Parasitoid attack and its consequences to the development of the galling psyllid Baccharopelma dracunculifoliae

This study was aimed to determine the parasitism rates of the galling psyllid Baccharopelma dracunculifoliae (Hemiptera: Psyllidae), and the effects of parasitoid attack on gall growth dynamics. Also, life history traits of the most common parasitoid, Psyllaephagus baccharidis (Hymenoptera: Encyrtidae), are described. A cohort of galls was followed throughout its development, and a sample of galls was collected monthly from April to August 1999. Furthermore, a caging experiment was performed to determine the periods of parasitoid attack. Parasitism rates reached 45.2% at the end of gall development, and the caging experiment suggested that most of the attack occurred at the beginning of gall development. P. baccharidis was responsible for 93% of the observed parasitism. This koinobiont parasitoid attacked galls early during their development and probably stimulated nymph feeding, causing a higher growth of parasitised galls. This alteration in gall growth dynamics may have indirect, harmful consequences to the host plant, since larger galls usually are stronger nutrient sinks for the plant. Healthy nymphs of B. dracunculifoliae growing in galls with parasitised nymphs had a larger size than healthy nymphs in unparasitised clutches, regardless of nymph number. This may have unexpected beneficial consequences to the galling psyllid, since the resultant larger adults may have increased survivorship and reproductive success. These results contrast with the common view that parasitoids are always beneficial to the host plant in three-trophic systems, and koinobiont parasitoids may constitute exceptions due to their feeding behaviour.

Zusammenfassung

Diese Studie zielte darauf ab, die Parasitierungsraten der gallbildenden Psyllide Baccharopelma dracunculifoliae (Hemiptera: Psyllidae) und die Effekte des parasitoiden Befalls auf die Wachstumsdynamik der Gallen zu bestimmen. Außerdem wird die Lebensweise des häufigsten Parasitoiden Psyllaephagus baccharidis (Hymenoptera: Ecyrtidae) beschrieben. Eine Kohorte von Gallen wurde durch ihre Entwicklung verfolgt und eine Probe von Gallen monatlich von April bis August 1999 gesammelt. Darüber hinaus wurde ein Käfigexperiment durchgeführt, um die Zeitspannen des parasitoiden Befalls zu bestimmen. Die Parasitierungsraten erreichten 45.2 % am Ende der Gallentwicklung und das Käfigexperiment läßt vermuten, dass der Großteil des Befalls zu Beginn erfolgte. P. baccharidis war für 93 % der beobachteten Parasitierung verantwortlich. Dieser koinobionte Parasitoid befiel die Gallen früh in ihrer Entwicklung und stimulierte vermutlich den Fraß der Nymphe und verursachte damit ein höheres Wachstum der parasitierten Gallen. Diese Veränderung in der Wachstumsdynamik der Gallen könnte indirekte, schädliche Auswirkungen auf die Wirtspflanze haben, da größere Gallen normalerweise größere Stickstoffsenken für die Pflanze sind. Gesunde Nymphen von B. dracunculifoliae, die in Gallen mit parasitierten Nymphen wuchsen, waren unabhängig von der Nymphenzahl größer als gesunde Nymphen in nicht parasitierten Gelegen. Das könnte unerwartete positive Konsequenzen für die gallbildende Psyllide haben, da die resultierenden größeren Adulten eine erhöhte Überlebenschance und einen erhöhten reproduktiven Erfolg haben könnten. Diese Ergebnisse stehen im Widerspruch zu der allgemeinen Meinung, dass Parasitoide in tritrophischen Systemen immer positiv auf den Wirt wirken. Konobionte Parasitoide könnten aufgrund ihres Fraßverhaltens eine Ausnahme bilden.     

Hide and seek on two spatial scales – vegetation structure effects herbivore oviposition and egg parasitism

Habitat parameters as well as host density and distribution play an important role in host-parasitoid interactions. Vegetation structure can affect both, herbivorous insects searching for places for egg deposition and foraging egg parasitoids. Herbivores might escape egg parasitism by depositing their eggs on sites with vegetation factors unfavourable for host searching parasitoids. The importance of a particular vegetation parameter for the host-parasitoid relationship, however, might depend on the spatial scale. In this study the influence of vegetation structure on oviposition of the polyphagous tansy leaf beetle Galeruca tanaceti L. (Coleoptera: Chrysomelidae) and on egg parasitism by the specialist egg parasitoid Oomyzus galerucivorus was investigated on two spatial scales in the field. Factors like vegetation height and coverage, presence of host plants and microclimate were measured and correlated with presence of herbivore eggs as well as incidence or rate of parasitism. On a larger scale 25 sites (patch size = 300–2000 m²) of suitable semi-arid grassland in different successional stages were studied. The probability that egg clutches of G. tanaceti were present at a site increased with a decreasing area covered by shrubs. Parasitism rates on the macro-site scale showed the same trend and were also higher at sites with a lower percentage of shrubs covering the area.On a smaller scale vegetation structure was investigated using 40 patches (patch size = 1 m²). While the best predictor for the presence of beetle egg masses on this scale was the complexity of vegetation, parasitism was influenced by the presence of a host plant, Achillea millefolium, and a sunny microclimate.In Wirt-Parasitoid Interaktionen spielen Wirtsdichte und -verteilung, aber auch Habitat-Parameter eine wichtige Rolle. Die Vegetationsstruktur kann sowohl herbivore Insekten auf der Suche nach Ei- ablageplätzen als auch ihre Eiparasitoide auf der Suche nach Wirten beeinflussen. Herbivore Insekten könnten einer Eiparasitierung dadurch entgehen, dass sie ihre Eier an Orte legen, die für Parasitoide ungünstige Vegetations-Parameter aufweisen. Die Bedeutung eines Vegetations-Parameters auf die Wirt-Parasitoid Beziehung kann von der räumlichen Skala abhängen, die untersucht wird. Diese Arbeit untersucht den Einfluss der Vegetationsstruktur auf die Eiablage des polyphagen Rainfarnblattkäfers Galeruca tanaceti L. (Coleoptera: Chrysomelidae) und auf die Parasitierung durch den spezialisierten Ei-Parasitoiden Oomyzus galerucivorus auf zwei räumlichen Skalen im Freiland. Verschiedene Vegetations-Parameter wie die Vegetationshöhe, der Deckungsgrad, das Wirtspflanzenvorkommen und das Mikroklima wurden gemessen und mit dem Vorhandensein von Eigelegen und Parasitierung korreliert. Auf der großflächigen Skala wurden 25 Flächen (Größe = 300–2000 m²) semiariden Grasslands in verschiedenen Sukzessionsstadien untersucht. Die Wahrscheinlichkeit, dass Eigelege von G. tanaceti auf einer Fläche gefunden wurden nahm mit sinkendem Verbuschungsgrad zu. Die Parasitierungsrate auf der großflächigen Skala nahm ebenfalls mit sinkendem Verbuschungsgrad zu.Kleinflächig wurde die Vegetationsstruktur in 40 Quadraten (Größe = 1 m²) untersucht. Während die Eiablage des Käfers am stärksten von der Komplexität der Vegetation beeinflusst wurde, wurde die Parasitierungsinzidenz durch das Vorkommen der Wirtspflanze Achillea millefolium und durch ein sonniges Mikroklima bestimmt.     

Patterns of parasitoid-host associations in differentially parasitized macrolepidopteran assemblages on Black Willow Salix nigra (Marsh) and Box Elder Acer negundo L.

