am wenigsten verstanden sind vor allem die zeitliche Dynamik von Hornmilbenpopulationen, die trophischen Nischen, die ihre hohe Diversität im Boden ermöglichen, sowie die hohe Anzahl parthenogenetischer Arten. Das Ziel dieses Projekts ist es daher, diese Wissenslücken zu schließen.
Abb. 1: Rasterelektronenmikroskopische Aufnahme von Steganacarus magnus (Oribatida, Acari)
Abb. 2: Verschiedene Milbenarten aus einer Bodenprobe
Abb. 3: Kanonische Korrespondenzanalyse (CCA) von Hornmilbenarten (kursiv) in verschiedenen Waldtypen (Conif, Nadelwald; B30, 30jähriger Buchenwald, B70, 70jähriger Buchenwald; Bnat, naturnaher Buchenwald) in drei Regionen der Biodiversitäts-Exploratorien (Alb, Schwäbische Alb, Hai, Hainich; Sch, Schorfheide) sowie die aufgenommenen Umweltfaktoren der Standorte (leaf litter, Streumenge, C und N von litter, soil und fine roots, C/N Gehalte von Streu, Boden und Feinwurzeln). Eigenwerte der ersten und zweiten Achse: 0,234 und 0,132): Für Details siehe Erdmann et al. (2012).
Dazu werden die folgenden Hypothesen untersucht:
1. Die Dichte der parthenogenetischen Hornmilben-Arten schwankt im Jahresgang mehr als die der sexuellen Arten, weil die Dichte der parthenogenetischen Arten durch dichte-unabhängige Faktoren reguliert wird (da diese Arten keiner Ressourcen-Limitierung unterliegen; Scheu & Drossel 2007)
2. Parthenogenetische Oribatiden besetzen tiefere Ebenen in Nahrungsnetzen, d.h. sind eher Primärzersetzer und nur selten Pilzfresser oder Räuber. Dazu wird die Nahrungsbiologie der Hornmilben mittels der Methode der Analyse der Fettsäuen (NLFAs) untersucht.
3. Zunehmende Nährstoffverfügbarkeit wird die Hornmilbengemeinschaft von Totholz von sexuellen zu parthenogenetischen Arten verschieben. Dieses Experiment wird im Rahmen des BELongDead Projekts der Biodiversitäts-Exploratorien durchgeführt, da die Oribatiden in diesem Habitat größtenteils sexuell reproduzieren (90-95 %; Erdmann et al. 2006; Fischer et al. 2010b).
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Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen
