79 % der endemischen Arten weisen Anzeichen eines Rückgangs auf, was die Anfälligkeit der Artenvielfalt auf Inseln gegenüber Veränderungen des Ökosystems unterstreicht.
Forscher des Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) nutzten einen gemeinschaftsgenomischen Ansatz, um Ameisenpopulationen im Fidschi-Archipel als Modellsystem zu untersuchen und so die Entwicklung der Insektenbiodiversität zu verstehen. Die Studie wurde in Science veröffentlicht . Durch die Untersuchung der Genomik von Museumssammlungen konnten sie die evolutionären Beziehungen der Ameisen nachvollziehen, ihre Ankunft auf den Inseln erforschen und die Populationsgeschichte der Art rekonstruieren.
Globale Naturschutzbemühungen basieren auf der Überwachung der Artenvielfalt, konzentrieren sich jedoch häufig auf größere fotogene Tiere und auf leichter zu überwachende Gebiete wie gemäßigte Zonen. Es wird jedoch allgemein vermutet, dass die Populationen vieler Insektenarten rapide zurückgehen. Wir wissen, dass Inselsysteme Hotspots der Artenvielfalt sind und daher für deren Erforschung von entscheidender Bedeutung sind. Dr. Evan Economo, Professor am OIST und der University of Maryland und einer der Hauptautoren des Artikels, erklärt: „Es kann schwierig sein, historische Veränderungen von Insektenpopulationen abzuschätzen, da wir die Populationen mit wenigen Ausnahmen nicht direkt über einen längeren Zeitraum beobachtet haben. Wir verfolgen einen neuartigen Ansatz für dieses Problem, indem wir die Genome vieler Arten parallel anhand kürzlich gesammelter Museumsexemplare analysieren. Die Genome enthalten Hinweise darauf, ob Populationen wachsen oder schrumpfen, und ermöglichen es uns, gemeinschaftsweite Veränderungen zu rekonstruieren.“
Die Ergebnisse der Forscher sind alarmierend: 79 % der endemischen Arten (die nur auf Fidschi vorkommen) sind im Rückgang begriffen, und zwar über einen Zeitraum, der mit der Ankunft des Menschen auf den Inseln zusammenhängt. Gleichzeitig explodiert die Population der erst kürzlich vom Menschen eingeführten Ameisenarten. Der größte Teil des Rückgangs scheint sich in den letzten paar hundert Jahren zu ereignen, zeitgleich mit dem Kontakt mit Europäern, der Kolonialisierung, dem globalen Handel und der Einführung moderner landwirtschaftlicher Techniken.
Ein gemeinschaftsweiter Ansatz
Durch die Konzentration auf den Fidschi-Archipel, eine Region, die für die Forscher schon lange von Interesse ist, konnten sie einen umfassenden Überblick über die Populationsveränderungen und die Besiedlungsgeschichte fast aller Ameisenarten in der Region gewinnen. „Inseln sind geschlossene, isolierte Ökosysteme und spüren die Auswirkungen menschlicher Einflüsse voraussichtlich schneller. Sie sind daher eine Art Kanarienvogel im Kohlebergwerk“, bemerkt Dr. Cong Liu, Erstautor dieser Arbeit.
Die Erforschung der Populationen tropischer Inseln ist jedoch nicht ohne Herausforderungen. Die Feldarbeit gestaltet sich oft äußerst schwierig, und kontinuierliche Untersuchungen sind nicht einfach. Anstatt sich auf Echtzeit-Feldbeobachtungen zu verlassen, nutzte das Team daher Museumssammlungen, die über Jahrzehnte der Feldarbeit entstanden sind, darunter sowohl eigene Sammlungen als auch die anderer Entomologen.
Museumomik: Rekonstruktion der Ameisenkolonisierung
Eine Herausforderung bei der Nutzung von Museumssammlungen besteht darin, dass DNA mit der Zeit zerfällt. Daher mussten die Forscher spezielle Sequenzierungsmethoden (Museumomics) anwenden, um kleine DNA-Fragmente zu vergleichen. In dieser Studie sequenzierten sie Genomproben von Tausenden von Ameisen aus über hundert verschiedenen bestätigten Ameisenarten. Anhand dieser Daten identifizierten sie 65 einzelne Fälle (Kolonisationsereignisse), in denen neue Ameisenarten auf die Insel kamen. Diese reichten von der natürlichen Besiedlung (d. h. der Ankunft der Ameisen ohne menschliche Beteiligung) vor Millionen von Jahren bis zur jüngsten Einführung des Menschen, nachdem Fidschi Teil globaler Handelsnetzwerke wurde.
Credits
Peter Ginter
Aufbauend auf dieser Geschichte konnten die Forscher mithilfe ihrer populationsgenetischen Modelle den Anstieg oder Rückgang der Populationen verschiedener Ameisengruppen im gesamten Fidschi-Archipel feststellen. Dabei stellten sie den Rückgang endemischer Arten sowie einen dramatischen Anstieg der Populationen nichtheimischer Arten in den letzten Jahren fest.
Auf Inseln endemische Arten haben oft Eigenschaften entwickelt, die sie empfindlich auf Umweltveränderungen reagieren lassen, einschließlich der Ankunft neuer schädlicher Arten. „Die meisten dokumentierten Artensterben fanden historisch auf Inselsystemen statt“, fügt Dr. Liu hinzu.
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