Studies on the interactions between species co-occurring on a plant and their parasitoids have primarily focused on assemblages or communities of endophytic herbivores. Less is known about assemblages of exophytic herbivores such as lepidopteran species. This study focuses on the interactions among species in macrolepidopteran assemblages on box elder and black willow trees, and their parasitoids. Specifically, we determined how percent parasitism varied within and across species and families of both macrolepidopteran herbivores and their parasitoids. Parasitism by species in all parasitoid families varied across families of macrolepidoptera. However, in general mean yearly percent parasitism was highest among larvae in the box elder assemblage. Braconids were the most abundantly represented parasitoid taxon, however, the contribution that parasitoid families made to total parasitism of all larvae also varied depending on the host tree species. There was no significant correlation between the number of species in a macrolepidopteran family collected on either tree species and levels of parasitism. Mean parasitoid species load for all species was 4.3, a value lower than reported in other studies. There was no significant difference in mean parasitoid species load across families. Similarly, there was no significant difference in average parasitoid loads of macrolepidoptera on box elder and black willow.Bisher waren Untersuchungen über Interaktionen zwischen Arten, die gemeinsam auf einer Pflanze vorkommen, und ihren Parasitoiden in erster Linie auf Ansammlungen oder Lebensgemeinschaften endophytischer Herbivoren fokussiert. Über die Ansammlungen exophytischer Herbivore wie Schmetterlingsarten ist weniger bekannt. Diese Untersuchung konzentriert sich auf die Interaktionen zwischen Arten in Ansammlungen von Makrolepidoptera auf Eschen-Ahorn- und Schwarzweiden-Bäumen und ihren Parasitoiden. Insbesondere bestimmten wir, wie die prozentuale Parasitierung innerhalb der Arten und zwischen Arten und Familien sowohl bei den makrolepidopteren Herbivoren und als auch ihren Parasitoiden variierte. In allen Parasitoiden-Familien unterschied sich die Parasitierung auf Artniveau zwischen den Familien der Makrolepidoptera. Im Allgemeinen war jedoch die mittlere jährliche prozentuale Parasitierung bei Larven in der Ansammlung aufEschen-Ahorn am höchsten. Die Braconiden repräsentierten das parasitoide Taxon mit der größten Abundanz. Der Anteil, den parasitoide Familien am gesamten Parasitismus aller Larven hatten, variierte jedoch ebenfalls in Abhängigkeit von der Art des Wirtsbaumes. Es gab keine signifikante Korrelation zwischen der Anzahl der Arten in einer makrolepidopteren Familie, die auf der jeweiligen Baumart gesammelt wurde, und dem Grad der Parasitierung. Die mittlere Belastung mit parasitoiden Arten war bei allen Arten 4.3, ein geringerer Wert als in anderen Studien berichtet wird. Es gab keinen signifikanten Unterschied zwischen den Familien in den mittleren parasitoiden Belastungen. Ebenso gab es keinen signifikanten Unterschied in den durchschnittlichen parasitoiden Belastungen der Makrolepidoptera auf Eschen-Ahorn und Schwarzweide.     

Indirect interaction between an unspecialized endophytic fungus and a polyphagous moth

Despite their ubiquitous occurrence in natural and managed ecosystems, the role of unspecialized fungal endophytes in mediating insect-plant interactions have been largely ignored compared to clavicipitaceous fungal endophytes of grasses. We conducted laboratory and glasshouse experiments to test the hypothesis that an unspecialized fungal endophyte (Acremonium strictum) restricted to the root system of the host plant is able to mediate the interaction between a polyphagous herbivorous insect (Helicoverpa armigera) and its host plant (tomatoes, Lycopersicum esculentum). Our studies indicated a significant variation in the ability of inoculated and control plants to support the life history stages of the insect. Larvae reared on inoculated plants suffer significant reduction in growth rate, prolonged development times, suppressed moulting, and produced smaller pupae that were more likely to die, and emerged adults were less fecund compared to larvae reared on control plants. In glasshouse bioassays were larvae were allowed to graze freely, on inoculated plants only 20% survived to the final stadium compared to 54.5% on control plants. No significant differences in the amount of foliage consumed were found between inoculated and control plants, suggesting that A. strictum does not act as a feeding deterrent for H. armigera larvae. Larvae fed inoculated plants showed a significant increase in the relative consumption rate, although the approximate digestibility of ingested food, and efficiency with which both ingested food and digested food was converted to insect biomass decreased during the same period. In addition to reduced efficiency of food utilization, surviving larvae on inoculated plants displayed a significant reduction in relative growth rate. We hypothesized that alterations in phytosterol composition mediated by infection of the fungal endophyte, may explain the reduced larval performance on inoculated plants.Obwohl unspezialisierte endophytische Pilze in allen Ökosystemen weit verbreitet und häufig sind, blieb ihre Rolle bei Interaktionen zwischen Pflanzen und herbivoren Insekten bisher weitgehend unberücksichtigt. In Labor- und Gewächshausexperimenten haben wir die Hypothese untersucht, dass ein unspezialisierter Wurzelendophyt (Acremonium strictum) die Wechselwirkungen zwischen einem polyphagen Insekt (Helicoverpa armigera) und Tomatenpflanzen (Lycopersicum esculentum) beeinflussen kann. Die Entwicklung der Insekten weist deutliche Unterschiede zwischen inokulierten und Kontrollpflanzen auf. Larven, die auf inokulierten Pflanzen gehalten wurden, zeigten gegenüber solchen von Kontrollpflanzen jeweils signifikant verringerte Wachstumsraten, verlängerte Entwicklungszeiten, verzögerte Häutungen, und bildeten kleinere Puppen aus, welche eine höhere Mortalität aufwiesen. Die geschlüpften Weibchen hatten zudem eine verringerte Fekundität. In Frassversuchen im Gewächshaus überlebten an inokulierten Pflanzen nur 20% der Larven während an Kontrollpflanzen 54,5% überlebten. Da die gefressene Biomasse in beiden Varianten gleich war, ist eine deterrente Wirkung des Pilzes auszuschließen. Vielmehr deuten signifikante Veränderungen der Fraß- und Verwertungsindices sowie die niedrigeren relativen Wachstumsraten darauf hin, das sich die Nahrungsqualität auf inokulierten Pflanzen verschlechtert hatte. Wir diskutieren die Hypothese, dass der Phytosterolgehalt, welcher durch eine Inokulation der Pflanzen verändert wird, zu den verschlechterten Entwicklungsbedingungen der Larven geführt hat.     

Late-Pleistocene and early Holocene history of the canid fauna of Europe (Canidae)

In the sub-fossil assemblages of Europe the red fox is clearly the most frequent carnivorous mammalian species with a total of 1553 records. In depositions from the Weichselian Glacial the red fox Vulpes vulpes is, a typical representative of the Holocene fauna, already recorded in 100 assemblages. The Iberian peninsula, Italian peninsula and Balkans were theorised as glacial refugia. Well-founded facts give reason to believe that V. vulpes was also distributed in the Carpathian refuge. Later on, the Crimean peninsula would also appear to be a possible glacial refuge of the red fox.In the last warmer complex of interstadials during the Pleni-Glacial (Hengelo-Denekamp, 38,000–25,000 BC) the red fox was distributed in central Europe. Its distribution during this epoch extended at least in part to southern England. The earliest well-dated records of V. vulpes in central Europe after the Maximum Glaciation lie between 14,000 and 13,500 BC. Already during the early Late-Glacial (13,500 BC) the red fox appeared in typical glacial faunal communities. A separation to glacial refugia was only possible for 10,000 years.During the last warmer Pleni-Glacial complex of interstadials (38,000–25,000 BC) in central Europe a sympatric distribution of the arctic fox (Alopex lagopus) and the red fox probably existed. During the Last Glacial Maximum (22,000–18,000 BC) the arctic fox was exclusively distributed in central Europe, outside of the refuges. The combined distribution of A. lagopus and V. vulpes during the Late-Glacial (15,000–9500 BC) in central Europe, with the probable exception of the Allerød, is precisely documented by sub-fossil assemblages.In the Pleni-Glacial the wolf Canis lupus was distributed in geographic regions that served as glacial refugia of more warm-climate adapted species. Concerning the wolf no drastic decrease of the distribution is assumed. The Holocene presence of C. lupus is probably not caused by recolonisation.

