ADAPT

Wandelt Klima Arten? Zur Anpassungsfähigkeit von Bestäubern im alpinen Raum

Die alpinen Lebensräume in Bayern sind in besonderer Weise vom Klimawandel betroffen: Zum einen steigt hier seit Dekaden die Jahresmitteltemperatur viel schneller an als im globalen Durchschnitt, zum anderen beherbergen alpine Habitate eine einzigartige Diversität von Tier- und Pflanzenarten – darunter auch viele kälteliebende Organismen, die nur noch hier geeignete Lebensbedingungen finden.  

Arten reagieren ganz unterschiedlich auf Temperaturveränderungen. Die Verschiebung natürlicher jahreszeitlicher Rhythmen (z.B. des Schlupfzeitpunkts von Insekten), oder das Abwandern von Arten in kühlere Habitate sind messbare Reaktionen auf den Klimawandel, die allerdings mit der Umstrukturierung ganzer Artengemeinschaften und der Entkopplung bisheriger Interaktionspartner einhergehen. In welchem Ausmaß bayerische Ökosysteme zukünftig vom Klimawandel betroffen sein werden, wird maßgeblich davon abhängen (a) wie gut zeitlich oder räumlich abwandernde Arten (und funktionelle Artmerkmale) von nachrückenden Arten ersetzt werden, (b) wie schnell und effizient sich klimafolgende Organismen und Artengemeinschaften an neue Klimaregime bzw. neue Lebensgemeinschaften anpassen und (c) wie gut es dem Menschen gelingen wird über gezielte Managementformen funktionelle Umstrukturierungen und unterschiedliche Anpassungsstrategien zu unterstützen. 

Diesen spannenden Fragen widmet sich die Juniorforschergruppe ADAPT: Wir untersuchen, wie sich Bestäubergemeinschaften entlang von natürlichen Klimagradienten – den Berghängen im Nationalpark Berchtesgaden – und in unterschiedlichen gemanagten Grünländern in einem Zeitraum von 10 Jahren verändert haben. Bestäuber sichern die Reproduktion und genetische Diversität der meisten Wild- und Nutzpflanzenarten und sind daher wichtige Ökosystemdienstleister in terrestrischen Ökosystemen. Sind bestimmte Bestäuber bereits in Höhenlagen abgewandert oder gehen sie in ihrer Häufigkeit zurück? Können wir Bestäubermerkmale identifizieren, die besonders sensibel auf den Klimawandel reagieren und, wenn ja, inwiefern sind diese mit den für die Bestäubung relevanten Merkmalen (wie z.B. der Rüssellänge) assoziiert? 

ADAPT wird außerdem mit ganz unterschiedlichen methodischen Ansätzen und auf verschiedenen biologischen Ebenen (d.h. von molekularer Ebene bis hin zu Artengemeinschaften) die Mechanismen und Grenzen der Anpassungsfähigkeit von Bestäubern im alpinen Raum beleuchten. Mit Versetzungen ganzer Hummelkolonien von kühleren Höhenlagen in wärmere Tieflagen werden wir untersuchen, wie sich Temperaturerhöhungen auf die Phänologie, Fitness und Bestäubungseffizienz der Hummelvölker auswirkt und wie das Almmanagement die Anpassungsfähigkeit von Bestäubern beeinflusst. Dazu nutzen wir „intelligente“ Hummelnistkästen, die das Gewicht der Kolonie, die Aktivität und phänologische Ereignisse weitgehend automatisiert aufnehmen. Auch die molekularen Mechanismen der Adaptation werden untersucht. Sind in Hummeln welche in Höhenlagen nisten andere Gene aktiviert als in Artgenossen der Tieflagen? Und wenn ja, welche Gene sind dann in den experimentell versetzten Hummelarbeiterinnen aktiviert? 

Neuartige Artenverbreitungsmodelle sollen dann unter Berücksichtigung ökologischer und mikroevolutionärer Anpassungsprozesse die Folgen des Klimawandels in Bayern für Bestäuber und Bestäubung realistischer vorhersagen. Zudem sollen basierend auf unseren Erkenntnissen Handlungsstrategien für ein den Herausforderungen des Klimawandels angepasstes, bestäuberfreundliches Alm-Management in Bayern abgeleitet werden. 

