Der Einfluss eines exotischen Parasiten auf Darwinfinken

Invasive eingeschleppte Krankheitserreger und Parasiten stellen weltweit eine immer größer werdende Bedrohung der Biodiversität dar. Besonders gefährdet sind kleine, endemische Wirtspopulationen, da sie Aussterben könnten noch bevor die Wirtsarten effektive Gegenmaßnahmen entwickelt haben. Darwin-Finken sind endemisch auf Galpagos, eines der wenigen tropischen Archipele, dessen Vogelfauna weitgehend intakt geblieben ist. Bisher ist noch keine der rezenten Vogelarten ausgestorben, aber das könnte sich bald ändern. Sowohl einzelne Populationen als auch ganze Arten werden durch eingeschleppte Prädatoren, Krankheitserreger und Parasiten bedroht. Eine der größten Gefahren für die Vogelwelt stellt die eingeschleppte parasitische Fliege Philornis downsi dar. Die Larven dieses obligaten Vogelparasiten entwickeln sich im Nestboden und ernähren sich vom Blut der Küken. Korrelative sowie experimentelle Studien konnten zeigen, dass sich Philornis downsi negativ auf das Wachstum und die Hämoglobinwerte der Küken auswirkt. In manchen Jahren kommt es daher zu hohen Brutverlusten. Die höchsten Parasitierungsraten durch Philornis wurden auf der Insel Santa Cruz gemessen, auf der auch die Populationen verschiedener Finkenarten im Rückgang begriffen sind. Der stärkste Rückgang wurde beim Laubsängerfink (Certhidea olivacea) verzeichnet. Diese Insekten fressende Art ist wegen ihrer geringen Körpergröße und kleinen Gelege besonders stark vom Parasitismus durch Philornis beeinträchtigt. Des Weiteren liegt der Verbreitungsschwerpunkt des Laubsängerfinken auf Santa Cruz in den letzten noch vorhandenen Feuchtwäldern im Hochland. Diese Reste des Scalesia-Waldes sind von eingeschleppten Baum-, Strauch- und Staudenarten durchwuchert und haben dabei in den letzten 25 Jahren deutlich in ihrer Fläche abgenommen. Unsere bisherigen Daten lassen darauf schließen, dass Philornis downsi einen stark negativen Einfluss auf den Bruterfolg des Laubsängerfinken hat. Aber auch zwei weitere Faktoren extreme Wetterbedingungen, wie Starkregenereignisse oder Trockenperioden, und Herbizideinsatz zur Kontrolle der invasiven Pflanzenarten wirken sich möglicherweise negativ aus. Wir vermuten, dass diese Faktoren die Nahrungsversorgung während der Jungenaufzucht reduziere. Dies könnte zu einer erhöhten Mortalität der Küken führen, die bereits durch den Befall von Philornis geschwächt sind. Wir planen zwei Experimente, um die Interaktion und die Auswirkungen der drei Faktoren (Philornis- Parasitismus, Veränderung des Habitats und ungünstige Wetterbedingungen) auf den Bruterfolg zu untersuchen. Im ersten Experiment werden wir die Parasitierungsraten in den Finkennestern gezielt reduzieren. Die ermöglicht uns den Effekt des Philornis-Befalls zu quantifizieren. In einem zweiten Experiment werden wir den Einfluss von Habitatveränderung auf die Nahrungsverfügbarkeit, die Beuteauswahl und den Bruterfolg messen, indem wir vier verschiedene Habitatstadien vergleichen, die sich im Grad an Invasion mit Neophyten und Herbizideinsatz zur Kontrolle eben dieser unterscheiden. Dieses Vorhaben kombiniert klassische Verhaltensbiologie, Insektenökologie und Naturschutzbiologie mit Methoden der Ökosystemforschung, um zu verstehen wie sich ein eingeschleppter Parasit auf heimische naive Wirtspopulationen auswirkt, die bereits mit extremen Umweltbedingungen und anthropogenen Habitatveränderungen konfrontiert sind.