Zusammenfassung

Die Entwicklung der Canidenfauna Europas im Spätpleistozän und frühen HolozänIn den subfossilen Ablagerungen ist Vulpes vulpes in Europa mit 1553 Nachweisen das mit Abstand am häufigsten nachgewiesene Raubsäugetier. Allein in den Ablagerungen des Weichselglazials konnte der Rotfuchs bereits in 100 Fundkomplexen nachgewiesen werden. Als Glazialrefugium des Rotfuchses wird die Iberische Halbinsel sicher identifiziert. Eine Verbreitung der Art während des Kältemaximums wird außerdem auf der Apenninen-Halbinsel sowie der Balkan- Halbinsel vermutet. Außerdem liegen fundierte Fakten für die Annahme vor, dass V. vulpes im Karpatenrefugium verbreitet war. Auf der Halbinsel Krim scheint ein Glazialrefugium für des Fuchses möglich.Während des letzten wärmeren Interstadial-Komplexes im Hochglazial (Hengelo-Denekamp, ca. 38.000–25.000 v. Chr.) war Mitteleuropa vom Rotfuchs besiedelt. Die nördliche Arealgrenze der Art war innerhalb dieses Klimaabschnitts mindestens zeitweise bis nach Südengland ausgedehnt. Die frühesten, zeitlich relativ gut abgesicherten Nachweise von V. vulpes nach der Weichsel-Maximalvereisung in Mitteleuropa liegen etwa zwischen 14.000–13.500 v. Chr. Schon im frühen Spätglazial (ca. 13.500 v. Chr.) kam der Rotfuchs im nördlichen Mitteleuropa in typischen glazialen Faunengemeinschaften vor. Eine Disjunktion des Areals während der letzten Vereisung kann für höchstens 10.000 Jahre stattgefunden haben. Es wird angenommen, dass während des Hengelo-Deenekamp Interstadials ein sympatrisches Vorkommen von Eisfuchs Alopex lagopus und Rotfuchs V. vulpes in Mitteleuropa existierte. Nur zur Zeit des absoluten Kältemaximums (ca. 22.000–18.000 v. Chr.) war außerhalb der Refugialgebiete in Mitteleuropa ausschließlich A. lagopus verbreitet. Das gemeinsame Vorkommen (von A. lagopus und V. vulpes) während des gesamten Spätglazials in Mitteleuropa, wahrscheinlich mit Ausnahme des Allerød-Interstadials, ist präzise belegt.Während des Hochglazials war Canis lupus auch in geografischen Regionen verbreitet, die für an wärmeres Klima gebundene Tierarten den Charakter von Glazialrefugien hatten. Beim Wolf C. lupus kann keine extreme Arealverringerung während der Weichseleiszeit angenommen werden. Das holozäne Vorkommen von C. lupus in Mitteleuropa dürfte daher nicht generell auf eine Rekolonisation zurückzuführen sein.     

Effects of herbivory simulated by clipping and jasmonic acid on Solidago canadensis

Herbivory is likely to be an important factor in the evolutionary ecology of plants and especially of aggressive invasive species. Because in the introduced range experimental treatment with non-native herbivores is laborious and may be risky for native plants, simulated herbivory by removal of plant tissue and treatment with jasmonic acid, which is a natural elicitor of defences against herbivores, may be a suitable alternative in experimental studies. We studied the effects of removal of 50% of the leaf area by clipping and of spraying with jasmonic acid on growth, morphology, leaf physiology and reproduction of the invasive Solidago canadensis in Europe. The relative height growth rate was reduced (–11.9%) by clipping in the period of day 0–20 but increased (+13.5%) in the period of day 42–138 after start of the treatments. As a consequence, final heights did not differ between treatment and control plants. Clipped plants, however, had thinner stems (–12.2%) than unclipped ones. Plants that had been sprayed with jasmonic acid tended to have shorter stem internodes (–14.7%), a lower specific leaf area (–4.6%), and to delay flowering (+4.4 days) than plants that had not been sprayed with jasmonic acid. The biomass of inflorescences was reduced by both clipping (–43.2%) and spraying with jasmonic acid (–32.2%). Because each, clipping and jasmonic acid, alone only induced some but partly different responses observed in previous studies with natural herbivores, the combined application of both covers the full response spectrum better and should therefore be used as the most realistic simulation of herbivory.Fehlende oder geringe Herbivorie ist ein wahrscheinlicher Erklärungsfaktor für den Erfolg invasiver Pflanzenarten. Da das Einführen von Herbivoren aus dem Ursprungsgebiet zu Versuchszwecken oder zur biologischen Kontrolle mit Gefahren verbunden ist, kann der Einfluss von Herbivoren durch mechanische Entfernung von Pflanzenteilen oder durch die Behandlung mit Jasmonsäure nachgeahmt werden. Jasmonsäure ist ein natürlicher Auslöser von Abwehrreaktionen gegen Herbivoren bei Pflanzen. Wir untersuchten den Einfluss des Entfernens von 50% der Blattfläche, des Besprühens mit Jasmonsäure oder einer kombinierten Behandlung auf das Wachstum und die physiologischen Eigenschaften der Blätter der invasiven Art Solidago canadensis in Europa. Blattentfernung reduzierte die relative Höhenwachstumsrate der Sprosse um 11.9% in der Periode von 0–20 Tagen nach der Behandlung aber führte zu einer anschließenden Steigerung um 13.5% in der Periode von 42–138 Tagen, so dass die Endhöhe der Pflanzen durch diese simulierte Herbivorie nicht beeinflusst war. Behandlung mit Jasmonsäure führte zu verkürzten Stengelinternodien (–14.7%), verkleinerter Blattfläche (–4.6%) und verzögerter Blütezeit (+4.4 Tage). Die Infloreszenzbiomasse wurde durch die Blattentfernung um 43.2% und die Jasmonatbehandlung um 32.2% reduziert. Da die beiden Behandlungsfaktoren das Pflanzenwachstum unabhängig voneinander und in unterschiedlicher Weise beeinflussten und die beobachteten Pflanzenreaktionen in der Summe den in der Literatur beschriebenen Reaktionen auf natürliche Herbivorie entsprachen, kann die Kombination von mechanischer und chemischer Behandlung als optimale Simulation von Herbivorie bei S. canadensis und möglicherweise anderen invasiven Arten betrachtet werden.     

Demography of the striped mouse (Rhabdomys pumilio) in the succulent karoo

The striped mouse (Rhabdomys pumilio) is widely distributed in southern Africa, inhabiting a wide range of habitats. We describe the demography of the striped mouse in the arid succulent karoo of South Africa, and compare our findings with those of published results for the same species from the moist grasslands of South Africa. In both habitats, breeding starts in spring, but the breeding season in the succulent karoo is only half as long as in the grasslands, which can be explained by different patterns and levels of rainfall; the succulent karoo receives mainly winter rain and rainfall is much less (about 160 mm year⁻¹) than in the grasslands (>1000 mm year⁻¹) which experience summer rain. Population density increased from 37 (start of breeding season) to 171 (end of breeding season) mice per hectare. A high yearly survival rate of 27% during our study from summer to the next breeding season resulted in a population density that was 10 times higher in the succulent karoo than in grasslands. The comparatively high population density may result in habitat saturation and thus forced philopatry, promoting group living in the succulent karoo, which contrasts with the solitary life-style exhibited by populations in moist grasslands.

