Ökosystemleistungen von Laufkäfern

Nahrungsbeziehungen zwischen Arten bilden eine wichtige Basis für sogenannte Ökosystemleistungen im Agrarland, wie z.B. Schädlingsregulation oder Bestäubung. Laufkäfer liefern zwei dieser Ökosystemleistungen, welche eine gewichtige Rolle in der Landwirtschaft spielen: das Fressen von Unkrautsamen und von Schadschnecken. Derzeit gibt es jedoch entscheidende Wissenslücken, welche die Nutzbarmachung von Laufkäfern in der Landwirtschaft erschweren: Einerseits gibt es keine eindeutige Einordnung der Ernährungsweise für die Gruppe der Laufkäfer, welche uns eine Charakterisierung artcharakteristischer Ernährungstypen innerhalb dieser Käferfamilie bietet. Andererseits sind jene Faktoren, die etwaigen saisonalen Umstellungen zwischen den verschiedenen Ernährungsformen zugrunde liegen, weitestgehend unbekannt. Das vorliegende Projekt zielt darauf ab, diese beiden offenen Fragen zu beantworten. Dabei werden Feld- und Laborexperimente durchgeführt und anhand modernster molekularer Methoden analysiert. Im Rahmen des ersten Moduls soll erfasst werden, inwiefern sich die im Agrarland vorkommenden Laufkäfer anhand von Mustern in der Nahrungsaufnahme zu Gruppen zusammenfassen lassen. Die Untersuchungen sollen in landwirtschaftlichen Flächen (Kartoffel-, Weizen- und Rapsfelder) entlang eines ökologischen Gradienten von West- nach Ostösterreich erfolgen. Im zweiten Modul wird untersucht, ob Laufkäfer saisonal von Samenfraß auf die Ernährung mit Nacktschecken umstellen und wenn, welche Faktoren diese(n) Wechsel bedingen. Die Ergebnisse der Studie werden entscheidend zum Verständnis dieser beiden Ökosystemleistungen der Laufkäfer beitragen und untersuchen ob diese stabil und vorhersagbar sind. Damit einhergehend liefert das Projekt die wissenschaftlichen Grundlagen um internationale Ziele hinsichtlich einer Reduktion des Einsatzes von Pestiziden zu erreichen, ohne jedoch zugleich den landwirtschaftlichen Ertrag zu beeinträchtigen.

Nahrungsbeziehungen zwischen Arten repräsentieren eine wichtige Basis für sogenannte Ökosystemleistungen im Agrarland, wie z.B. Schädlingsregulation oder Bestäubung. Von diesen liefern Laufkäfer zwei, welche eine bedeutende Rolle in der Landwirtschaft spielen: das Fressen von Unkrautsamen und Schädlingen. Jedoch erschweren entscheidende Wissenslücken in diesem Kontext die gezielte Nutzbarmachung von Laufkäfern in der Landwirtschaft: Einerseits gibt es keine eindeutige Einordnung der Ernährungsweise für die verschiedenen Gruppen, welche uns eine Charakterisierung der Ernährungstypen innerhalb dieser artenreichen Käferfamilie bietet und so Informationen darüber, welche Gruppen/Arten ein besonders großes Potential in der Unkraut- und Schädlingsregulation haben. Andererseits sind jene Faktoren, welche neben den jeweiligen Nahrungspräferenzen für die Gewährleistung effizienter Ökosystemleistungen durch Laufkäfer entscheidend sind, weitestgehend unbekannt. Ziel des vorliegenden Projekts war es, diese offenen Fragen zu beantworten. Dazu wurden sowohl vergleichende Erhebungen der Nahrungsbeziehungen in biologisch bewirtschafteten Getreidefeldern als auch Feld- und Laborexperimente durchgeführt. Die Nahrungswahl der Laufkäfer wurde anhand modernster molekularer Methoden analysiert und damit ihre Effizienz in der biologischen Regulation erstmals unmittelbar untersucht. Im Rahmen des ersten Moduls wurde erfasst, inwiefern sich die im Agrarland vorkommenden Laufkäfer anhand von Mustern in der Nahrungsaufnahme zu Gruppen zusammenfassen lassen. Die Untersuchungen fanden in landwirtschaftlichen Flächen entlang eines Ost-West Gradienten von Frankreich über West- bis nach Ostösterreich statt. Im zweiten Modul wurde anhand eines Feldexperiments untersucht, ob bzw. inwiefern die Verfügbarkeit des Nahrungsangebots die Nahrungswahl von Laufkäfern beeinflusst, ob diese saisonalen Veränderungen unterliegt und welche Faktoren diese(n) Wechsel bedingen. Es wurden unterschiedliche trophische Gilden innerhalb der Laufkäfer auch über den geographischen Gradienten hinweg identifiziert. Ebenso zeiget sich, dass die Nahrungsnetze von Laufkäfern von der Verfügbarkeit von Nahrungsquellen beeinflusst werden und auch saisonalen Veränderungen unterworfen sind. Daraus ergibt sich ein dynamisches Netzwerk an Interaktionen zwischen Laufkäfern, Unkrautsamen, Schädlingen und alternativer Beute. Die vorliegende Studie trägt zu einem besseren Verständnis der komplexen Beziehungen zwischen Laufkäfern, Unkrautsamen und tierischer Beute bei. Die hohe Nachweisrate für Pflanzen-DNA spricht für die Wichtigkeit von Unkrautsamen in der Ernährung von Laufkäfern und damit ihre Bedeutung bei der Unkrautregulation. Die vorliegenden Ergebnisse weisen darauf hin, dass diese Rolle der Laufkäfer bislang unterschätzt worden ist. Dieses neue Wissen ist besonders im Hinblick auf die Entwicklung nachhaltiger landwirtschaftlicher Methoden von Bedeutung