Effekt von Landnutzungsintensität und Biodiversität auf trophische Interaktionen von Kleinsäugern

Wissenschaftliche Bearbeitung durch:

Dr. Julia Tiede

(Uni Münster)

 

Kleinsäuger spielen bei vielen Ökosystemprozessen in natürlichen und bewirtschafteten Ökosystemen eine entscheidende Rolle, wie beispielsweise Samenprädation, Herbivorie und Prädation von Wirbellosen. Ziel des SMaTI-Projekts ist es erstmals, Veränderungen der trophischen Interaktionen von Kleinsäugern und mit ihnen in Verbindung stehenden Ökosystemprozessraten in Abhängigkeit von Landnutzungsintensität und lokaler und saisonaler Biodiversität in Grasland und Wald empirisch und systematisch zu erfassen.

Dabei werden Veränderungen trophischer Interaktionen entlang des Landnutzungsgradienten durch (1) Metabarcoding pflanzlicher und tierischer DNA im Mageninhalt von Mäusen, Wühlmäusen (Rodentia) und Spitzmäusen (Eulipotyphla) erfasst. Diese hochauflösenden Momentaufnahmen der Nahrungszusammensetzung werden durch (2) Informationen zur langfristigen Ressourcennutzung mittels Analyse stabiler Isotope im Muskelgewebe ergänzt. (3) Der Einfluss von Kleinsäugern auf Samen- und Insektenprädation wird mittels einer Kombination aus Cafeteria-Experiment und Kamerabeobachtung erfasst.

Mit diesen hochdetaillierten Daten über trophische Interaktionen werden wertvolle Einblicke in die Mechanismen gewonnen, die der Dynamik der Artenzusammensetzung und den ökologischen Prozessen in komplexen Ökosystemen zugrunde liegen.

1) Hochauflösende Momentaufnahme der Nahrungszusammensetzung: DNA-Metabarcoding des Mageninhalts

Interaktionen zwischen Arten sind die zugrundeliegenden Mechanismen vieler Ökosystemfunktionen in artenreichen Gemeinschaften. Studien über den Einfluss der Landnutzungsintensität auf Biodiversität und Ökosystemprozesse messen jedoch oft die numerische Reaktion von Arten oder Ökosystemprozessraten ohne Interaktionen zwischen Arten direkt zu erfassen. Ziel des SMaTI-Projektes ist es daher, Änderungen trophischer Interaktionen entlang des Landnutzungsgradienten durch Metabarcoding pflanzlicher und tierischer DNA im Mageninhalt von Kleinsäugern zu analysieren.

Hypothesen

  • Größere Ernährungsvielfalt bei geringer Landnutzungsintensität und höherer Diversität von Pflanzen und Tieren
  • Veränderungen der Nahrungszusammensetzung mit Landnutzungsintensität und Jahreszeit, verursacht durch opportunistische Ernährung mit lokal und saisonal verfügbaren pflanzlichen oder tierischen Ressourcen

 

Methoden

  • Mäuse, Wühlmäuse und Spitzmäuse werden im Frühjahr, Sommer und Herbst durch das LaBiRo-Projekt gefangen
  • Mageninhalte werden mittels DNA-Metabarcoding mit allgemeinen Primern für Standard-Barcodierungsregionen (z.B. COI, 16S, trnL) und Referenzdatenbanken (z.B. BOLD, NCBI) analysiert

2) Trophische Position und Nahrungsnische: Analyse stabiler Isotope im Muskelgewebe

Die hochauflösenden Momentaufnahmen der Nahrungszusammensetzung (1) werden durch Informationen zur längerfristigen Ressourcennutzung mittels Analyse stabiler Isotope im Muskelgewebe ergänzt. Isotopenfraktionen von δ15N und δ13C werden zur Messung der trophischen Positionen und der Nahrungsnische von Kleinsäugern als Reaktion auf die lokale Bewirtschaftungspraxis und lokale und saisonale Biodiversität verwendet.

Hypothesen

  • Vergrößerung der Nahrungsnische und Verschiebung der trophischen Position hin zu mehr Omnivorie durch Ausweichen auf alternative Nahrungsressourcen bei hoher Landnutzungsintensität

 

Methoden

  • Mäuse, Wühlmäuse und Spitzmäuse werden im Frühjahr, Sommer und Herbst durch das LaBiRo-Projekt gefangen
  • Analyse der Isotopenfraktionen von δ15N und δ13C im Muskelgewebe

3) Ökosystemprozesse: Kamerabeobachtete Prädation von Samen und Invertebraten

Um die Auswirkungen der (modifizierten) Landnutzungsintensität auf den Beitrag von Kleinsäugern zu Ökosystemprozessen zu messen, werden die Prädationsraten von Samen und Invertebraten durch eine Kombination von Cafeteria-Experimenten und Kamerabeobachtungen ermittelt.

Hypothesen

  • Höhere Samenprädation an Standorten mit geringer Landnutzungsintensität aufgrund der Präferenz von Kleinsäugern für dichte Vegetation
  • Änderungen der Visitationsraten verschiedener Arten (oder breiterer taxonomischer Gruppen) mit modifizierter Landnutzungsintensität aufgrund von Veränderungen in der Struktur der Verbrauchergemeinschaft
  • Änderung des Pro-Kopf-Konsums mit modifizierter Landnutzungsintensität, durch unterschiedliche Attraktivität experimentell angebotener Nahrung vor dem Hintergrund der verfügbaren Ressourcen

 

Methoden

  • Exposition von Samen und Beute in den REX- und FOX-Parzellen mit experimentellen Landnutzungsänderungen im HAI in 2021
  • Kamera-Beobachtungen von Prädationsereignissen
  • Identifikation von Konsumenten und Pro-Kopf-Verbrauch

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