Evolution isolierter Teilpopulationen der Laubholz-Säbelschrecke Barbitistes serricauda (FABRICIUS 1798)

Abstract

Das von der flugunfähigen baumbewohnenden Laubholz-Säbelschrecke Barbitistes serricauda (Fabricius 1798) besiedelte Gebiet in Zentraleuropa wurde in prähistorischer Zeit durch die wahrscheinlich anthropogen begünstigte Ansiedlung der Rotbuche fragmentiert. Damit veränderte der Mensch nachhaltig den Lebensraum dieser Art, in der Dauer der Veränderung und ihrer Nachhaltigkeit geologischen Prozessen vergleichbar. Die wenig mobilen Tiere können die Rotbuche als Nahrungspflanze nicht nutzen. Populationen dieser Heuschrecke lassen sich daher nicht auffinden, wo die Rotbuche zur Dominanz gelangt ist. Diese Populationen zeichnen sich durch äußerst geringe Individuendichten – oft weniger als 15 Tiere – aus. Eine solche geringe Individuendichte kann über mehrere Generationen erhalten bleiben. Die populationsgenetische AFLP-Analyse wies für die mittlere Distanz zwischen diesen Populationen einen Wert von FST = 0,2486 auf. Ermittelte genetische Distanzen lagen zwischen einzelnen Populationen auf dem gleichen Niveau wie zwischen anderen Barbitistes-Arten; der FST-Wert für die Distanz zwischen B. yersini und B. ocskayi war 0,2733; die Distanz zwischen zwei B. serricauda-Populationen aus dem norddeutschen Raum erreichte einen Wert von 0,385. Zwischen der genetischen und der geographischen Distanz konnte kein Zusammenhang hergestellt werden. Als Ursache hierfür wird genetische Drift in den Populationen angenommen. Für die genetische Diversität innerhalb der Populationen (hs) konnte ein Wert von 0,2577 (AFLP-Daten) ermittelt werden. Außerdem wurde eine RAPD-Analyse durchgeführt, die sich als vergleichbar valide erwies. Bei unter standardisierten Bedingungen gezüchteten Filialgenerationen von 20 Populationen konnten signifikant unterschiedliche Beinlängen adulter Tiere gemessen werden, was, wie die Unterschiede im Ablauf der durch maternelle Einflüsse maßgeblich beeinflussten Embryonalentwicklung, auf Differenzierungsprozesse zwischen den lokal isolierten Populationen hindeutet. Die Folgen einer bei kleinen Populationen anzune hmenden Inzucht wurden mit Versuchen zur Überlebenswahrscheinlichkeit abgeschätzt. Dabei zeigten verschiedene Populationen eine sehr unterschiedliche relative Überlebensrate, was darauf schließen lässt, dass lediglich einige, aber nicht alle Populationen, mutmaßlich durch den eingeschränkten genetischen Austausch einem erhöhtem Aussterberisiko ausgesetzt sind, zumal in keiner Population Fehlbildungen in der postembryonalen Entwicklung zu beobachten waren. Unter gleichen Untersuchungsbedingungen wiesen im Labor erzeugte Populationshybriden, deren Eltern aus jeweils unterschiedlichen Teilpopulationen stammten, auf eine zwischen einzelnen Populationen im Entstehen begriffene postzygotische Isolation hin. Zuchtlinien, in denen gezielt Inzucht betrieben wurde, zeigten hingegen keine verminderte Fitness gegenüber den Kontrollzuchten. In Partnerwahlversuchen zum Präferenzverhalten der Weibchen konnte festgestellt werden, dass die Weibchen mehrheitlich das populationsfremde Männchen bevorzugen, d. h. dass die Wahl des Weibchens auf das genetisch andersartige Männchen gefallen ist, wobei zu beobachten war, dass die eigentliche Auswahl erst bei direktem Kontakt der Tiere stattfand, hier also eine chemische Komponente bestimmend ist. Für einzelne Populationen konnten diesbezüglich unterschiedliche Befunde erhoben werden. Die bioakustischen Untersuchungen der Zeitmuster des Männchengesangs deuteten allerdings nicht auf eine sich entwickelnde präzygotische Isolation in Bezug auf das akustische Partnerfindungssystem zwischen Populationen hin. Zwar führte die Fragmentierung des Habitats zu einer drastischen Einschränkung des genetischen Austausches zwischen Populationen dieser Heuschreckenart, die für sie günstige Lebensräume in kleinen Subpopulationen mit gelegentlichem genetischen Austausch bewohnt. Doch durch diese Isolation lokaler Vorkommen kam es zu Diversifizierungsprozessen, woraus eine große genetische Vielfalt innerhalb der Art resultiert, die schließlich in Speziation münden kann. Damit kann eine Habitatfragmentierung langfristig einen Beitrag zur Biodiversität liefern, auch wenn einige Populationen lokal aussterben. Eine positive Bewertung anthropogener Habitatfragmentierung ist in Einzelfällen also durchaus möglich, weil diese langfristig die gleichen Auswirkungen haben kann wie natürliche, etwa geologische Prozesse.