Asia-Wurm goes USA
„Unsere Umwelt verändert sich und für diese Veränderung gibt es viele Gründe. Ein Grund, der momentan sehr aktuell und präsent ist, ist der Klimawandel. Eine andere Ursache, die jedoch mindestens genauso viel Einfluss hat und die eigentlich schon viel länger wirkt, ist das Einschleppen von Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen von einem Kontinent auf einen anderen“, erklärt Dr. Juen die Bedeutung des Forschungsprojektes Einfluss invasiver Arten auf Räuber-Beute-Beziehungen. Konkret soll untersucht werden, inwieweit die Einschleppung einer invasiven Art ein Ökosystem verändern kann. Der Great Smoky Mountain National Park, der sich im Süden der Appalachen befindet, eignet sich dafür besonders gut: Die Appalachen stellten in der letzten Eiszeit ein wesentliches Rückzugsgebiet für viele Arten dar und der Nationalpark ist auch heute noch ein Refugium mit einer besonders hohen Artenvielfalt. Außerdem handelt es sich bei einem Nationalpark um ein System, das weitestgehend unberührt ist. „Daraus ergibt sich auch ein Ziel der Forschung, nämlich zu schauen, was ein Einwanderer in einem so komplexen, über die Jahre hin relativ stabilen System bewirken kann“, führt Dr. Juen ihre Interessen näher aus und erklärt, warum die Erforschung der Räuber-Beute-Beziehung so wichtig ist: „Ein Ökosystem ist wie ein Netzwerk: Wenn man an einem Ende zieht, ändert sich auch am anderen Ende etwas. Im Projekt wird daher untersucht, wie sich die Anwesenheit der asiatischen Regenwurmart auf das Nahrungsnetz, im Speziellen auf das Beutespektrum der ansässigen Räuber auswirkt. Das ist vor allem deshalb interessant, weil man durch solche Einwanderer auch lernen kann, wie das Ökosystem funktioniert.“
Invasive Arten: Einfluss auf das Beutespektrum der Räuber?
Unterteilt ist das Projekt in drei große Phasen: Zunächst werden in einem ersten Schritt die Räuber (vor allem wirbellose Räuber) sowohl in jenen Gebieten untersucht, wo sich die asiatische Regenwurmart, Amynthas agrestis, bereits angesiedelt hat, als auch in jenen, in denen die invasive Art noch nicht verbreitet ist. „Bis jetzt hat man den asiatischen Regenwurm vor allem in wassernahen Gebieten im Süden des Nationalparks gefunden. Mein Kooperationspartner vor Ort, Professor Dr. Paul Hendrix, vermutet, dass der Regenwurm von Fischern eingeschleppt wurde, die die nicht als Köder verwendeten Exemplare einfach in die freie Wildbahn ausgesetzt haben. Einige davon haben es dann augenscheinlich geschafft, sich anzusiedeln“, erklärt Dr. Juen das Aufkommen der invasiven Art.
Auf Basis dieses Wissens und der ersten Beobachtungen wird dann in einem zweiten Schritt eine bestimmte Gruppe von Räubern ausgewählt und hinsichtlich des Beutespektrums analysiert. Es gilt dabei zu untersuchen, inwieweit der asiatische Regenwurm Einfluss auf das Beutespektrum nimmt, beziehungsweise wie die Räuber auf die neue „Beutesituation“ reagieren.
Die dritte Phase besteht vorwiegend aus speziellen Laborexperimenten: Dort werden die Räuber unter Eingrenzung der Einflussfaktoren bestimmten Situationen ausgesetzt, um zu erkunden, ob sich die in der Feldforschung gewonnenen Erkenntnisse bestätigen. „Um genaue Aussagen möglich zu machen, werden wir das Räuber-Beute-Verhalten in zwei bis drei Vegetationsperioden untersuchen, damit auch der Einfluss des Klimas entsprechende Berücksichtigung findet“, führt die Ökologin aus.
Untersuchungsobjekt Darminhalt
Die Methode zur Erforschung der Räuber-Beute-Beziehung ist relativ neu und wurde von Dr. Juen gemeinsam mit Priv.-Doz. Michael Traugott vom Institut für Ökologie entwickelt. Es handelt sich hierbei um molekulare Techniken, die mit den DNA-Analysen der Forensik verglichen werden können. Mithilfe einer genetischen Analyse von Darminhalten ist es möglich zu erkennen, was ein Räuber gefressen hat. „Die Methode stellte sich als sensitiv genug heraus, um geringste Spuren der Beute im Darminhalt oder im Kot der Räuber zu identifizieren“, beschreibt Dr. Juen die Vorzüge der molekularen Techniken. Bei der Analyse von gefressenen und wieder ausgeschiedenen Regenwürmern gibt es jedoch eine Schwierigkeit, die in einem Vorprojekt gelöst wurde: „Die Bestimmung von Regenwurmarten beruht hauptsächlich auf morphologischen Merkmalen. Wenn man jedoch bestimmte, eigentlich als arttypisch bekannte Gene bei Regenwürmern untersucht, stellt sich heraus, dass hier eine große genetische Variabilität vorherrscht“, so Dr. Juen. Deshalb wurden in einem von der Universität Innsbruck geförderten Projekt 2006 vorab mehrere Gene hinsichtlich ihrer Varianz sowie ihrer Eignung als art-, gattungs-, oder familienspezifische Marker für Regenwürmer untersucht.
Zukunftsträchtige Forschungsmethode
Im Zuge des Projekts soll aber nicht nur die Räuber-Regenwurm-Beziehung erforscht, sondern auch die Methodik der DNA-Analyse verfeinert werden. Essenziell sind die Resultate damit für alle zukünftigen Forschungen, die sich mit Nahrungsnetzen beschäftigen. „Die Ergebnisse können sehr schnell und sehr direkt auf andere Forschungsbereiche übertragen werden, und zwar im methodischen Bereich. Und natürlich wäre es auch toll, vergleichbare Studien beispielsweise in einem landwirtschaftlichen Habitat durchzuführen, um zu sehen, ob es dort ähnliche Prozesse gibt“, weist die Ökologin bereits in die Zukunft.
DissertantIn gesucht
Um diese Forschungsvorhaben umzusetzen, ist Dr. Juen noch auf der Suche nach einer Dissertantin beziehungsweise einem Dissertanten: „Interessierte, die auch gerne erste internationale Erfahrung sammeln möchten, können sich per Mail (anita.juen@uibk.ac.at) an mich wenden“, so die Ökologin.