Einfluss von Landnutzung, Ausbreitungsfähigkeit und Totholz auf die Nahrungsbiologie, Gemeinschaftsstruktur und den Reproduktionsmodus von Hornmilben (Oribatida, Acari)


Wissenschaftliche Bearbeitung durch:

Prof. Dr. Mark Maraun

(Uni Göttingen)

Zusammenfassung


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.

 

Hypothesen

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).

 

Veröffentlichungen zu diesem Themengebiet

Ehnes RB, Pollierer MM, Erdmann G, Klarner B, Eitzinger B, Digel C, Ott D, Maraun M, Scheu S, Brose U (2014) Lack of energetic equivalence in forest soil invertebrates. Ecology 95, 527-537

Maraun M, Augustin D, Müller J, Bässler C, Scheu S (2014) Changes in the community composition and trophic structure of microarthropods in sporocarps of the wood decaying fungus Fomitopsis pinicola along an altitudinal gradient. Applied Soil Ecology 84, 16-23

Wehner K, Scheu S, Maraun M (2014) Resource availability as driving factor of the reproductive mode in soil microarthropods (Acari, Oribatida). PLoS ONE 9: e104243

Heidemann K, Ruess L, Scheu S, Maraun M (2014) Nematode consumption by mite communities varies in different forest microhabitats as indicated by molecular gut content analysis. Experimental and Applied Acarology 64, 49-60

Klarner B, Maraun M, Scheu S (2013) Trophic diversity and niche partitioning in a species rich predator guild - natural variations in stable isotope ratios (13C/12C, 15N/14N) of mesostigmatid mites (Acari, Mesostigmata) from Central European beech forests. Soil Biology and Biochemistry 57, 323-333

Birkhofer K, Schöning I, Alt F, Herold N, Klarner B, Maraun M, Marhan S, Oelmann Y, Wubet T, Yurkov A, Begerow D, Berner D, Buscot F, Daniel R, Diekötter T, Ehner RB, Erdmann G, Fischer C, Foesel B, Groh J, Gutknecht J, Kandeler E, Lang C, Lohaus G, Meyer A, Nacke H, Näther A, Overmann J, Polle A, Pollierer MM, Scheu S, Schloter M, Schulze ED, Schulze W, Weinert J, Weisser WW, Wolters V, Schrumpf M (2012) General relationships between abiotic soil properties and soil biota across spatial scales and different land-use types. PLoS ONE 7(8), e43292

Maraun M, Norton RA, Ehnes R, Scheu S, Erdmann G (2012) Positive correlation of density and parthenogenetic reproduction in oribatid mites supports the “Structured Resource Theory of Sexual Reproduction”. Evolutionary Ecology Research 14, 311-323

Erdmann G, Scheu S, Maraun M (2012) Regional factors rather than forest type drive the community structure of soil living oribatid mites (Acari, Oribatida). Experimental and Applied Acarology 57, 157–169

Maraun M, Erdmann G, Fischer BM, Pollierer MM, Norton RA, Schneider K, Scheu S (2011) Stable isotopes revisited: their use and limits for oribatid mite trophic ecology. Soil Biology and Biochemistry 43, 877-882

 

Vergangene Projektbeteiligung von PD Dr. Mark Maraun: Frass

 

 

Nach oben