Zusammenfassung

Demographie der Striemengrasmaus (Rhabdomys pumilio) in der SukkulentenkarooDie Striemengrasmaus (Rhabdomys pumilio) ist im südlichen Afrika weit verbreitet und kommt in unterschiedlichen Habitaten vor. In dieser Studie beschreiben wir die Demographie der Striemengrasmaus in der ariden Sukkulentenkaroo Südafrikas, und vergleichen unsere Ergebnisse mit den Ergebnissen früherer Studien, welche dieselbe Art in den feuchten Grasländern Südafrikas untersucht haben. Die Fortpflanzungssaison beginnt in beiden Habitaten im Frühling, aber sie ist in der Sukkulentenkaroo nur halb so lange wie in den Grasländern. Der Grund dafür wird im unterschiedlichen Niederschlagsmuster vermutet: In der Sukkulentenkaroo regnet es wenig im Winter (ca. 160 mm), während es in den Grasländern viel im Sommer regnet (>1000 mm). Die Überlebensrate in der Sukkulentenkaroo war vom Sommer zur nächsten Fortpflanzungssaison im Frühjahr mit 27% außerordentlich hoch, während die Populationsdichte zehnmal so groß war wie in den Grasländern. Am Anfang der Fortpflanzungssaison betrug die Populationsdichte 37 Mäuse ha⁻¹, am Ende der Fortpflanzungssaison 171 Mäuse ha⁻¹. Die außergewöhnlich hohe Populationsdichte führt womöglich zu Habitatsättigung und einem Fehlen freier Territorien, was mit erklären könnte, warum die Striemengrasmaus in der Sukkulentenkaroo gruppenlebend ist, in den Grasländern hingegen solitär.     

Genetic diversity within Anatolian brown hares (Lepus europaeus Pallas, 1778) and differentiation among Anatolian and European populations

Genetic variability of Anatolian hares and relationships between Anatolian and European populations were assessed by a multilocus allozyme approach to infer evolutionary relationships between hares from Asia Minor and Europe. Of the 48 loci assayed, 19 (39.6%) were polymorphic with two to four alleles in the Anatolian hares. Among all Anatolian alleles, 14 were so far not found in the compared 717 brown hares from Europe. Overall, genetic diversity was highest in Anatolian hares, intermediate in brown hares from the southern and southeastern Balkans and lowest in central European populations. The rich genetic diversity in Anatolian hares might be a consequence of Anatolias biogeographic position with the chance of multiple gene flow from neighbouring regions, and the likelihood of long-term presence of hares during the last ice age, when large parts of more northern latitudes did not provide suitable habitats.However, among 28 loci used for the comparison between European and Anatolian populations, most common alleles of European brown hares were also common in Anatolian populations and no alternately fixed alleles were found for Anatolian and European populations. This together with only little or moderately varying allele frequencies produced low genetic divergence between Anatolian and European populations. Genetic differentiation among Anatolian populations was also low. Even between the two forms with different coat colour (brownish and yellowish) in Anatolian hares, there was little genetic differentiation. Altogether, all Anatolian hares studied presently are closely related to European brown hare populations, and only some distantly spaced population pairs revealed increased genetic divergence.

Zusammenfassung

Genetische Diversität anatolischer Feldhasen (Lepus europaeus Pallas, 1778) und Differenzierung zwischen anatolischen und europäischen PopulationenZur Beurteilung der phylogenetischen Beziehungen zwischen anatolischen Hasen und europäischen Feldhasenpopulationen wurde die allelische Variabilität anatolischer Hasen mittels horizontaler Stärkegelelektrophorese erfaßt und gemeinsam mit unmittelbar vergleichbaren Daten griechischer, bulgarischer und österreichischer Populationen aus früheren Studien populationsgenetischen Analysen unterzogen. Neunzehn der 48 untersuchten Loci der anatolischen Hasen zeigten allelische Variabilität. Unter den anatolischen Allelen kamen 14 bisher in den europäischen Polulationen nicht vor. Insgesamt zeigten anatolische Hasen die höchste und österreichische Populationen die niedrigste genetische Diversität; die jeweiligen Werte der griechischen und bulgarischen Populationen lagen dazwischen. Dies entspricht unserer Hypothese hoher genetischer Diversität in Anatolien, auf Grund der biogeografischen Position und der klimatischen bzw. Lebensraumbedingungen während des Pleistozäns, die, im Gegensatz zu Mitteleuropa, kontinuierliche Hasenpopulation in Anatolien wahrscheinlich erscheinen lassen. Kontinuierliche Populationen und Genflüsse aus verschiedenen Nachbarregionen könnten bei langfristig relative ungestörten Populationen zur Anreicherung genetischer Varianten in Anatolien geführt haben, während mitteleuropäische Feldhasenpopulationen im Zuge ihrer postglazialen Einwanderung aus Refugial-gebieten an genetischer Vielfalt eingebüßt haben. Allerdings waren die häufigen Allele der anatolischen Hasen ebenfalls häufig bei den europäischen Feldhasen vertreten; somit ergab sich insgesamt nur eine geringe genetische Differenzierung zwischen anatolischen und europäischen Feldhasen. Die zwei in Anatolien gefundenen Fellfärbungstypen (brauner vs. gelber Grundton) zeigten ebenfalls keine besondere genetische Differenzierung.     

Diet, habitat use, and relative abundance of pampas fox (Pseudalopex gymnocercus) in northern Patagonia, Argentina

Diet, habitat use and relative abundance of pampas fox Pseudalopex gymnocercus were studied in grassland, sand dune, and scrubland habitats, on the Bahía San Blas and Isla Gama Reserve, Argentina. Scat contents showed a generalist diet, where mammals, insects, and fruits were the main food items. Dietary composition differed among habitats; fruits were mainly consumed in sand dunes; insects, mammals, and fruits predominated in grassland; while insects and mammals were frequent in scrubland habitat. The European hare was the most common vertebrate prey and had the major contribution to the biomass of consumed prey. Pampas fox was the most common carnivore of the reserve and used all available habitats, frequenting more regularly scrubland and sand dune than grassland habitat.

Zusammenfassung

Nahrung, Habitatnutzung und relative Abundanz von Pampasfüchsen (Pseudalopex gymnocercus) im nördlichen Patagonien, Argentinien Die Nahrung, Habitatnutzung und relative Abundanz von Pampasfüchsen Pseudalopex gymnocercus wurde auf Grasflächen, Sanddünen und in Strauchhabitaten des Bahía San Blas and Isla Gama Reserve, Argentinien untersucht. Die Analyse von Kotproben ergab eine typische Diät für Generalisten, wobei Säugetiere, Insekten und Früchte die wichtigsten Nahrungsbestandteile waren. Die Nahrungszusammensetzung unterschied sich zwischen verschiedenen Lebensräumen. Früchte wurden hauptsächlich in Sanddünen konsumiert, Insekten, Säugetiere und Früchte auf Grasflächen; und Insekten und Säugetiere in Strauchhabitaten. Der europäische Hase war die häufigste Beuteart unter den Wirbeltieren und stellte den Hauptanteil an der Biomasse genutzter Beute. Der Pampasfuchs ist das häufigste Raubtier im Reservat und nutzt alle vorhandenen Habitate, jedoch kommt er etwas häufiger in Strauchhabitaten und Sanddünen vor als auf Grasflächen.     

Seasonal fluctuations of the wolf diet in the Hustai National Park (Mongolia)

Seasonal fluctuations in the wolf diet in the Hustai National Park (Mongolia) were determined by analysing wolf scats that were collected from 1994–1997. Except for July, August and September, at least 50% of the frequency of occurrence of prey items in wolf scats consisted of livestock. The frequency of occurrence of wild ungulates ranged from 8–43%, and wild ungulates were most often consumed in July, August and October, but seldom in June. Our study suggested that most seasonal changes in the wolf diet were effected by the life history of red deer. The occurrence of wild ungulates in the wolf diet coincided with the availability and vulnerability of calves. To reduce livestock losses and poaching of wolves we recommend more wolf research, protection and monitoring of both wild prey populations and wolves, and the reintroduction of livestock guarding dogs and year-round guarding of domestic horses.

