Konkurrenz, Habitatsegregation und Metapopulationseffekte: Perspektiven für Idotea metallica (Crustacea, Isopoda) in der Nordsee : Anwendungsmöglichkeiten eines entwicklungspolitischen Konzepts am Fallbeispiel Ruanda : Competition, habitat segregation and metapopulation effects: perspectives for Idotea metallica (Crustacea, Isopoda) in the North Sea : Application of a new concept of development policy in Rwanda

• Main Author: Gutow, Lars
• Format: Thesis
• Language: unknown
• Published: Freie Universität Berlin 2003
• Subjects: neozoa; rafting; interference; temperature; food quality; 500 Naturwissenschaften und Mathematik570 Biowissenschaften; Biologie570 Biowissenschaften; Biologie; North Atlantic
• Online Access: https://dx.doi.org/10.17169/refubium-8420; https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/4220

0.Deckblatt und Inhaltsverzeichnis 1.Einleitung6 2.Material und Methoden11 3.Ergebnisse30 4.Diskussion85 5. Zusammenfassung124 Summary128 6. Literaturverzeichnis131 7.AnhangI - XIII Danksagung : Der marine Isopode Idotea metallica ist ein seit Mitte der 1990er Jahre regelmäßig zu beobachtender Sommerimmigrant in der Deutschen Bucht (Nordsee). Stabile Populationen dieser Art sind nur aus dem Mittelmeer und von der nordamerikanischen Ostküste bekannt. Ungewöhnlich milde Wintertemperaturen verlängern die jährliche Reproduktionsperiode von I. metallica, und erlauben der Art, während der Sommersaison auffällige Populationen in der Nordsee auszubilden. Diese brechen während der Wintermonate aufgrund zu niedriger Temperaturen stets wieder zusammen. Die Tiere sind obligatorisch mit an der Wasseroberfläche treibenden Objekten assoziiert. Diese Lebensweise ermöglicht eine effiziente, passive Verbreitung mit Oberflächenströmungen. Verglichen mit der in der Nordsee einheimischen Idotea baltica weist I. metallica (auf dem Populationsniveau) nur einen relativ geringen Temperaturtoleranzbereich auf, was auf eine primär ozeanische Verbreitung der Art schließen lässt. Wahrscheinlich bildet I. metallica im Nordatlantik ein beständiges Netzwerk kleiner lokaler Populationen auf treibenden Objekten aus. Dieses Netzwerk weist alle Merkmale einer marinen Metapopulation auf. Der ostwärts gerichtete Golfstrom bewirkt einen permanenten Eintrag dieser kleinen Populationen in die Nordsee, aus denen sich die jährliche Sommerpopulation entwickeln kann. In der Nordsee wird I. metallica mit einheimischen Arten konfrontiert, die eine ähnliche Lebensweise aufweisen. In Laboruntersuchungen konnte gezeigt werden, dass der Einwanderer gegenüber der einheimischen Art I. baltica konkurrenzunterlegen ist. Diese Konkurrenzbeziehung basiert auf einer intensiven Interferenz, die sich im Fraß von Jungtieren durch jeweils arteigene und artfremde Adulte äußert. Aufgrund der deutlich höheren Populationsdichte von I. baltica unterliegen junge I. metallica einem besonders hohen Prädationsdruck, was schließlich zur lokalen Verdrängung des Einwanderers führt. Somit ist zu erwarten, dass sich das Auftreten von I. metallica in der Nordsee nicht entscheidend auf die einheimische Artenzusammensetzung auswirken wird, wie es gelegentlich bei Neozoen beobachtet werden kann. Im Gegensatz zu treibenden Makroalgen ist abiotisches Treibgut beständig gegen biologischen Abbau. Für darauf siedelnde Organismen hat es nur einen geringen Nährwert. Das Populationswachstum der eher herbivoren I. baltica war bei rein tierischer Nahrung deutlich vermindert. Die eher karnivore I. metallica war durch das Fehlen pflanzlicher Nahrung nur geringfügig beeinträchtigt. Idotea metallica erwies sich somit hinsichtlich der qualitativen Nahrungsansprüche besser an das langfristige Leben auf beständigen, abiotischen Objekten angepasst, auf denen den Tieren überwiegend nur das Zooplankton aus dem umgebenden Wasser als Nahrung zur Verfügung steht. Zusätzlich werden aufgrund des geringeren Bedarfs an pflanzlicher Nahrung als Substrat genutzte Treibalgen von I. metallica langsamer zerstört als von I. baltica. Auch konnte I. metallica aufgrund eines höheren Gesamtlipidgehalts der Tiere Phasen des Nahrungsentzuges länger überdauern als I. baltica. Dies kann als Anpassung an Nahrungslimitierung auf abiotischem Treibgut interpretiert werden kann. : Since the mid 1990s the marine isopod Idotea metallica is a regular occurring summer immigrant in the German Bight (North Sea). Persistent populations are known only from the Mediterranean and from the east-coast of North America. Extraordinarily mild winter temperatures and the resulting extension of the annual reproductive period enable I. metallica to develop conspicuous summer populations in the North Sea which, however, go extinct when temperatures are too low for reproduction. The animals live exclusively on objects drifting at the sea surface. This life style allows for efficient, passive dispersal with surface currents. Compared to the indigenous Idotea baltica, I. metallica tolerates (on the population level) only a small temperature range suggesting a rather oceanic distribution of the species. Probably, the species occurs in the North Atlantic as a persistent network of small local populations exhibiting all features of a marine metapopulation. North Sea summer populations might originate from small populations permanently introduced into the North Sea by the eastward flowing Gulf Stream. In the North Sea I. metallica is confronted with indigenous species exhibiting similar life styles. In laboratory experiments, the immigrant proved to be competitively inferior to the indigenous species I. baltica. This competitive relationship is based on intensive interference with juveniles being preyed upon by both conspecific and heterospecific adults. As I. baltica occurs in much higher densities, juvenile I. metallica are exposed to extremely high predation pressure leading to local extinction of the immigrant. Consequently, the occurrence of I. metallica in the North Sea is unlikely to have a significant impact on the local species composition in contrast to observations on several other neozoa. In contrast to floating macroalgae abiotic floatsam is resistant to natural decay but has only low nutritional value for colonizing organisms. Populations of the rather herbivore I. baltica grew significantly slower when fed only with animal food. The rather carnivor I. metallica was only little affected by the absence of plant food. Thus, I. metallica proved to be better adapted to long-term persistence on abiotic objects where animals feed mainly on the zooplankton from the surrounding water. Additionally, floating algal substrates are destroyed much slower by I. metallica than by I. baltica because of the lower demand for plant food. Idotea metallica was able to survive longer periods of starvation than I. baltica because of a higher content of total lipids. This can be interpreted as an adaptation to food limitation often occurring on abiotic drift material.