Eine der größten Bedrohungen für die Darwin-Finken ist die eingeschleppte parasitische Fliege Philornis downsi, deren Larven sich vom Blut der Küken ernähren. Außerdem ist einer ihrer wichtigsten Lebensräume, der sogenannte Scalesia Wald, durch eingeschleppte Pflanzenarten bedroht. In einigen Gebieten des Scalesia-Waldes wendet der Galpagos-Nationalpark Herbizide an, um die eingeschleppten Pflanzen zu bekämpfen. Diese Maßnahme führt zu einer kurzfristigen Entfernung des gesamten Unterwuchses, was das Nahrungsangebot für Vögel beeinträchtigen könnte. Wir haben untersucht ob extreme Klimabedingungen, wie Starkregen und die Bekämpfung invasiver Pflanzenarten, Einfluss auf den Bruterfolg des Laubsängerfinken und des engverwandten Kleinen Baumfinken haben, deren Küken bereits durch Parasiten geschwächt sind. Wir haben die Pflanzenvielfalt, den Insektenreichtum und den Bruterfolg in drei verschiedenen Lebensraumbedingungen verglichen, die von invasiven Pflanzenarten oder durch die Bekämpfung invasiver Arten in unterschiedlichem Ausmaß beeinflusst wurden (1), Gebiete mit eingeschleppten Pflanzen (2) "kürzlich kontrolliertes" Gebiete und (3) Gebiete mit "langfristigem Management". Das langfristige Management wirkte sich positiv auf die Verjüngung des Scalesia-Waldes aus aber die Entfernung des Unterwuchses führte zu einer vorübergehenden Reduzierung der Insektenbiomasse. In dem Gebieten ohne Management führte die Dominanz der einschleppten Pflanzen zu einem hohen Angebot von Nahrung mit geringerem Proteingehalt. Isotopenanalysen zeigten, dass Laubsängerfinken diese minderwertige Ressource nutzten, aber vermutlich unter Proteinmangel leiden. Die beiden Finkenarten reagierten unterschiedlich auf die verringerte Futterverfügbarkeit: Wir fanden eine Wechselwirkung zwischen P. downsi-Parasitismus und Lebensraumqualität beim Laubsänger-Finken, nicht aber beim kleinen Baumfinken. Laubsängerfinken konnten Parasitismus ausgleichen, wenn das Nahrungsangebot hoch war, aber nicht, wenn es aufgrund des fehlenden Unterwuchses verringert war. Der Kleine Baumfinken hatte in allen drei Untersuchungsgebieten einen sehr geringen Bruterfolg, der sich nur verbesserte, wenn die Nester experimentell von Parasiten befreit wurden. Der Grund für diesen Artunterschied könnte in der unterschiedlichen Intensität und dem unterschiedlichen Zeitpunkt des Befalls aufgrund einer Verhaltensänderung der Fliege liegen. Während die Fliegenlarven früher nur in Nestern mit Küken nachgewiesen wurden, finden wir sie seit 2012 bereits in Nestern mit Eiern, in denen sie die brütenden Weibchen befallen. Während der Ei-Phase befielen die Fliegen häufiger den Laubsängerfinken, aber sobald Küken geschlüpft waren, hatten die Nester des Kleinen Baumfinken mehr Larven. Die hohe Parasitierung der noch sehr jungen Küken könnte den höheren Brutverlust erklären. Die Präferenz des Parasiten für den Kleinen Baumfinken könnte darin liegen, dass sich die Larven in Nestern des Kleinen Baumfinken schneller entwickeln. Darwins Finken haben jedoch Gegenstrategien entwickelt: Wir konnten beobachten, dass sich vier Finkenarten Blätter des endemischen Guayabillo Baums ins Gefieder reiben. Experimente zeigten, dass Blattextrakte dieser Pflanze sowohl Mücken als auch die parasitische Fliege abwehren. Es ist daher wahrscheinlich, dass die Finken diese Pflanze verwenden, um Ektoparasiten abzuwehren und sich so selbst behandeln. Es ist jedoch unabdingbar Kontrollmaßnahmen gegen die Fliege zu entwickeln um einige Finkenarten vom Aussterben zu bewahren.