Zusammenfassung

Saisonale Fluktuationen von Wolfsnahrung im Hustai Nationalpark (Mongolei)Anhand von Kotproben von Wölfen, die von 1994 bis 1997 gesammelt wurden, konnten saisonale Fluktuationen der Wolfsdiät im Nationalpark Hustai (Mongolei) festgestellt werden. Mit Ausnahme der Monate Juli, August und September bestand mindestens 50% der im Wolfskot vorgefundenen Beutereste aus Nutztieren. Wildungulat–traten in 8 bis 43% der Proben auf und wurden am häufigsten in den Monaten Juli, August und Oktober genutzt, jedoch kaum im Juni. Diese Untersuchung deutet darauf hin, dass saisonale Veränderungen der Wolfsdiät wahrscheinlich von der Biologie der Rothirsche beeinflusst werden, da die Abnahme von Wildungulaten in der Wolfnahrumg in den Zeitraum der Kälbergeburten fiel, während die Zunahme von Wildungulaten mit jener Periode koinzidierte, in der sich neu geborene Kälber den Herden anschlossen und die Brunftzeit stattfand. Um sowohl den Verlust von Nutzvieh als auch das Wildern auf Wölfe zu vermindern, empfehlen wir die Wolfsforschung zu verstärken, das Monitoring und den Schutz von Wolfs- und Wildbeutepopulationen zu verbessern, die Wiedereinführung von Hütehunden sowie die ganzjährige Überwachung von Nutzpferden.     

The diet of the Alpine mouse Apodemus alpicola in the Swiss Alps

In this study, we used faecal analysis to determine the diet of the alpine mouse Apodemus alpicola in the field for the first time. This species consumes mainly insects in spring and fruits and seeds of small herbaceous dicotyledons in summer and autumn. Compared to the two congeneric species A. flavicollis and A. sylvaticus, which also occur in the Alps, the diet of A. alpicola is rich in contrasts, with a very pronounced difference between spring and summer. The absence of tree seeds also suggests a mostly terrestrial behaviour. We explain these facts by the specificity of the habitat of A. alpicola: the extreme weather conditions produce great seasonal changes in the vegetation, and the rocky ground favours the adaptation to rock climbing rather than to arboreal living.

Zusamenfassung

Nahrungszusammensetzung bei der Alpenwaldmaus Apodemus alpicola in den Schweizer AlpenDie Nahrungszusammensetzung der Alpenwaldmaus Apodemus alpicola wurde erstmals an Wildfängen und anhand von Kotanalysen qualitativ und quantitativ untersucht. Die Alpenwaldmaus konsumierte im Frühjahr hauptsächlich Insekten, im Sommer und Herbst Früchte und Samen kleiner Dicotyledonen der Krautschicht. Verglichen mit der Gelbhalsmaus A. flavicollis und der Waldmaus A. sylvaticus, die ebenfalls in den Alpen vorkommen, ist die Nahrungspalette von A. alpicola kontrastreicher, mit größeren Unterschieden zwischen Frühjahrs- und Sommerkost. Wir erklären dies durch extreme Klimabedingungen, die zu ausgeprägten jahreszeitlichen Änderungen in der Vegetation führen. Das Fehlen von Baumsamen läßt auf ein vorwiegend terrestrisches Futtersuchverhalten schließen. Große Hinterfüße und langer Schwanz sind offenbar Anpassungen ans Felsklettern und nicht an arboricoles Verhalten.     

Daily torpor in free-ranging common dormice (Muscardinus avellanarius) in Lithuania

Torpid common dormice (Muscardinus avellanarius) were found in nestboxes during all the activity period from early April until late October. Prevalence of torpor among dormice was highest in spring, decreased considerably in summer and increased again in October. The proportion of adult dormice that were torpid was inversely related to mean monthly air temperature, except in September, when dormice prepare for hibernation by accumulating fat reserves. In spring and summer, torpid dormice were found when ambient temperature was up to 14–15 °C and in the arousal phase of torpor – up to 19–20 °C. In autumn, dormice were active at much lower ambient temperatures compared to spring and summer, and only dormice that were fat enough and ready for hibernation were torpid. Torpor bouts usually lasted only until noon, but also in the afternoon during persistently low ambient temperatures in April and October. In April–July, torpor was more frequent among adult males than females (75% vs. 46%), and pregnant females were never found in deep torpor. Prevalence of torpor among young-of-the-year was lower compared to adult dormice at the same time. In October, the average weight of torpid young-of-the-year dormice was significantly higher compared to the weight of active dormice (22.3 vs. 17.5 g).

Zusammenfassung

Tagestorpor bei frei lebenden Haselmäusen (Muscardinus avellanarius) in LitauenHaselmäuse (Muscardinus avellanarius) im Torpor wurden während der gesamten aktiven Saison zwischen zeitigem April und Ende Oktober in Nistkästen gefunden. Im Frühjahr war die Torporfrequenz am höchsten, während des Sommers ging sie beträchtlich zurück, und im Oktober stieg sie wieder deutlich. Der Anteil an Haselmäusen im Torpor war umgekehrt abhängig von der mittleren Monatslufttemperatur, mit Ausnahme des Septembers, wo sich die Haselmäuse Fettreserven in Vorbereitung des Winterschlafes anlegen. Während des Frühlings und des Sommers konnten Haselmäuse im Torpor gefunden werden, wenn die Umgebungstemperatur bis 14–15 °C war, und in der Aufwachphase bei Temperaturen bis 19–20 °C. Im Herbst waren die Haselmäuse bei viel tieferen Temperaturen als im Sommer oder Frühjahr aktiv und nur die Haselmäuse die fett genug waren, um in den Winterschlaf gehen zu können, waren lethargisch. Die Torporphasen dauerten in der Regel nur bis zum Mittag, aber im April und Oktober während lang anhaltenden tiefen Umgebungstemperaturen auch bis in den Nachmittag hinein. Zwischen April und Juli konnten mehr adulte Männchen als Weibchen im Torpor nachgewiesen werden (75% vs 46%). Tragende Weibchen waren niemals im tiefen Torpor zu finden. Die Torporfrequenz war bei Haselmäusen in ihrem ersten Lebensjahr geringer als bei adulten im selben Zeitraum. Im Oktober war bei den lethargischen Jungtieren des Jahres das Durchschnittsgewicht höher als bei den aktiven Haselmäusen (22.3 vs. 17.5 g).     

Do whiskers contribute to nipple-search and suckling behavior in newborn rabbits (Oryctolagus cuniculus)?

Rabbit pups are only nursed for about 3 min once a day. They depend on a pheromone on the mother's ventrum to locate nipples and on tactile stimulation of the muzzle to grasp them. In a continuing study of the sensory input guiding suckling behavior we investigated the whisker array in newborn pups and the possible contribution of the whiskers to suckling. Rabbits are born with approximately 76 whiskers arranged in seven to nine rows and increasing in length from rostral to caudal. No significant difference was found between pups with whiskers cut and intact controls in latency to perform the stereotyped nipple-search behavior, latency to attach to nipples, time spent on nipples, milk ingested, or in the strength of conditioning to a novel odor paired with suckling. Thus, the whiskers do not seem important for suckling in newborn rabbits.

