Senckenberg Museum für Naturkunde Görlitz

Pterygota

Biodiversität und Evolution/Systematik

Geometrische Morphometrie

Der Hauptschwerpunkt unsere Arbeit ist die Numerische-Morphologie-basierte-Alpha-Taxonomie (NUMOBAT) der Ameisengattungen Camponotus, Cardiocondyla, Bothriomyrmex, Formica, Hypoponera, Lasius, Myrmica, Leptothorax, Tapinoma, Temnothorax und Tetramorium mittels hochauflösender Stereomikroskopie, bildgebender Verfahren, geometrischer Morphometrie sowie explorativer und hypothesengetriebener Datenanalysen.

Mittleres Verformungsgitter in Zusammenhang mit den Zentroiden der LDA-Funktionen für Kopf (obere Reihe) und Petiolus (untere Reihe) Form-Unterschiede sind zur besseren Visualisierung dreifach übersteigert. Rotes Gitter, M. scabrinodis; schwarzes Gitter, M. scabrinodis x vandeli; blaues Gitter, M. vandeli.

Taxonomische Entscheidungsfindung mittels integrativer Taxonomie, die bei Ameisen im Wesentlichen aus einem Zusammenführen und Vergleichen morphologischer, DNA-analytischer, ethologischer und chorologischer Daten besteht (Schlick-Steiner et al. 2010).

Taxonomische Entscheidungsfindung

Taxonomische Entscheidungsfindung

Flussdiagramm zur Bildung fortgeschrittener Arthypothesen mittels NUMOBAT und integrativer Taxonomie

cryptic species

Entwicklung einer fortgeschrittenen Methodensequenz zur NUMOBAT (Numeric Morphology-Based Alpha-Taxonomy) von Ameisen. Diese ist prinzipiell auch für andere Organismengruppen anwendbar und besteht aus (1) einer Fehlerminimierung bei der mikroskopischen Datenerfassung (Seifert 2002), (2) der Entfernung allometrisch bedingter Varianz (Seifert 2008a), (3) der Anwendung neuartiger hierarchischer und nicht hierarchischer Clusteranalysen (sogenannte NC-Clusterverfahren, Seifert et al. 2013) und (4) einer Feinkorrektur erzeugter Cluster mittels kanonischer Varianzanalyse.

NC-Ward Cluster Analyse morphometrischer Daten dreier kryptischer Tapinoma-Arten

 

 

Erforschung evolutionsbiologischer Phänomene wie Hybridisierung als Evolutionsfaktor, soziale Cleptogamie, Individual- und Sozialpolymorphismus oder Sympatrische Artenbildung.
In diesem Zusammenhang seien vier mit Publikationen abgeschlossene Projekte zur interspezifischen Hybridisierung (1) zweier nicht näher verwandter Waldameisenarten in Südfinnland, (2) zweier nah verwandter Waldameisenarten in Deutschland, (3) dreier kryptischer Waldameisenarten in den Alpen und (4) zweier nicht nahe verwandter Messor-Arten in Italien genannt.

 

Biodiverstät und Ökosysteme

In Fortsetzung des 1979 begonnenen Langzeitmonitorings von Ameisenpopulationen in Mitteleuropa wird die Ökologie der paläarktischer Ameisen untersucht. Im Jahr 2012 umfasste dieses 222 Untersuchungsflächen. Hierbei erfolgt die Erfassung der Nestdichte von Ameisenpopulationen in Abhängigkeit von 17 Nischendimensionen nach einem Standardprotokoll. Die numerisch gefassten Daten erlauben eine präzisere Darstellung sowohl autökologischer (z.B. artspezifische Anpassungsmuster und Präferenzen) als auch synökologischer Fragestellungen (z.B. Artenreichtum und Biomasse in Abhängigkeit von Umweltfaktoren, interspezifische Verdrängung). Sie ebnen damit den Weg für eine voraussagende Ökologie.

