Biodiversitätsdaten zu Fluginsekten aus Malaisefallen

Verantwortlichkeit: Zoologisches Forschungsmuseum Alexander König (ZFMK)

Der methodische Schwerpunkt des Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig (ZFMK) liegt auf der Weiterentwicklung des Metabarcodings, um einen vollständigen Nachweis des Artenspektrums von fliegenden Insekten und an diesen haftenden Pflanzenfragmenten (z.B. Pollen) führen zu können.

Da der Großteil der deutschen Insektenvielfalt (>30.000 Arten) aus flugaktiven Arten besteht (über 90% der Arten), kommen bewährte, standardisierte Malaisefallen des EVK zum Einsatz, um die Proben zu sammeln. Als explorativer Teil werden zudem automatisierte Malaisefallen eingesetzt, welche einen programmierbaren Flaschenwechsler beinhalten, mit dem die Falle über Monate (im Vergleich zu 1-2 Wochen) unbeaufsichtigt im Feld betrieben werden kann. Aus dem direkten Vergleich der Ergebnisse von manuell und automatisch betriebenen Fallen erhalten wir wichtige Erkenntnisse für die Planung eines deutschlandweiten Monitoring-Netzwerkes.

Automatisierte Malaisfallen, welche an einigen ausgewählten Standorten für zusätzliche Experimente genutzt werden. Diese Fallen wurden im Zuge des AMMOD Projektes entwickelt.

Um zu untersuchen, ob sich die Diversität von Fluginsekten innerhalb eines Schutzgebiets entlang eines Gradienten zwischen Nutzungsfläche (z.B. Acker) in das Schutzgebiet hinein ändert, werden folgende (insektenbezogene) Parameter für jede Probe erhoben:

  • Das gesamte Artenspektrum in den Malaisefallen-Proben wird via Metabarcoding erfasst und nach taxonomischen und funktionellen Gesichtspunkten ausgewertet.

  • Potentielle Nahrungspflanzen von Insekten bzw. die Diversität angeflogener Blütenpflanzen werden über Metabarcoding der durch Insekten in die Malaisefallen eingetragenen Pollen vom Projektpartner Justus-Liebig-Universität Gießen (AG Spezielle Botanik) identifiziert.

 

Die erhaltenen Diversitätsmuster der Insekten werden herangezogen, um die Effektivität von Schutzgebieten zu beurteilen und raumplanerische Empfehlungen für deren Verbesserung auszuarbeiten. Weiterhin werden unsere Untersuchungen eine genauere Beurteilung der Vorkommen geschützter Arten, Verantwortungsarten, und charakteristischer Arten der untersuchten Lebensraumtypen ermöglichen und ggf. neue Indikatorarten für Lebensraumtypen aufzeigen. Ein Teil der detektierten Arten wird noch als sog (M)OTUs ‑ (molecular) Operational Taxonomic Units ‑ in den Tabellen geführt werden, die noch nicht benannt werden können, da noch keine entsprechende Referenz in den Datenbanken vorhanden ist. In aller Regel lassen sich diese Einheiten aber einer Gattung und Familie zuordnen, woraus sich funktionelle Merkmale der Artengemeinschaften ableiten lassen. Die räumliche & zeitliche Verbreitung der (M)OTUs kann wie benannte Arten untersucht und verglichen werden. Im Laufe des Projektes werden durch regelmäßige Abgleiche mit den wachsenden Referenzdatenbanken zahlreiche der (M)OTUs benannt werden können.

 

Die konkreten Arbeitsschritte am ZFMK umfassen nach Zustellung der Proben durch den Entomologischen Verein Krefeld folgende Schritte:

  • Größensortierung einer Hälfte jeder Malaisefallenprobe in drei bis fünf Klassen inkl. Erarbeitung der Routinen dazu.

  • Homogenisierung jeder Größenklasse zur Steigerung der DNA-Ausbeute.

  • DNA-Extraktion mit Hochskalierung auf Plattenmaßstab (96 Proben gleichzeitig).

  • PCR-Amplifikation mit Hochskalierung auf Plattenmaßstab (96 Proben gleichzeitig).

  • Veranlassung der Sequenzierung der PCR-Produkte bei einem externen Dienstleister.

  • Analyse der Metabarcoding Daten und Erstellung der Arten- & OTU-Tabellen.

  • Überstellung der Daten an die DINA-Koordination.

  • Eingliederung von Belegmaterial in die entomologischen Sammlungen.

  • Vergleich der Effizienz von herkömmlicher Malaisefalle und automatisierter Version.

Dr. Livia Schäffler - Leiterin der Sektion Naturschutzökologie am Zentrum für Biodiversitätsmonitoring

Dr. Vera Zizka - Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Dr. Matthias F. Geiger - Wissenschaftlicher Mitarbeiter

© DINA - Diversität von Insekten in Naturschutz-Arealen