?W?hrend sich die Erde erw?rmt, wandern viele Arten in Regionen ein, die zuvor zu kalt waren, inzwischen aber geeignete Lebensr?ume darstellen“, sagt Evolutionsbiologe Matthew Nielsen von der Universit?t Bremen. Eine neue Studie, die er gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen der Universit?t Stockholm in der Fachzeitschrift PNAS ver?ffentlicht hat, zeigt: Im Fall des Mauerfuchs-Schmetterlings (Lasiommata megera) k?nnen schnelle evolution?re Anpassungen diesen Prozess unterstützen – ?jedoch nur bis zu einem gewissen Grad. Unsere Ergebnisse zeigen, dass sich Schmetterlinge zwar w?hrend ihrer Ausbreitung nach Norden evolution?r ver?ndern, manche Grenzen – wie kalte Winter – sich jedoch nicht so schnell überwinden lassen.“
Feldexperimente in Schweden
In Feldexperimenten versetzten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Schmetterlinge aus ihren Best?nden in Südschweden innerhalb und au?erhalb des aktuellen Verbreitungsgebiets. Tiere, die im Süden (Provinz Schonen) und im Norden (Provinzen S?dermanland und Uppland) gesammelt worden waren, setzten sie in Au?engehegen an Standorten in Schonen, S?dermanland und dem südlichen Dalarna aus – Letzteres ist ein Gebiet, das der Mauerfuchs bislang noch nicht besiedelt hat. Ziel der Studie war es herauszufinden, ob die Schmetterlinge sich durch Eigenschaften wie schnelleres Wachstum, angepasste Zeitpunkte für die Winterruhe oder erh?hte K?lteresistenz evolution?r an die neuen Bedingungen angepasst haben – Merkmale, die ihnen das ?berleben in bislang unbesiedelten Lebensr?umen erm?glichen k?nnten.
Tats?chlich wuchsen die Schmetterlinge aus dem Norden in den Feldk?figen schneller – vermutlich eine Anpassung an die kürzeren Sommer in h?heren Breitengraden. Zudem hatten sie den Zeitpunkt ihrer ?berwinterung als Raupe an die n?rdlicheren Bedingungen angepasst. Auff?llig war, dass nahezu alle Tiere – unabh?ngig von ihrer Herkunft – zum richtigen Zeitpunkt in die Winterruhe übergingen. Dies deutet auf eine m?gliche genetische Stabilit?t oder eine ausgepr?gte Plastizit?t dieses Merkmals hin. Dennoch überlebten fast keine Raupen die kalten Winter n?rdlich ihres aktuellen Verbreitungsgebiets. Die Wintersterblichkeit war insgesamt hoch – und jenseits der Verbreitungsgrenze besonders drastisch.
Evolution?re Potenzial für eine bessere K?lteanpassung ausgesch?pft
?Das Verst?ndnis dieser Grenzen ist entscheidend, um vorherzusagen, wohin sich Arten – einschlie?lich Sch?dlingen und Krankheitsübertr?gern – im Zuge des Klimawandels bewegen werden“, so Nielsen. Die Forschenden vermuten, dass die wiederholte natürliche Selektion durch harte Winterbedingungen das evolution?re Potenzial für eine bessere K?lteanpassung am Rand des Verbreitungsgebiets bereits ausgesch?pft haben k?nnte.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass evolution?re Ver?nderungen zwar auf Zeitskalen stattfinden k?nnen, die mit der Geschwindigkeit des aktuellen Klimawandels vergleichbar sind – jedoch nicht zwangsl?ufig alle für das ?berleben entscheidenden Merkmale betreffen. Für den Mauerfuchs bedeutet das: Eine weitere Ausbreitung wird vor allem mildere Winter erfordern. Um künftige Ver?nderungen in der Verbreitung von Arten zuverl?ssig prognostizieren zu k?nnen, muss man sowohl die Merkmale kennen, die sich unter neuen Umweltbedingungen ver?ndern, als auch jene, die die ?kologische Belastungsgrenze einer Art definieren. Evolutionsbiologe Nielsen: ?Da viele Arten ihr Verbreitungsgebiet infolge der globalen Erw?rmung verlagern, ist diese Erkenntnis entscheidend, um zukünftige Ver?nderungen in der Biodiversit?t sowie die Ausbreitung von Arten, die Landwirtschaft und menschliche Gesundheit beeinflussen k?nnten, besser absch?tzen zu k?nnen.“
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The publication in PNAS: ”Winters restrict a climate change-driven butterfly range expansion despite rapid evolution of seasonal timing traits”
DOI:10.1073/pnas.2418392122
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2418392122
Fragen beantwortet
Prof. Dr. Matthew Nielsen
Insekten?kologie in sich ver?ndernden Umgebungen
Universit?t Bremen
Tel.: +49-421-218-50290
E-Mail: nielsenmprotect me ?!uni-bremenprotect me ?!.de
