Wissenschaft im Fokus

Rosenbaum, P. A., J. M. Robertson & K. R. Zamudio (2007): Unexpectedly low genetic divergences among populations of the threatened bog turtle (Glyptemys muhlenbergii). – Conservation Genetics 8 (2): 331-342.

Eine unerwartet geringe genetische Diversität zwischen den Populationen der bedrohten Sumpfschildkröte (Glyptemys muhlenbergii)

Wir benutzten Vergleiche von mitochondrialen DNS-Sequenzen, um die im Gesamtverbreitungsgebiet vorliegende Populationsstruktur zu erfassen und um die zurückliegenden (historischen) Muster der genetischen Differenzierung zwischen den verschiedenen Populationen der Sumpfschildkröte (Glyptemys muhlenbergii) aufzuzeigen. Es handelt sich bei dieser Art um eine der kleinsten und meist bedrohten Sumpfschildkröten Nordamerikas und sie wird zur Zeit nur noch in drei sehr weit von einander getrennten Gruppen von Populationen im Süden der USA, im Nordosten und in den Ebenen um Finger Lake und Lake Ontario des westlichen und zentralen Teil des Bundesstaates New York gefunden. Alle Fundorte New York's und die meisten Bereiche im Nordosten waren während des Pleistozäns eisbedeckt. Wir analysierten 2793 Basenpaare der mitochondrialen DNS, die drei Gene (cytb, nd4, und d-loop) aus 41 Individuen von 21 Populationen einschlossen, die sich über fast das gesamte Verbreitungsgebiet der Sumpfschildkröten erstreckten. Wir fanden ein überraschend geringes Ausmaß an Divergenz (Unterschieden) zwischen den Populationen auch in den südlichsten Populationen für die man annimmt, dass sie die Rückzugsrefugien während der Klimaveränderungen (Eiszeit) darstellten. Unsere Daten lassen vermuten, dass die Sumpfschildkrötenpopulationen von einem so genannten Flaschenhals betroffen waren (d.h. nur eine kleine Restpopulation überlebte in einem Gebiet) und dass diese Population dann nach dem Pleistozän (Eiszeit) in die nördlichen Segmente des Verbreitungsgebiets der Spezies expandierte. Wir diskutieren die historischen Veränderungen in Bezug auf die Habitatverfügbarkeit und das Klima, was die zurückliegenden Entwicklungslinien für die Art beeinflusst haben dürften. Ebenso gehen wir auch auf die Lebensweise und die Habitatdynamiken bei dieser Art ein, die ebenfalls dazu beigetragen haben könnten, dass sich diese generell geringe genetische Diversität über das gesamte Verbreitungsgebiet hinweg erhalten hat.

Anmerkung von H.-J. Bidmon:
Wieder eine systematische Arbeit, die aber im Gegensatz zu unseren europäischen „Emys-Arten“ (s. Fritz et al. (2005): Zoologica Scripta 34: 351ff. oder WiF-Archiv und (2006): Amphibia-Reptilia 27: 513ff oder SiF 2/2007) zeigt, dass bei Glyptemys muhlenbergii vermutlich während der pleistozänen Kaltzeit nur eine Population übrig blieb, von der aus dann in der folgenden Warmzeit die nördlicheren Gebiete wiederbesiedelt wurden. Sicher, die genauere Analyse und Modulation gerade dieser Daten könnte für zukünftige Arterhaltungskonzepte hilfreiche Erkenntnisse liefern. Denn auch heute haben wir von manchen stark bedrohten Spezies nur noch wenige Exemplare, die zum Neuaufbau zukünftiger Bestände zur Verfügung stehen. Also Arten, die von extremen genetischen Flaschenhälsen betroffen sind und die wahrscheinlich zum Teil sogar ohne in Kaufnahme von Inzuchten gar nicht mehr zu erhalten sein dürften (siehe dazu auch Abstract Kuo & Janzen (2004): Conservation Genetics 5 (4): 425-437; Wagner (2005) S. 3-20 beides SiF 2/2005). Hier bräuchte man dringend Erkenntnisse darüber, wie sich niedrige genetische Diversitätslevel langfristig auf Populationsniveau auswirken, oder ob sie auch einen deutlichen Einfluss auf das zukünftige Anpassungspotential (Plastizitätspotenzial) der betroffenen Spezies im Freiland haben, denn letztendlich können auch der Bedrohungsstatus und das Überleben und Expansionspotential einer Art davon abhängen, wie gut sie sich an eine sich verändernde Umwelt zukünftig und langfristig anpassen kann, und der Grad der Anpassungsfähigkeit hängt nach heutigen Erkenntnissen stark von der genetischen Variabilität ab. Sicher, wenn man nur in kleinen zeitlichen Dimensionen denkt, 2-5 Generationen mag Inzucht und geringe genetische Diversität verkraftbar sein, aber was kommt danach? Oder geht jemand davon aus, dass das Ausmaß an Umweltveränderungen zukünftig abnehmen dürfte? Ich glaube, so naiv ist niemand! Ja selbst die Natur scheint, wo immer möglich, „genetische Sackgassen“ zu vermeiden, wenn man sich die Befunde von Lara-Ruiz et al. (2006): Conservation Genetics 7 (5): 773-781 oder Abstract SiF 1/2007) mal anschaut und überdenkt. Daten zur prognostischen Langzeitplanung solcher Phänomene dürften also auch zukünftig gefragt sein, wenn das Betätigungsfeld, das wir heute mit „Biological Conservation“ bezeichnen, von einem wirklich langfristigen Erfolg gekrönt sein soll. Etwas, was man durchaus nicht aus den Augen verlieren sollte, insbesondere dort, wo man sich die Erhaltungszucht von letzten Reliktbeständen zur obersten Priorität gemacht hat wie am Internationalen Zentrum für Schildkrötenschutz im Zoo Münster. Übrigens, mit 90 Referenzen eine wirklich umfassend recherchierte Arbeit!




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