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Populationsgenetik der Mangroven auf dem Galápagos Archipel

Mangroven gehören zu den weltweit wichtigsten natürlichen Speichern von Treibhausgasen, tragen zum Schutz gefährdeter Küstenpopulationen bei und dienen als wichtiger Lebensraum für Jungfische und zahlreiche weitere Organismen, welche von ökologischer und ökonomischer Bedeutung für die betreffenden Küstenregionen und weit darüber hinaus sind. Trotzdem wissen wir manchmal noch erstaunlich wenig von ihnen, z. B. über die genetische Vielfalt. Das zu ändern, ist das Ziel der Masterarbeit von Tobias Poprick, der für seinen Forschungsaufenthalt auf dem Galápagos Archipel mit 2.000 Euro von der Stiftung unterstützt wird.

Antragsteller

TobiasTobias Poprick

Masterstudent im Fachbereich 2 (Biologie/Chemie) der Universität Bremen

Fachgebiet: Ecology

in Zusammenarbeit mit dem Leibniz-Zentrum für Marine Tropenforschung, Bremen (ZMT)
und der Charles Darwin Foundation, Galápagos

Projektinhalt

Mangroven Charles Darwin FoundationDie genetische Vielfalt ist ein wesentlicher Bestandteil der biologischen Vielfalt, der die Widerstandsfähigkeit oder das evolutionäre Potenzial von Arten zur Anpassung an sich ändernde Umweltbedingungen bestimmen kann. Ist die genetische Vielfalt gering, sind die Populationen stärker vom Aussterben bedroht, weil wichtige Merkmale verloren gehen. Das Management der genetischen Vielfalt kann eine entscheidende  Rolle spielen, um die Anpassungsfähigkeit der Arten zu fördern und dadurch die Auswirkungen von Umweltveränderungen abzumildern.

Durch die Bestimmung der räumlichen Muster der genetischen Vielfalt lässt sich ein besseres Verständnis für den Genfluss gewinnen. Dadurch lassen sich auch die Maßnahmen zur Erhaltung von Ökosystemen wie z. B. den Mangroven auf den Galápagos Inseln noch zielgenauer gestalten. Ob solche Maßnahmen erforderlich sind, wird von den Ergebnissen der Studie von Tobias Poprick abhängen. In jedem Fall werden die gewonnenen Daten für wissensbasierte Erhaltungsmaßnahmen generell unerlässlich sein. Denn erstaunlicherweise hat es bisher noch kein Projekt zur (Wieder-)Ansiedlung von Mangroven gegeben, das genetische Informationen in die Entwicklungs- und Umsetzungsphase einbezogen hat, obwohl gerade deren Berücksichtigung von wesentlicher Bedeutung ist, um die notwendige genetische Vielfalt zu gewährleisten und "Inzucht" zu vermeiden.

Tobias Poprick wird Proben auf acht Inseln an insgesamt 32 unterschiedlichen Standorten nehmen. An jedem Probenahmestandort werden für jede vorhandene Art 15 einzelne Mangrovenbäume für die Probenahme ausgewählt, die über das gesamte Mangrovengebiet verteilt sind. Von jedem Baum werden drei Blattproben entnommen: ein Blatt wird für die Archivierung bei der Charles Darwin Foundation aufbewahrt und zwei Blätter werden mit Siliziumkügelchen für die weitere Verarbeitung in Deutschland aufbewahrt. Zusätzlich werden an jedem Probenahmeort Umweltparameter wie pH-Wert und Salzgehalt gemessen, das Substrat charakterisiert und Blatteigenschaften ermittelt. Es ist anschließend im Labor in Bremen alles auszuwerten, DNA-Extraktionen werden vorgenommen und noch einiges mehr. Auf jeden fall wird deutlich, wieviel Arbeit hier geleistet wird, um zu belastbaren Ergebnissen zu kommen.

Die Galápagos-Inseln stehen seit 1959 unter strengem Naturschutz. Dadurch sind die Mangroven von beeinträchtigenden gesellschaftlichen Aktivitäten verschont geblieben, sodass sich der nahezu unberührte Zustand hervorragend für eine populationsgenetische Studie eignet.  Eine Studie zeigte, dass die Mangroven auf Galápagos von Insel zu Insel sehr unterschiedlich entwickelt sind, entweder lückenhaft und unterentwickelt oder extrem gut. Die Unterschiede in der Mangrovenbedeckung könnten durch einen multifaktoriellen Prozess bedingt sein wie z. B. durch unterschiedliche Nährstoffniveaus zwischen den Inseln, strömungsbedingter Ausbreitungstransport und verminderten Genpool. Populationsgenetische Daten von Inseln können unser Verständnis von evolutionären und ökologischen Prozessen deutlich verbessern und wichtige Informationen für den Schutz seltener und bedrohter Arten liefern. Diese Studie wird erstmalig Einblicke in die genetische Vielfalt innerhalb der Mangrovenökosysteme, die Muster der genetischen Differenzierung aufgrund der Ausbreitung innerhalb und zwischen den Inseln liefern sowie möglicherweise dazu beitragen, Ökotypen zu identifizieren, die aus einer lokalen Anpassung aufgrund heterogener Umweltbedingungen resultieren.

Untersuchungsgebiet