Nahrungsbeziehungen von Zersetzern auf Almflächen

Regenwürmer spielen eine wichtige Rolle im Zersetzungsgeschehen auf Almflächen. Durch ihre Nahrungsverarbeitung und Turbationstätgikeit üben sie einen essentiellen Einfluss auf biotische und abiotische Bodenparameter aus. Ausschlaggebend für die Nahrungswahl der saprotrophen Bodentiere und die Verdaulichkeit des aufgenommenen Futters sind die Interaktionen zwischen den Bodentieren und Mikroben. Über die Komplexität der Prozesse, die diese Wechselwirkungen steuern ist nur wenig bekannt. Die trophischen Wechselwirkungen zwischen der tierischen und mikrobiellen Zersetzergemeinschaft unter dem Einfluß von Landnutzungsänderungen sollen mit folgenden Ansätzen charakterisiert werden: (1) Mittels Stabiler-Isotopen-Technik werden die Nahrungspräferenzen (Gras- oder markierte Zwergstrauchstreu) ausgewählter saprotropher Arten der Makrofauna auf aufgelassenen Almflächen determiniert. (2) In einem kontrolliertem Experiment wird die tatsächliche Verschiebung der Isotopen-Signatur zwischen der Nahrungsquelle und dem Destruenten geprüft. (3) Die phylogenetische Zugehörigkeit der Mikrobengemeinschaft im Darm der saprotrophen Invertebraten wird durch DGGE (denaturing gradient gel electrophoresis) ermittelt. (4) Mittels CLPP (community level physiological profiles) werden die Arten der Stoffumsatzleistungen der Darmmikroflora als auch der Mikroflora im Boden gemessen. Diese Untersuchungen über das Zersetzungsgeschehen, die bodenbiologischen Interaktionen und den Nährstoffkreislauf sollen das grundsätzliche Verständnis über die Beziehungen zwischen Diversität und Funktion der Bodenorganismen unter sich ändernden Vegetationszusammensetzungen im Bereich der alpinen Waldgrenze verbessern. Die Verknüpfung von bodenzoologischen und -mikrobiologischen Versuchsansätzen und die Anwendung molekularbiologischer Methoden sowie die Überprüfung der tatsächlichen Verschiebung der Isotopen- Signaturen zwischen Nahrungsquelle und Destruent versprechen wichtige und innovative Ergebnisse in diesem Forschungsfeld.

Regenwürmer und Tausendfüßer spielen eine wichtige Rolle als Zersetzerorganismen auf bewirtschafteten und aufgelassenen alpinen Flächen. Durch ihre Verdauungs- und Bioturbationstätigkeiten beeinflussen sie maßgeblich das Zersetzungsgeschehen und die physikalischen Eigenschaften von alpinen Böden. Bis jetzt war allerdings wenig bekannt über die Prozesse, die das Zusammenspiel von diesen Bodentieren mit Mikroorganismen steuern. Diese Interaktionen sind jedoch von großer Bedeutung, da sie die Verdaulichkeit des Futters und daher auch die Nahrungswahl der Tiere direkt beeinflussen. Im nun abgeschlossenen Projekt wurden folgende Punkte erforscht: (1) Die Interaktionen zwischen Zersetzer- (Regenwürmer und Tausendfüßer) und Mikroorganismen wurden untersucht, indem der Mikrobenbesatz im Darm der Bodentiere analysiert wurde. (2) In mehreren kontrollierten Labor- und Feldexperimenten wurde die Nahrungsökologie der wichtigsten Zersetzerorganismen untersucht. Die folgenden Erkenntisse waren die wichtigsten Ergebnisse unseres Projekts: (1) Der Mikrobenbesatz im Darm von Regenwürmern (am Beispiel Lumbricus rubellus) ist abhängig von der aufgenommenen Nahrung, während der Mikrobenbesatz im Darm von Tausendfüßern (am Beispiel Cylindroiulus fulviceps) artspezifisch ist. (2) In unserem Vorprojekt konnten wir in Laborexperimenten nachweisen, dass Zwergstrauchstreu eine potentielle Nahrungsquelle für Zersetzerorganismen darstellt, obwohl sie als schwer verdaulich und wenig schmackhaft gilt. In einem Feldexperiment konnten wir nun nachweisen, dass auch in ihrem natürlichen Habitat Bodentiere (v.a. Regenwürmer und Tausendfüßer) diese Nahrung nutzen. Weiters arbeiten wir an der Entwicklung einer Methode, die uns hilft, Bodentiere zu identifizieren, die eine wichtige Rolle in der Humusentwicklung spielen. Da Böden ein undurchichtiges Habitat darstellen, sind Methoden dringend vonnöten, die es uns erlauben, diese Tiere indirekt zu untersuchen. In einem kontrollierten Laborexperiment konnten wir zeigen, dass die DNA von Bodentieren in deren Kotkrümmel, die einen zentralen Teil von Humsuformen darstellen, nachgewiesen werden kann. Dieses Ergebnis ist eine wichtige Voraussetzung, um diese molekulare Methode auch im Feld anwenden zu können. In einem letzten Punkt beschäftigten wir uns mit dem Zusammenhang von Streuqualität, mikrobiellen Gemeinschaften und Nahrungspräferenzen von Regenwürmern. Die meisten dieser Experimente und Analysen sind noch in Arbeit, aber als erstes Ergebnis können wir bereits ausschließen, dass Polyphenole maßgeblich die Nahrungswahl dieser Tiere beeinflussen.