Standorte

213 Untersuchungsflächen in D, CZ, PL und A mit Erfassung der Nestdichten der Ameisen und von 17 Nischendimensionen

physiko-chemische Nischendimensionen:
F      – Bodenfeuchte
T      – Bodentermperatur 
R      – Bodenreaktion
N      – Gesamtstickstoff im Boden
M      – Mechanische Oberflächenbelastung

strukturelle Nischendimensionen:
PD    – Pflanzendichte in der Feldschicht
TrC   – Kronenschluss der Bäume
BuC  – Deckungsgrad der Strauchschicht
HeC  – Deckungsgrad der Feldschicht
MoC  – Deckungsgrad der Moosschicht
LiC    – Deckungsgrad der Streuschicht
DWC – Deckungsgrad an liegendem Totholz
StC    – Deckungsgrad Stein/Fels

artbedingte Nischendimensionen:
FA   –  Vertikales Aktionsraumspektrum
NM  –  Nestmikrohabitat
BS   –  Körpergröße
NU   –  Nahrungsspektrum

15 000 Nester mit insgesamt 80 Ameisenarten wurden bisher erfasst

 

 Bernhard Seifert & Roland Schultz in Tibet

Innerhalb des PaDeMoS-Projekts (Pasture Degradation Monitoring System) - Globaler Wandel und Degradation in Weideländern des tibetischen Hochlandes untersuchen wir die Ameisen. Ziel ist es in Zusammenarbeit mit allen beteiligten Arbeitsgruppen ein integriertes Bioindikationssystem zu entwickeln und zu erproben.   PaDeMoS

Bernhard Seifert und Roland Schultz auf einer Untersuchungsfläche im tibetischen Hochland (China)

Trithemis annulata
Trithemis annulata

Ein weiteres Untersuchungsfeld ist die globale Erfassung der Libellen für die IUCN Rote Liste (www.iucnredlist.org). Diese Daten stellen den weltweiten  Gefährdungsstatus dar und erlauben gezielte Schutzmaßnahmen. Besonderer Schwerpunkt liegt dabei in artspezifischen Schutzmaßnahmen in Ostafrika in Zusammenarbeit mit NGO’s und Schutzorganisationen.

Außerdem pflegen wir die Datenbank afrikanischer Libellen (über 100.000 Einträge bisher) welche die Entwicklung artspezifischer Verbreitungskarten und die Veröffentlichung eines Bestimmungsschlüssels für die Libellenarten Ostafrikas erlaubt (über 500 Arten).

 

Biodiversität und Klima

Entwicklung einer Methode zur standardisierten Beschreibung von Bodentemperaturen in terrestrischen Ökosystemen, die 2012 als Software CalibSoil frei verfügbar gemacht wurde. Bei dem seit 1979 erfolgenden Langzeitmonitoring von Ameisenpopulationen in Mitteleuropa wurde besonderes Augenmerk auf die Erfassung der Bodentemperaturen gelegt. Bei langfristiger Fortführung dieses Programmes und einer Auswertung der Temperaturdaten mit CalibSoil wird eine präzisere Beschreibung, Bewertung und Voraussage von Folgen der globalen Klimaerwärmung möglich sein.

Mikroklima ist unverzichtbar in Vorhersagemodellen!
Die nationalen und internationalen meteorologischen Dienste erfassen nur Meso- und Makroklimadaten. Die rote Linie in der Graphik zeigt eine Situation in der meteorologische Faktoren vollständig die mittlere Bodentemperatur aller Habitate bestimmen. Aber meteorologische Faktoren verursachen nur 58% der erklärbaren Varianz innerhalb des untersuchten Systems, während Habitatfaktoren wie Vegetationsstruktur, Orographie, Exposition und Bodenmaterial weitere 42% beitragen (zu erkennen an der Abweichung von der roten Linie). Demzufolge werden Voraussagen der zukünftigen Verteilung der Verbreitung von Organismen im Kontext der globalen Erwärmung große Fehler bei allen epi- oder hypogäischen Organsimengruppen wie Kryptogamen, Gefäßpflanzen, Insekten, Spinnentieren, Reptilien oder Kleinsäugern aufweisen, wenn die Habitatkomponente des Mikroklimas unberücksichtigt bleibt. Allein auf der makroklimatischen Komponente beruhende Voraussagen sind nur realistisch für Arten mit großen Aktionsräumen und geringer Bindung zu Bodenfaktoren. Zum anderen wird die veränderte Landnutzung sich stärker auf das Mikroklima auswirken als auf das Makroklima. 

 

Bodentemperatur

CalibSoil

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