Zusammenfassung

Tragen die Schnurrhaare bei neugeborenen Kaninchen (Oryctolgus cuniculus) zum Zitzensuch- und Saugverhalten bei?Jungkaninchen werden nur einmal am Tag für etwa drei Minuten gesäugt. Für das Auffinden der Zitzen sind sie auf ein Pheromon auf der Bauchhaut der Mutter angewiesen, und für deren Ergreifen auf periorale taktile Reize. In Fortsetzung unserer Untersuchungen zur sensorischen Kontrolle dieses Verhaltens beschreiben wir die Anordnung der Schnurrhaare bei neugeborenen Kaninchen und untersuchen ihren möglichen Beitrag zum Säugeverhalten. Bei der Geburt besitzen Jungkaninchen etwa 76, in 7–9 Reihen angeordnete Schnurrhaare, deren Länge von rostral nach caudal zunimmt. Nach Abschneiden der Schnurrhaare wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen Jungen mit und ohne Schnurrhaare beobachtet, sowohl in der Latenz des Zitzensuchens, des Zitzenfassens, wie in der Besaugungsdauer, der erhaltenen Milchmenge oder dem Grad der Konditionierung auf einen neuen Geruchsstoff. Demnach spielen bei neugeborenen Kaninchen die Schnurrhaare keine wesentliche Rolle für das Auffinden und Besaugen von Zitzen.     

Simulation of trait- and density-mediated indirect effects induced by piscivorous predators

The study demonstrates how to use a spatially explicit individual-based model (IBM) to tackle the problem of resolving density-mediated (DMII) and trait-mediated indirect interactions (TMII) when manipulative experimentation is difficult on the scale of community-level interactions in the real word. As an example we simulated predator-induced behavioural changes in a roach (Rutilus rutilus (L.)) population before and after stocking a lake with an additional pelagic predator (Sander lucioperca (L.)). By this it was possible to calculate bioenergetic gains and costs of trait changes as well as the relative proportions of DMIIs and TMIIs in roach consumption on littoral and pelagic resources in the lake food web. Despite higher net activity costs of 64%, roach migrating horizontally over the diel cycle had a net benefit (higher energy intake of 75%) compared to roach that were restricted to the littoral as a behavioural response to the new predator. By separating the components of the indirect predator effects, we demonstrate that a predator-induced modification in prey traits (behaviour, feeding activity) could contribute substantially to the net indirect effect of a predator even when there are strong density effects. When considering the predation pressure by roach on pelagic resources, the net TMIIs due to the behavioural adaptation of the consumer in response to the predator were 13–14 times stronger than the DMIIs alone. When comparing the different effects on littoral resources it can be shown that the TMIIs approximately compensate the DMIIs thus resulting in a nearly zero net effect.

Zusammenfassung

In der vorliegenden Arbeit wurde ein räumlich explizites individuenbasiertes Modell (IBM) verwendet, um dichteabhängige (DMII) und eigenschaftsabhängige (TMII) indirekte Interaktionen zu vergleichen. Da sich dies auf der Ebene der Lebensgemeinschaft unter realen experimentellen Bedingungen als besonders schwierig erwiesen hat, wurden räuberinduzierte Verhaltensänderungen einer Plötzenpopulation (Rutilus rutilus (L.)) vor und nach dem Besatz mit einem zusätzlichen pelagischen Räuber, dem Zander (Sander lucioperca (L.)), simuliert. Dadurch war es möglich, sowohl die energetischen Kosten und Nutzen der räuberinduzierten Verhaltensänderung als auch die relativen Anteile von DMIIs and TMIIs an der Plötzenkonsumtion auf litorale und pelagische Ressourcen innerhalb des Nahrungsnetzes zu kalkulieren. Verglichen mit den Plötzen, welche sich aufgrund des neuen Räubers vor allem im Litoral aufhielten, hatten die täglich (horizontal) wandernden Plötzen trotz höherer Nettoaktivitätskosten von 64% eine größere Energieaufnahme von 75%. Durch die Auflösung der verschiedenen indirekten Räubereffekte konnten wir demonstrieren, dass räuberinduzierte Modifikationen von Beuteeigenschaften (Verhalten, Fraßaktivität) erheblich zu den indirekten Nettoeffekten eines Räubers beitragen können, auch wenn starke dichteabhängige Effekte vorhanden sind. Wenn man die Plötzenkonsumtion auf pelagische Ressourcen betrachtet, so ergeben sich 13-14 fach stärkere TMIIs als DMIIs. Wenn man die verschiedenen Effekte auf litorale Ressourcen vergleicht, zeigt es sich, dass TMIIs die DMIIs kompensieren, wodurch der indirekte Nettoeffekt fast null beträgt.     

Seasonality of reproduction in the three largest terrestrial rodents of French Guiana forest

We investigated the main life history of the three largest terrestrial rodents of French Guiana forest: the acouchy (Myoprocta exilis), the agouti (Dasyprocta leporina) and the paca (Agouti paca), using data collected during several years. There were noticeable differences among the species in sexual maturation and degree of seasonality in reproduction. Percentage of pregnant females, births and juveniles, and body weight of juveniles decreased progressively from the acouchy, through the agouti to the paca. The acouchy was by far the most seasonal: no births occur in the period August–October, 56% of births were encountered in November–January; consequently, young form an unique cohort in the population. The agouti was also seasonal, but to a lesser degree. Newborns appeared in every period of the year in paca, without any formation of cohort of young. These differences tended to be linked to the seasonal importance of fruits in diets, the most aseasonal species having the most diversified diet during the poor fruit season.

Zusammenfassung

Jahreszeitliche Fortpflanzung von den drei größten terrestrischen Nagern im Regenwald von Französisch GuayanaDie Untersuchungen beziehen sich auf die wichtigsten Merkmale der Lebenszyklen der drei größten terrestrischen Nager, Acouchi, Aguti und Tieflandpaka, im Regenwald von Französisch Guayana, unter Verwendung von über mehrere Jahre währenden Beobachtungen, die beachtenswerte Unterschiede in bezug auf Geschlechtsreife und Fortpflanzung aufzeigen. Fortpflanzung und Populationsstruktur, wie Prozentsatz trächtiger Weibchen, Geburten, Auftreten von Jungen sowie deren Körpergewicht verringern sich kontinuierlich von Acouchis über Agutis hin zu Tieflandpakas. Während Acouchis die bei weitem am stärksten ausgeprägte jahreszeitlich gebundene Fortpflanzung mit 56% der Geburten in den Monaten November bis Januar zeigen, konnten von August bis Oktober keine Geburten beobachtet werden. Demzufolge treten die Jungen in der Population als eine einheitliche Altersklasse auf. Eine periodische Fortpflanzung zeigen auch Agutis, wenn auch weniger ausgeprägt, wohingegen bei Tieflandpakas über das gesamte Jahr hinweg Junge geboren werden, ohne jegliche Bildung von einer Altersklasse. Diese Unterschiede scheinen an die jahreszeitlich bedingte Produktion von für die Ernährung wichtigen Früchten gebunden zu sein, wobei die am wenigsten periodische Art in der früchtearmen Zeit das breiteste Nahrungsspektrum aufweist.     

Mitochondrial DNA evidence for a genetic distinction of the native red deer of Mesola, northern Italy, from the Alpine populations and the Sardinian subspecies

Native red deer of Mesola Wood, northern Italy, were compared with the Sardinian subspecies and with some populations from the Italian Alps and Austria using the analysis of restriction fragment length polymorphism (RELP) of mitochondrial (mt) DNA segments. The results highlight the existence of four main genetic lineages, and provide evidence for a structuring of populations according to their geographic occurrence. Two mitochondrial lineages, although highly distantly related, are shared between the populations from the centre-eastern Alps of Italy and Austria, while the other two lineages characterize the Sardinian and Mesola red deer, respectively. The exclusive haplotype found in the Mesola population appears as being an offshot of one of the two main Alpine lineages, suggesting a presumed origin of these deer from a panmictic population which dwelt in mid-southern Europe, prior to the fragmentation of populations caused by human activities and manipulations. Considering their distinctiveness in morphologic and genetic traits, as well as their historical background and biogeographical value, these native deer should be regarded as a national conservation priority. The Sardinian red deer is highly divergent from both Mesola and Alpine populations. However, the controversial question of the phylogeographic origin of this subspecies remains unresolved. The utility of RELP analyses of mtDNA segments as a tool to discriminate among red deer populations as well as to develop effective strategies for their conservation and management.

