Zusammenfassung (Deutsch)
Die vorliegende Dissertation wurde im Rahmen des Aufbaus der Genbank Bayern Arche, einer Genbank für seltene und gefährdete Pflanzenarten, angefertigt. Die einzelnen Kapitel stehen vor dem Hintergrund der Globalen Strategie zum Schutz der Pflanzen (GSPC) und sollen einen Beitrag zur effizienteren Erfassung der genetischen Diversität von Pflanzenarten und zur Feststellung der Herkunft von ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Die vorliegende Dissertation wurde im Rahmen des Aufbaus der Genbank Bayern Arche, einer Genbank für seltene und gefährdete Pflanzenarten, angefertigt. Die einzelnen Kapitel stehen vor dem Hintergrund der Globalen Strategie zum Schutz der Pflanzen (GSPC) und sollen einen Beitrag zur effizienteren Erfassung der genetischen Diversität von Pflanzenarten und zur Feststellung der Herkunft von Kalkmagerrasenarten in Mitteleuropa leisten, sowie einen Überblick über den zeitlichen Aufwand für den Betrieb einer Genbank geben.
Kapitel 2 beschäftigte sich mit der Bestimmung der genetischen Diversität von Pflanzenarten mit unterschiedlichen Pflanzenmerkmalen (plant traits) mittels AFLP Analyse, einer in der molekularen Ökologie und Naturschutzgenetik häufig angewandten Methode. Zu diesem Zweck wurden 15 Pflanzenarten eines Kalkmagerrasenstandorts beprobt, um zum einen den Einfluss der Anzahl der untersuchten Loci und zum anderen der Anzahl an getesteten Individuen auf die Höhe der genetische Diversität hin zu untersuchen. Durch ein Generalisiertes Lineares Modell und Sättigungskurven wurde berechnet, wie viele Loci bzw. wie viele Individuen nötig waren, um 90 % respektive 95 % der gesamten genetischen Vielfalt der Populationen abzubilden. Die Ergebnisse zeigten, dass zirka 120 Loci für eine stabile Einschätzung der genetischen Diversität ausreichten. Darüber hinaus waren durchschnittlich 14 Individuen nötig um 90 % beziehungsweise 23 Individuen, um 95 % der genetischen Diversität der Populationen abzudecken. Die Untersuchung der Pflanzenmerkmale ergab lediglich für den Bestäubungstyp signifikante Unterschiede. Um 90 % beziehungsweise 95 % der genetischen Diversität der Populationen abzudecken mussten bei windbestäubten Arten mehr Proben gesammelt werden als bei insektenbestäubten Pflanzen.
In Kapitel 3 wurde die potentielle geographische Verbreitung des Hufeisenklees (Hippocrepis comosa) während des letzten eiszeitlichen Maximums mittels Modellierung (SDM = Species Distribution Model) untersucht. Ein Großteil der Veröffentlichungen zu diesem Thema beschrieben bisher die Iberische Halbinsel, Italien und die Balkanregion aufgrund des nach Süden zunehmenden Temperaturgradienten als Refugialorte für temperate Mitteleuropäische Pflanzenarten während der letzten Eiszeit. Die hier vorliegende Untersuchung verfolgte einen zweiten Gradienten, die Ozeanität, welche von Ost nach West zunimmt und ebenfalls einen Einfluss auf die Verbreitung von Pflanzen hat. Basierend auf der aktuellen Verbreitung des Hufeisenklees wurden unter Verwendung der Software Maxent Verbreitungsmodelle berechnet, welche die heutige und die damalige potentielle geographische Verbreitung darstellten. Diese zeigten einen großen Einfluss der Ozeanität auf diese Pflanzenart, welche neben der temperaturbedingten Migration nach Süden auch eine nach Westen zur Folge hatte. Zudem deuteten die Ergebnisse auf die Möglichkeit hin, dass in Nordwesteuropa kryptische Refugien existiert haben könnten.
In Kapitel 4 sollten die Ergebnisse aus Kapitel 3 mittels AFLP Analyse überprüft werden. Dazu wurde Pflanzenmaterial von 38 Populationen im gesamten Verbreitungsgebiet des Hufeisenklees (Hippocrepis comosa) in Europa gesammelt und je 15 Individuen pro Population untersucht. Die phylogeographische Analyse zeigte, dass die Migration der Art während der letzten Eiszeit aus Mitteleuropa heraus sowohl einem Breitengradienten als auch einem Längengradienten folgte. Zudem konnte eine deutliche Trennung in einen westlichen (Iberische Halbinsel) und östlichen Refugialraum (Italien und Balkanregion) festgestellt werden, wobei die westliche Region wahrscheinlich den Ausgangspunkt für die nacheiszeitliche Wiederbesiedelung Mitteleuropas bildete. Die Ergebnisse zeigten außerdem, dass Vorkommen von kryptischen Refugien nordwestlich der Alpen möglich waren.
Kapitel 5 befasste sich mit dem Betrieb der Genbank Bayern Arche, einer 2009 in Bayern gegründeten Genbank für seltene und gefährdete Pflanzenarten. Es wurde der Zeitaufwand untersucht, der für jeden Arbeitsschritt innerhalb der Genbank notwendig war. Dazu wurden alle Arbeitsschritte der Akzessionen von der Sammlung bis hin zur Einlagerung in den Gefrierschränken über 5 Jahre hinweg dokumentiert und im Anschluss ausgewertet. Die Ergebnisse zeigten, dass für eine Akzession durchschnittlich 8,3 Bearbeitungsstunden aufgewendet wurden. Im Vergleich mit der Millennium Seed Bank (UK), welche eine verkürzte Statistik veröffentlichte, wurde für eine Akzession lediglich 11 Minuten mehr benötigt. Diese Ergebnisse können als Kalkulationsgrundlage für bestehende oder geplante Projekte dienen.
Kapitel 6 fasste die erarbeiteten Ergebnisse zusammen und stellte diese in Bezug hinsichtlich ihrer Bedeutung für den Naturschutz, aber auch bezüglich der Erfüllung der Ziele der Globalen Strategie zum Schutz der Pflanzen (GSPC).
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Chapter 1 presented an introduction to species ranges’, diversity and pointed out the actions for their preservation.
Chapter 2 intended to identify patterns in the assessment of genetic diversity of 15 plant species of the habitat calcareous grasslands. The number of plant individuals that must be collected to reflect the genetic diversity of a single population can be important to increase ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Chapter 1 presented an introduction to species ranges’, diversity and pointed out the actions for their preservation.
Chapter 2 intended to identify patterns in the assessment of genetic diversity of 15 plant species of the habitat calcareous grasslands. The number of plant individuals that must be collected to reflect the genetic diversity of a single population can be important to increase efficiency and productivity through reduced sample sizes. The study also investigated whether and to what extent plant functional traits had an influence on the sample size.
Using climate modelling (SDM) in Chapter 3 as well as phylogeographic analysis (AFLP) in Chapter 4, both chapters revealed further knowledge about the origin of calcareous grasslands and thereby a better understanding of plant diversity.
In Chapter 5 we gathered information about the operation of a small-scale seed bank for rare and threatened plant species, which was set up to collect and store seeds listed on the Bavarian Priority List for Botanic Species Conservation and alpine rarities. The documentation provided time spans for every process step within the seed bank and can therefore serve as a basis for calculation of expenses for seed banks.
Chapter 6 summarized the results of the previous chapters and pointed out their importance for nature conservation.
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