Analyse des Vorkommens, der Morphologie und der genetischen Diversität von Biologischen Bodenkrusten extrazonaler Gebirgssteppenstandorte der nördlichen Mongolei

Abstract

An extrazonalen Gebirgssteppenstandorten im westlichen Khentej in der Nordmongolei sollte das Vorkommen, die Morphologie und die genetische Diversität Biologischer Bodenkrusten untersucht werden. Im Untersuchungsgebiet grenzt die Sibirische Taiga an die mongolisch-daurische Gebirgswaldsteppe. Daraus entsteht eine einzigartige Mischung von Vegetationstypen der Dunklen Taiga, Hellen Taiga und der Waldsteppe (Dulamsuren, 2004), die durch die Mischung borealer, temperater und daurischer Elemente ist die Gebirgswaldsteppe besonders artenreich ist (Mühlenberg und Samyia, 2002). Die Standorte der Biologischen Bodenkrusten im westlichen Khentej sind durch ein Zusammenspiel klimatischer und edaphischer Faktoren unbewaldet (Dulamsuren et al., 2005) und lassen sich in die Vegetationstypen Carex amgunensis-, Festuca lenensis-, Pulsatilla ambigua- und die Artemisia frigida-Gebirgstrockensteppe und Ulmus pumila-offenes Waldgebiet einteilen (Dulamsuren, 2004). Für diese Vegetationstypen sollten die Zusammenhänge zwischen dem Auftreten und der Zusammensetzung Biologischer Bodenkrusten und verschiedenen biotischen und abiotischen Faktoren untersucht werden. Dabei ergab sich für die Artemisia frigida-Gebirgstrockensteppe jeweils eine schwache Korrelation zwischen der Entfernung vom Bergrücken, der Inklination und der Exposition und der Anzahl der Kryptogamenarten. Für die Artemisia frigida-Gebirgstrockensteppe und die Artemisia frigida- Pulsatilla ambigua-Gebirgstrockensteppe wurden schwache negative Korrelationen zwischen der prozentualen Pflanzenbedeckung und der Anzahl der Kryptogamenarten gefunden. In einem weiteren Versuch wurde die Bedeckung mit BSCs mit der Bedeckung mit Pflanzen insgesamt und mit der Bedeckung verschiedener Klassen von Pflanzen in Beziehung gesetzt. Die Gesamtpflanzenbedeckung war hier negativ mit der BSC-Bedeckung korreliert, ebenso die Bedeckung mit Gras und die Bedeckung mit mittleren Kräutern . Da die Ergebnisse sehr weit streuen, wird ein weiterer, nicht berücksichtigter Faktor für das Auftreten und die Zusammensetzung Biologischer Bodenkrusten vermutet. Des Weiteren sollte die Variation der genetischen Diversität Biologischer Bodenkrusten am Beispiel der Bacteria und Archaea zweier unterschiedlich stark gestörter Standorte gezeigt werden. Hierfür wurden Standortgenbanken der 16S-rDNA der Bakterien angelegt und die archaeelle Diversität durch DGGE (Denaturierende Gradientengelelektrophorese) gezeigt. Aus den Sequenzdaten der Standortgenbanken konnten Stammbäume abgeleitet werden und mittels des Vergleichs mit der RDP II-Datenbank eine Klassifizierung erfolgen. Die beiden Standorte unterschieden sich bezüglich der sie dominierenden Taxa insofern, dass an beiden zwar die Proteobacteria vorherrschten, am weniger gestörten Standort jedoch die Cyanobacteria die zweitstärkste Gruppe bildeten, während am stärker gestörten Standort dies die Bacteroidetes waren. Die drittstärkste Gruppe war an beiden Acidobacteria. Am stärker gestörten Standort waren zusätzlich zu den gemeinsamen die Phyla Firmicutes, Gemmatimonadetes und Planctomycetes, sowie die Klasse Deltaproteobacteria vorhanden, während am weniger stark gestörten Standort zusätzlich das Phylum Nitrospira auftrat. Eine DOTUR-Analyse ergab, dass die beiden Standorte auf Artebene zu etwa 35 % und auf Phylaebene zu 78-92 % ausgeschöpft wurden. Die Rarefaction-Analysen zeigen, dass die bakterielle Diversität auf Phylaebene jeweils nahe der Sättigung war, während die bakterielle Diversität auf Artebene nicht ausgeschöpft wurde. Der Shannon-Wiener-Index für Biodiversität für den weniger gestörten Standort betrug für eine Distanz von 3 % 3,93 und für eine Distanz von 20 % 2,12. Für den stärker gestörten Standort betrug er für eine Distanz von 3 % 4,39 und für die Distanz von 20 % 2,64.