Zusammenfassung

Mitochondrien-DNA-Daten zur genetischen Unterscheidung der autochthonen Rothirsche von Mesola, Norditalien, von jenen aus alpinen Populationen und von der Unterart auf SardinienAutochthone Rothirsche aus dem Mesola-Waldgebiet in Norditalien wurden mittels Restriktionsfragmentlängenpolymorphismen (RFLPs) von Abschnitten der mitochondrialen (mt)DNA mit Rotwild der sardischen Unterart und Tieren aus alpinen Populationen verglichen. Die Ergebnisse weisen auf die Existenz von vier genetischen Hauptlinien hin und belegen auch eine Strukturierung der Populationen gemäβ ihrer geographischen Herkunft. Zwei entfernt verwandte mtDNA-Linien wurden in Beständen aus dem Zentral- und Ostalpenbereich von Italien und Österreich gefunden. Die beiden anderen Linien waren jeweils charakteristisch für Rotwild auf Sardinien und Rotwild in Mesola. Der exklusive Haplotyp der Mesola-Population scheint ein Abkömmling einer der beiden alpinen Hauptlinien zu sein. Dies legt eine Abstammung der Mesola-Rothirsche von einer groβen, panmiktischen Population nahe, wie sie vor der anthropogen bedingten Fragmentierung und Isolation von Beständen im Bereich von Mittel- und Südeuropa existiert haben sollte. Sowohl nach der Eigenständigkeit in morphologischen und molekularen Merkmalen als auch im Hinblick auf die Bestandsgeschichte und den biogeographischen Wert sollte der letzten autochthonen Rotwildpopulation in Mesola eine nationale Priorität im Rahmen von Arterhaltungsprogrammen zugebilligt werden. Das sardische Rotwild unterschied sich in hohem Maβ von den alpinen Beständen und der Mesola-Population. Die phylogeographische Herkunft bleibt allerdings unklar. Die Brauchbarkeit von mtDNA-RFLPs zur Abgrenzung von Rothirschbeständen sowie zur Entwicklung von Arterhaltungs- und Management-Konzepten wird diskutiert.     

Habitat requirements of boreal forest caribou during the travel seasons

Understanding space-use patterns of highly mobile animals, such as woodland caribou, is required for ecosystem conservation. We tested for seasonal differences in migration habitat used by woodland caribou while travelling from winter to summer and summer to winter range in northwest Ontario, using radio-telemetry locations of 33 caribou collected from 1995 to 2000. Forest management guidelines in Ontario presume that woodland caribou select specific habitats during the migrating seasons including conifer dominated forests and waterways (rivers and lakes). Results showed few differences between real travel routes and straight-line routes during both high movement periods (post-calving to late winter and late winter to calving). Caribou selected less deciduous forest than available during early winter and spring but contrary to expectations they did not use more open areas and waterways than available. Possible migration corridors, or habitat used during early winter and spring, were not distinguished by one particular habitat type, although caribou were more likely to avoid water and open areas, while using more conifer forests. They did not avoid disturbed habitat such as recently burnt or cut areas. There were some sex-specific differences with males using deciduous forest more than females. Caribou did not choose more than expected of waterways such as chains of lakes or large rivers which, to some extent, run counter to management recommendations. Our findings should be considered when developing local forest management plans and designing harvest patterns with the intent to mitigate negative impacts on woodland caribou habitat.

Zusammenfassung

Das Verständnis der Raumnutzungsmuster von sehr mobilen Tieren, wie den Waldkaribus, ist für den Ökosystemschutz notwendig. Wir untersuchten die saisonalen Unterschiede in der Habitatnutzung von Waldkaribus während der Wanderung (frühe Winter- und Frühjahrsrouten) im nordwestlichen Ontario, indem wir von 1995–2000 die Standorte von 33 Karibus per Radiotelemetrie bestimmten. Richtlinien für Waldmanagement in Ontario setzen vorraus, dass Waldkaribus während der Wanderungszeit spezifische Habitate wählen, die nadelbaumdominierte Wälder und Wasserwege (Flüsse und Seen) einschließen. Die Ergebnisse zeigten einige Unterschiede zwischen den realen Wanderrouten und geradlinigen Routen während der beiden Wanderperioden (nach dem Kalben bis zum späten Winter und später Winter bis nach dem Kalben). Die Karibus wählten weniger als den verfügbaren Laubwald im frühen Winter und Frühjahr, aber sie nutzten entgegen den Erwartungen offenere Areale und Wasserwege nicht mehr als verfügbar. Mögliche Wanderkorridore oder Habitate, die während des frühen Winters und Frühjahrs genutzt wurden, unterschieden sich nicht durch einen bestimmten Habitattyp, auch wenn die Karibus mit größerer Wahrscheinlichkeit Wasser und offene Areale mieden, während sie Nadelwälder nutzten. Sie mieden gestörte Areale nicht, wie kürzlich abgebrannte oder abgeholzte. Es gab einige geschlechtsspezifische Unterschiede, da die Männchen Laubwälder mehr als Weibchen nutzten. Die Karibus wählten Wasserwege, wie Ketten von Seen oder große Flüsse, nicht mehr als erwartet, was in gewissem Ausmaß den Managementempfehlungen zuwiderläuft. Unsere Ergebnisse sollten berücksichtigt werden, wenn örtliche Waldmanagementpläne entwickelt und die Einschlagsmuster entworfen werden, mit der Absicht die negativen Auswirkungen auf das Habitat der Waldkaribus zu mildern.     

Growth and reproduction of dwarf shrubs, Vaccinium myrtillus and V. vitis-idaea, in a severely polluted area

Populations of both Vaccinium myrtillus and V. vitis-idaea in heavily polluted areas around the large nickel–copper smelter at Monchegorsk (NW Russia) persist in small patches scattered over the bare soils. Two non-specific stress indices, leaf fluctuating asymmetry and chlorophyll fluorescence, in plants growing in the most polluted sites were at the same level as in plants growing in unpolluted habitats. Mean mass of a vegetative shoot and current year production of vegetative mass were also similar in polluted and unpolluted sites. Branching in polluted habitats was higher in both species. Annual production of new ramets in V. myrtillus, but not in V. vitis-idaea, was lower in polluted habitats. In both species, proportion of sexually reproducing patches was higher and these patches had more generative shoots and higher fruit yield under pollution impact; the reproductive effort increased with pollution in V. myrtillus but not in V. vitis-idaea. Somatic cost of reproduction in both species was higher in polluted sites, presumably due to both more intensive sexual reproduction and resource limitation in low-nutritive contaminated soil. In both species fruit yield was slightly lower under tree canopies than in gaps. However, in industrial barrens fruit yield was higher than in forests (both in gaps and under the canopies), indicating that enhancement of sexual reproduction in polluted sites cannot be explained by higher light availability alone. Increased allocation to sexual reproduction in heavily polluted habitats, where seedling establishment is hampered by soil toxicity, may indicate the plant strategy to disperse from unfavourable environments.

