Biodiversitäts-Exploratorien – Diversität der Enchytraeidae und ihre Funktionen

Hintergrund

Landnutzung ist ein wesentlicher Faktor für den Verlust der biologischen Vielfalt. Allerdings ist Biodiversitätsverlust in Ökosystemen nicht immer mit bloßem Auge erkennbar. Landschaften können oberflächlich betrachtet gesund aussehen, wärend die biologische Vielfalt im Boden unbemerkt abnimmt. Dieses Projekt untersucht diese verborgene Seite der Auswirkungen von Landnutzung, indem es sich auf winzige wirbellose Bodentiere konzentriert, von denen die meisten Menschen noch nie gehört haben: Enchyträen. Es untersucht, wie die Landnutzung die Vielfalt dieser Bodentiere und ihre funktionelle Vielfalt beeinflusst, und welche Folgen Veränderungen der Artengemeinschaften für wesentliche Bodenfunktionen hat.

Enchyträen (Annelida, Enchytraeidae) sind mit Regenwürmern verwandt, aber viel kleiner. Sie sind bis zu zwei Zentimeter lang und sehen im Grunde wie weiße Mini-Regenwürmer aus. Sie sind jedoch weitaus artenreicher und zahlreicher als Regenwürmer, insbesondere in Grünland. Sie spielen eine Schlüsselrolle bei der Bodenbildung und Zersetzung, doch trotz ihrer Bedeutung sind sie überraschenderweise relativ wenig erforscht. Enchyträen sind sensible Indikatoren für Bodenbedingungen wie pH-Wert, Feuchtigkeit und Humustyp. Diese Empfindlichkeit hat wahrscheinlich erhebliche Auswirkungen auf die Zusammensetzung der Artengemeinschaften und die funktionelle Diversität dieser Gruppe.

Ziele

In diesem Projekt untersuchen wir, wie Bodentiergemeinschaften, vertreten durch Enchyträen, auf menschliche Einflüsse durch Landnutzung reagieren, und welche Folgen diese Veränderungen für die Funktionsweisen des Ökosystems und die Bodengesundheit haben. Wir konzentrieren uns auf den Landnutzungsgradienten aller Grünland-EPs und untersuchen dieses Ziel mit drei sich ergänzenden Ansätzen:

Wir erfassen Änderungen in Biodiversität und Artengemeinschaften der Enchyträen entlang des Landnutzungsgradienten.
Anhand dieser Änderungen leiten wir ab, wie sich die funktionelle Diversität entlang des Landnutzungsgradientens ändert, dies geschieht über Traits (Merkmale).
Wir verfolgen Änderungen der Artenvielfalt und der funktionellen Vielfalt der Enchyträen-Gemeinschaften über die Zeit, um langfristige Auswirkungen der Landnutzungsintensität auf die Biodiversität und die funktionelle Vielfalt der Bodentiere zu identifizieren.

Hypothesen

Landnutzungsintensität beeinflusst die Diversität von Enchyträen-Gemeinschaften, da je nach Nutzungstyp Arten mit bestimmten Merkmalskombinationen ökologisch gefiltert werden. Dafür untersuchen wir die allgemeinen Auswirkungen der Landnutzungsintensität auf die genetische Diversität, Artenvielfalt und Merkmalsvielfalt.
Wir prüfen, ob die Auswirkungen der Landnutzung auf Enchyträen-Gemeinschaften stärker sind als regionale Unterschiede, die z. B. durch das Klima oder den Bodentyp bedingt sind. Ist dies der Fall, werden die Merkmalskombinationen in verschiedenen Landnutzungssystemen regionenübergreifend konsistent sein, was es uns ermöglicht, identifizierte Muster zu verallgemeinern.
Anschließend führen wir eine räumliche Analyse durch, indem wir Daten früherer Projekte (z.B. MultiBEF) nutzen, um zu prüfen, ob heterogenere Landschaften negative Landnutzungseffekte puffern können. Zusätzlich werden wir flächengenaue Daten zu Ökosystemfunktionen (z.B. Kohlenstoffspeicherung), die in diesen früheren Projekten gewonnen wurden, mit der funktionellen Diversität der Enchyträen verbinden.
Schließlich testen wir, in welchen Landnutzungssytemen Enchyträen-Gemeinschaften und Ökosystemfunktionen am stabilsten sind. Dafür analysieren wir Veränderungen in der Artenzusammensetzung und der daraus resultierenden Änderungen der funktionellen Vielfalt von Enchyträen im Verlauf der letzten zehn Jahre.

Dieses Projekt wird die Verbindungen von Landnutzung, Biodiversität, funktionalen Traits und Ökosystemleistungen aufzeigen.

Methoden

Wir nehmen in allen Grünland EPs im Winterhalbjahr 2026/27 Bodenproben und extrahieren die Enchyträen mittels der Nasstrichter-Methode.

Die extrahierten Tiere werden mit DNA Metabarcoding (comDNA) untersucht, um Artenlisten aller Grünland-Flächen zu erhalten, und Änderungen in der Artenzusammensetzung abhängig von der Landnutzung zu erfassen.

Wir untersuchen Änderungen in den Artengemeinschaften über die Zeit, indem wir eDNA-Proben der vergangenen zehn Jahre analysieren (Zusammenarbeit mit CoreProject 8).

Wir sammeln artspezifische Merkmale (Traits) aus der Literatur.

Wir erstellen Proteom-Fingerprints und messen Stabile Isotope in Aminosäuren (compound specific stable isotopes of amino acids, CSIA, in Zusammenarbeit mit LitterLinks2) um neue funktionelle Merkmale, die sich auf die Ressourcennutzung beziehen, zu erhalten.

Wir verknüpfen die Artenlisten und die Merkmalslisten der Grünlandplots, um Änderungen in der Artenvielfalt und funktionellen Diversität in Raum und Zeit zu untersuchen und so auf die Stabilität von Ökosystemleistungen entlang des Landnutzungsgradienten zu schließen.