| Lizenz: Veröffentlichungsvertrag für Publikationen ohne Print on Demand (11MB) |
- URN zum Zitieren dieses Dokuments:
- urn:nbn:de:bvb:355-epub-433293
- DOI zum Zitieren dieses Dokuments:
- 10.5283/epub.43329
| Dokumentenart: | Hochschulschrift der Universität Regensburg (Dissertation) |
|---|---|
| Open Access Art: | Primärpublikation |
| Datum: | 3 Mai 2021 |
| Begutachter (Erstgutachter): | Prof. Dr. Christoph Reisch |
| Tag der Prüfung: | 29 Mai 2020 |
| Institutionen: | Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Pflanzenwissenschaften Biologie und Vorklinische Medizin > Institut für Pflanzenwissenschaften > Lehrstuhl für Ökologie und Naturschutzbiologie (Prof. Dr. Peter Poschlod) |
| Sonstige Projekte: | Identifikation und Erhaltung historisch alten Grünlands |
| Stichwörter / Keywords: | Genetische Variation; Naturschutzgenetik; Grünland |
| Dewey-Dezimal-Klassifikation: | 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 570 Biowissenschaften, Biologie 500 Naturwissenschaften und Mathematik > 580 Pflanzen (Botanik) |
| Status: | Veröffentlicht |
| Begutachtet: | Ja, diese Version wurde begutachtet |
| An der Universität Regensburg entstanden: | Ja |
| Dokumenten-ID: | 43329 |
Zusammenfassung (Englisch)
European semi-natural grasslands are among the most species rich habitats in the world. They were historically shaped by anthropogenic land use and developed their species and genetic variation alongside the agricultural practices of the time. The lasting effects of historic processes can be ob-served until today, however recent global developments are affecting this diversity in an ...
Zusammenfassung (Englisch)
European semi-natural grasslands are among the most species rich habitats in the world. They were historically shaped by anthropogenic land use and developed their species and genetic variation alongside the agricultural practices of the time. The lasting effects of historic processes can be ob-served until today, however recent global developments are affecting this diversity in an unprece-dented intensity and frequency. The present study aims to investigate the effects of land use his-tory, landscape structure as well as vegetation and habitat characteristics on genetic and epigenetic variation of common grassland species from different grassland habitats.
Chapter One introduces the scientific context the present thesis is placed in. Processes shaping biodiversity, the characteristics of the grassland ecosystems studied in this thesis and the history of grassland ecosystems in general is reviewed. Finally, grassland habitats are discussed in the context of biodiversity and conservation.
In Chapter Two and Three the influence of land use history, landscape structure and habitat quality on the genetic variation of typical grassland species from oat-grass and litter meadows was investi-gated. We used Amplified Fragment Length Polymorphism (AFLP) analyses to estimate genetic diversity and differentiation among populations from ancient and recent grasslands.
Chapter Two describes the genetic variation patterns of three typical grassland species (Dactylis glomerata L., s. I., Heracleum sphondylium L. & Trifolium pratense L.), studied in oat-grass mead-ows. Each species was influenced by different explanatory variables, but most interestingly current landscape structure and habitat quality, i.e. the amount of litter, influenced genetic diversity in this grassland habitat. Historic landscape structure and land use history were of minor interest in this comparably recently established grassland type.
Similarly, Chapter Three deals with the genetic variation in litter meadow plant species (Angelica sylvestris L., Filipendula ulmaria (L.) MAXIM & Succisa pratensis MOENCH). Historic as well as recent gene flow patterns influenced genetic variation of the species in this ecosystem, highlighting the current importance of historic processes. However, the most important process, from a conserva-tion point of view, was the extensive gene flow produced by seed transfer via mowing machines.
Extending the study of the intraspecific variation in grassland ecosystem to the epigenetic level, the genetic as well as epigenetic variation in Linum catharticum L. from different contrasting habitats is presented in Chapter Four. Combining AFLP and Methylation Sensitive Amplification Polymorphism (MSAP) analyses, large differences among populations from wet litter meadows and dry calcareous grasslands were observed, which could not be explained by geographic distance alone, but rather by the different local habitat conditions. This result highlights the impact of local environmental conditions on the genetic as well as the epigenetic level, which likely led to the development of different ecotypes.
In Chapter Five the results of the three main chapters are reviewed in the context of nature con-servation. Historic as well as current gene flow processes were found to be important determinants of current genetic variation in common grassland species. Additionally, various local environmental factors contributed to the genetic as well as epigenetic variation patterns.
In conclusion, genetic diversity in different grassland ecosystems and their respective species are influenced by different historic and present processes. Thus, conservation strategies should pay tribute to historic land use practices and stochasticity, while decreasing the impact of current pro-cesses of fragmentation and habitat loss, to increase gene flow among remnants of species-rich grasslands. Additionally, appropriate management will enhance the habitat quality, thus improving the establishment of new individuals, thereby increasing genetic variation. Different practical con-cepts, such as autochthonous seed material and genetic conservation areas can play an important role in preserving genetic variation for grassland species.
Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)
Europäische halbnatürliche Grünlandökosysteme gehören zu den artenreichsten Lebensräumen der Welt. Sie wurden historisch von der anthropogenen Landnutzung geprägt und entwickelten ihre Arten- und genetische Vielfalt durch die unterschiedlichen historischen Landnutzungsformen. Die anhaltenden Auswirkungen historischer Prozesse können bis heute beobachtet werden. Die jüngsten globalen Entwicklungen ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Deutsch)
Europäische halbnatürliche Grünlandökosysteme gehören zu den artenreichsten Lebensräumen der Welt. Sie wurden historisch von der anthropogenen Landnutzung geprägt und entwickelten ihre Arten- und genetische Vielfalt durch die unterschiedlichen historischen Landnutzungsformen. Die anhaltenden Auswirkungen historischer Prozesse können bis heute beobachtet werden. Die jüngsten globalen Entwicklungen wirken sich jedoch in beispielloser Intensität und Häufigkeit auf diese Vielfalt aus. Im Rahmen der vorliegenden Studie wurden die Auswirkungen der Landnut-zungsgeschichte, der Landschaftsstruktur sowie der Vegetations- und Lebensraummerkmale auf die genetische und epigenetische Variation häufiger Grünlandarten aus verschiedenen Grünland-lebensräumen untersucht.
Das erste Kapitel stellt den wissenschaftlichen Kontext der vorliegenden Arbeit vor. Die Prozesse welche biologische Diversität beeinflussen, die Merkmale und Besonderheiten der untersuchten Grünlandökosysteme und deren Geschichte werden näher betrachtet. Schließlich werden Grün-landlebensräume und ihre Diversität im Kontext von Biodiversität und Naturschutz diskutiert.
Im zweiten und dritten Kapitel wurde der Einfluss der Landnutzungsgeschichte, der Landschafts-struktur und der Lebensraumqualität auf die genetische Variation typischer Grünlandarten aus Glatthaferwiesen und Streuwiesen untersucht. Wir haben AFLP-Analysen (Amplified Fragment Length Polymorphism) genutzt, um die genetische Vielfalt und Differenzierung zwischen Populati-onen aus historischen alten und historisch jüngeren Habitaten zu untersuchen. Kapitel Zwei be-schreibt die genetischen Variationsmuster von drei typischen Grünlandarten (Dactylis glomerata L., s. I., Heracleum sphondylium L. und Trifolium pratense L.), die auf Glatthaferwiesen untersucht wurden. Jede Art wurde durch unterschiedliche Variablen beeinflusst, aber auffallend stark war der Einfluss der aktuellen Landschaftsstruktur und der Lebensraumqualität auf die genetische Viel-falt in diesem Grünlandlebensraum. Die historische Landschaftsstruktur und die Landnutzungsge-schichte waren für diesen vergleichsweise jungen Grünlandtyp von geringerer Bedeutung. In ähnli-cher Weise befasst sich Kapitel Drei mit der genetischen Variation von typischen Streuwiesenarten (Angelica sylvestris L., Filipendula ulmaria (L.) MAXIM & Succisa pratensis MOENCH). Historische und jüngere Genflussmuster beeinflussten die genetische Variation der Arten in diesem Ökosys-tem und verdeutlichten die nachwirkende Bedeutung historischer Prozesse hervor. Aus natur-schutzfachlicher Sicht war insbesondere der umfangreiche Genfluss, der über Saatguttransport durch Mähmaschinen erzeugt wurde, am Bedeutsamsten.
Im vierten Kapitel wurde die Studie zum Einfluss der Umweltbedingungen auf genetische und epi-genetische Variation von Linum catharticum L. Populationen aus kontrastierenden Lebensräumen vorgestellt. Mittels der Kombination von AFLP- und MSAP-Analysen (Methylation Sensitive Amplifi-cation Polymorphism) wurden große Unterschiede zwischen Populationen von feuchten Streuwie-sen und trockenen Kalkwiesen beobachtet, die nicht allein durch die geografische Entfernung, son-dern durch die unterschiedlichen lokalen Lebensraumbedingungen erklärt werden konnten. Dieses Ergebnis unterstreicht die Auswirkungen lokaler Umweltbedingungen sowohl auf der genetischen, als auch auf der epigenetischen Ebene, die hier wahrscheinlich zur Entwicklung verschiedener Öko-typen geführt haben.
In Kapitel Fünf werden die Ergebnisse der drei Hauptkapitel in Kontext des Naturschutzes gestellt und diskutiert. Es wurde festgestellt, dass sowohl historische als auch aktuelle Genflussprozesse wichtige Einflussfaktoren der aktuellen genetischen Variation bei häufig vorkommenden Grünland-arten sind. Zusätzlich trugen verschiedene lokale Umweltfaktoren zu den genetischen sowie epi-genetischen Variationsmustern bei. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die genetische Vielfalt in verschiedenen Grünlandökosystemen und ihren jeweiligen Arten von verschiedenen histori-schen und gegenwärtigen Prozessen beeinflusst wird. Daher sollten Schutzstrategien die histori-schen Landnutzungspraktiken und deren zeitlicher und räumlicher Stochastizität berücksichtigen und gleichzeitig die Auswirkungen der derzeitigen Fragmentierungs- und Lebensraumverlustpro-zesse verringern, um den Genfluss zwischen Überresten artenreicher Graslandschaften zu erhö-hen. Darüber hinaus würde durch eine angemessene Bewirtschaftung die Lebensraumqualität ver-bessert werden, wodurch die Ansiedlung neuer Individuen erhöht und die genetische Variation positiv beeinflusst wird. Verschiedene praktische Konzepte wie autochthones Samenmaterial und genetische Schutzgebiete können eine wichtige Rolle bei der Erhaltung der genetischen Variation für Grünlandarten spielen.
Metadaten zuletzt geändert: 03 Mai 2021 06:41
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