Projektleitung
Dr. Alice Claßen
Lehrstuhl für Tierökologie und Tropenbiologie
Biocenter
Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Am Hubland
97074 Würzburg, Germany
Tel: +49 931 31 82793

Publikationen

  • Contrasting patterns of richness, abundance, and turnover in mountain bumble bees and their floral hosts
    Sponsler DB, Requier F, Kallnik K, Classen A, Maihoff AF, Sieger J, Steffan-Dewenter I
    Ecology 2022 : e3712
  • Floral preferences of mountain bumble bees are constrained by functional traits but flexible through elevation and season
    Sponsler D, Kallnik K, Requier F, Classen A, Maihoff AF, Sieger J, Steffan-Dewenter I
    Oikos 2021; 00: 1-12
  • Temperature drives variation in flying insect biomass across a German malaise trap network
    Welti, EAR., Zajicek P, Frenzel M, Ayasse M, Bornholdt T, Buse J., Classen A, Dziock F, Engelmann RA, Englmeier J, Fellendorf M, Förschler MI, Fricke U, Ganuza C, Hippke M, Hoenselaar G, Kaus-Thiel A, Kerner J, Kilian D, Mandery K, Marten A, Monaghan MT, Morkel C, Müller J, Puffpaff S, Redlich S, Richter R, Rojas- Botero S, Scharnweber T, Scheiffarth G, Schmidt Yáñez P, Schumann R, Seibold S, Steffan-Dewenter I, Stoll S, Tobisch C, Twietmeyer S, Uhler J, Vogt J, Weis D, Weisser WW, Wilmking M, Haase P
    Insect Conservation and Diversity 2022; 15 (2): 168-180
  • Anpassungsstrategien von Bestäubern an den Klimawandel
    Claßen A, Kerner J, Maihoff F
    Klima-Report Bayern 2021: 171
  • Wandelt Klima Arten? Zur Anpassungsfähigkeit von Bestäubern im alpinen Raum
    Classen A
    BfN-Skripten 2021; 596, Korn H, Dünnfelder H, Schliep R (Hrsg.)
  • Temperature drives variation in flying insect biomass across a German malaise trap network. Insect Conservation and Diversity
    Welti, EAR., Zajicek P, Frenzel M, Ayasse M, Bornholdt T, Buse J., Classen A, Dziock F, Engelmann RA, Englmeier J, Fellendorf M, Förschler MI, Fricke U, Ganuza C, Hippke M, Hoenselaar G, Kaus-Thiel A, Kerner J, Kilian D, Mandery K, Marten A, Monaghan MT, Morkel C, Müller J, Puffpaff S, Redlich S, Richter R, Rojas- Botero S, Scharnweber T, Scheiffarth G, Schmidt Yáñez P, Schumann R, Seibold S, Steffan-Dewenter I, Stoll S, Tobisch C, Twietmeyer S, Uhler J, Vogt J, Weis D, Weisser WW, Wilmking M, Haase P
    Wiley Online Library 2021
  • A global synthesis reveals biodiversity-mediated benefits for crop production
    Dainese M, Martin EA, Aizen MA, (et al., et seq.) Classen A, Steffan-Dewenter I
    Science Advances 2019; 5
  • Es geht heiß her – Gewinner und Verlierer des Klimawandels
    Classen A
    Vertikale Wildnis – Das Magazin des Nationalparks Berchtesgaden 2019; Nr. 35

Dissertationen

  • Impact of climate change and land use on butterfly communities and ecosystem services
    Kerner, Janika (laufende Dissertation, ADAPT)
  • Adaptability of alpine pollinators to climate change
    Maihoff, Anne Fabienne (laufende Dissertation, ADAPT)

Abschlussarbeiten

  • The impact of climate change on alpine hoverfly communities, species and traits
    Nikki Sauer (laufende Masterarbeit, ADAPT)
  • The impact of extensive grazing on the survival of butterfly caterpillars
    Katrin Fuest (laufende Bachelorarbeit, ADAPT)
  • Optimale Körpergrößenverteilung im Koloniezyklus von Bombus sp. – empirische Überprüfung eines ökologischen Modells
    Manuel Kuhn (Bachelorarbeit 2021, ADAPT)
  • Kolonieentwicklung, Fouragierverhalten und Thermotoleranz von Bombus lucorum in zwei Klimaregionen Bayerns – ein Translokationsexperiment
    Simone Sahler (Bachelorarbeit 2021, ADAPT)
  • Kolonieentwicklung von Bombus terrestris und Bombus lucorum und Plastizität der Thermotoleranz von B. terrestris
    Simon Schoger (Bachelorarbeit 2021, ADAPT)
  • Morphological traits and thermal tolerances of hoverflies along an elevational gradient in the National Park Berchtesgaden
    Elisa Treffehn (Bachelorarbeit 2020, ADAPT
  • A 10 year comparison on plant diversity of anemophilous and entomophioous plants in montane to alpine grasslands in the National Park Berchtesgaden
    Lukas Bofinger (Masterarbeit 2020, ADAPT)
  • Thermotolerances of wild bees along elevational gradients in the National Park Berchtesgaden
    Irina Schemm (Bachelorarbeit 2019, ADAPT)