Zusammenfassung

Sowohl Populationen von Vaccinium myrtillus als auch V. vitis-idaea bleiben in den stark verschmutzten Gebieten rund um die große Nickel-Kupfer-Metallhütte von Monchegorsk (NW Russland) in kleinen Flecken verstreut über den kahlen Boden erhalten. Zwei unspezifische Stressindikatoren, die Blattfluktationsasymmetrie und die Chlorophyllfluoreszenz, waren bei Pflanzen, die in den am stärksten verschmutzten Gebieten wuchsen, auf dem gleichen Niveau wie bei Pflanzen, die in unverschmutzten Gebieten wuchsen. Die mittlere Masse der Vegetationstriebe und die diesjährige Produktion vegetativer Masse waren ebenfalls ähnlich in verschmutzten und unverschmutzten Gebieten. Die Verzweigung war bei beiden Arten stärker in den verschmutzten Gebieten. Die jährliche Produktion von neuen Rameten war bei V. myrtillus im Gegensatz zu V. vitis-idaea geringer in den verschmutzten Gebieten. Bei beiden Arten war der Anteil der sich sexuell reproduzierenden Flecken größer und diese Flecken hatten mehr generative Triebe und höhere Fruchtausbeute unter dem Einfluss von Verschmutzung. Der reproduktive Aufwand nahm bei V. myrtillus im Gegensatz zu V. vitis-idaea zu. Die somatischen Kosten der Reproduktion waren bei beiden Arten in den verschmutzten Gebieten höher, vermutlich sowohl aufgrund der intensiveren sexuellen Reproduktion, als auch aufgrund der Ressourcenlimitierung in den nährstoffarmen, kontaminierten Böden. Bei beiden Arten war die Fruchtausbeute geringfügig kleiner unter Baumkronen als in Lücken. In den industriellen Ödländern war jedoch die Fruchtausbeute größer als in den Wäldern (sowohl in den Lücken als auch unter Baumkronen) und wies darauf hin, dass die Erhöhung der sexuellen Reproduktion in den verschmutzten Gebieten nicht allein durch die höhere Verfügbarkeit von Licht erklärt werden kann. Die erhöhte Allokation zu sexueller Reproduktion in den stark verschmutzen Habitaten, wo die Keimlingetablierung aufgrund der Toxizität der Böden erschwert ist, könnte darauf hinweisen, dass die Strategie der Pflanze ist, sich von ungünstigen Umwelten weg auszubreiten.     

Experimental inbreeding reduces seed production and germination independent of fragmentation of populations of Swertia perennis

We studied effects of inbreeding on the early fitness measures seed production and germination in Swertia perennis L. (Gentianaceae), a locally abundant specialist of fen grasslands, which have been greatly fragmented in Switzerland. We further tested whether such effects differed between populations of different size and isolation. We studied effects of free pollination, hand-outcrossing and hand-selfing on 160 plants in 16 populations in large, in small barely isolated, and in small isolated habitat islands. We found a distinct gradient in experimental outcomes from free pollination to hand-outcrossing to hand-selfing. Compared with free pollination, selfing reduced the number of seeds per capsule by 22% (P < 0.01), the seed/ovule ratio by 26% (P < 0.001), seed mass by 25% (P < 0.001) and germination percentage by 23% (P < 0.05). The outcome of hand-outcrossing was intermediate for all traits. The reduction in early fitness components after selfing is most likely due to inbreeding depression. Higher seed production and germination after free pollination than after hand-outcrossing may be due to a larger number of pollen donors involved in free pollination or due to higher quality of free pollen because of lower relatedness of parent plants. Moreover, the fact that seed production was highest after free pollination indicates that S. perennis is not pollen limited. Pollination treatment effects did not differ between different island types. Hence, there are no indications that early inbreeding depression was purged from more strongly fragmented populations.Wir untersuchten die Auswirkungen von Inzucht auf die frühen Fitnessmerkmale Samenproduktion und Keimung bei der lokal häufigen Swertia perennis L. (Gentianaceae), einer Pflanze der in der Schweiz stark fragmentierten Flachmoore. Um zu untersuchen, ob sich solche Auswirkungen in verschieden großen und unterschiedlich isolierten Populationen unterscheiden, verglichen wir die Auswirkungen von freier Bestäubung, Handfremdbestäubung und Handselbstbestäubung für 160 Pflanzen in 16 Populationen in großen, in kleinen wenig isolierten und in kleinen isolierten Habitatinseln. Wir fanden einen ausgeprägten Gradienten von freier Bestäubung über Fremdbestäubung von Hand zu Handselbstbestäubung: Im Vergleich zu freier Bestäubung war nach Selbstbestäubung die Anzahl Samen pro Kapsel um 22% (P < 0.01), der Samenansatz um 26% (P < 0.001), die Samenmasse um 25% (P < 0.001) und der Keimungserfolg um 23% (P < 0.05) herabgesetzt. Die Resultate der Handfremdbestäubung waren für alle Maße intermediär. Die Herabsetzung von Merkmalen früher Fitness von S. perennis nach Selbstbestäubung ist höchstwahrscheinlich eine Folge von Inzuchtdepression. Der im Vergleich zu Handfremdbestäubung nach freier Bestäubung höhere Fortpflanzungserfolg und die höhere Keimung könnten durch eine größere Anzahl zu freier Bestäubung beitragende Pollenspender oder durch geringere Verwandtschaft der in freier Bestäubung beteiligten Elternpflanzen bedingt sein. Dass die Samenproduktion nach freier Bestäubung am höchsten war, deutet auch darauf hin, dass S. perennis nicht pollenlimitiert ist. Die Effekte der Bestäubungsbehandlungen unterschieden sich nicht zwischen Populationen der verschiedenen Habitatinseltypen. Es gibt also keinen Hinweis darauf, dass frühe Inzuchtdepression aus kleinen und stärker isolierten Habitatinseln ausgemerzt wurde.     

Phyto-activity of biocides used to manipulate herbivory: tests of three pesticides on fourteen plant species

1. We tested three pesticides used for field manipulations of herbivory for direct phytoactive effects on the germination and growth of 14 herbaceous plant species selected to provide a range of life-history strategies and functional groups.2. We report three companion experiments: (A) Two insecticides, chlorpyrifos (granular soil insecticide) and dimethoate (foliar spray), were applied in fully-factorial combination to pot-germinated individuals of 12 species. (B) The same fully-factorial design was used to test for direct effects on the germination of four herbaceous legumes. (C) The molluscicide, metaldehyde, was tested for direct effects on the germination and growth of six plant species.3. The insecticides had few significant effects on growth and germination. Dimethoate acted only on growth stimulating Anisantha sterilis, Sonchus asper and Stellaria graminea. In contrast, chlorpyrifos acted on germination increasing the germination of Trifolium dubium and Trifolium pratense. There was also a significant interactive effect of chlorpyrifos and dimethoate on the germination of T. pratense. However, all effects were relatively small in magnitude and explanatory power. The molluscicide had no significant effect on plant germination or growth.4. The small number and size of direct effects of the pesticides on plant performance is encouraging for the use of these pesticides in manipulative experiments on herbivory, especially for the molluscicide. However, a small number of direct (positive) effects of the insecticides on some plant species need to be taken into account when interpreting field manipulations of herbivory with these compounds, and emphasises the importance of conducting tests for direct phyto-active effects.

Zusammenfassung

1. Wir untersuchten den phytoaktiven Einfluss von drei, in Feldexperimenten eingesetzten Pestiziden, auf die Keimfähigkeit und auf das Wachstum von 14 Krautpflanzen Arten mit verschiedenen Life-history Strategien und aus unterschiedlichen funktionalen Gruppen.2. Wir führten drei Experimente durch: (A) Zwei Insektizide, chlorpyrifos (ein Bodenkörniges Insektizid) und dimethoate (ein Blatt-Insektizid), wurden in allen möglichen Kombinationen (fully-factorial) bei Topfpflanzen von 12 Arten angewendet. (B) Dasselbe Design wurde verwendet, um direkte Einflüsse auf die Keimfähigkeit von vier krautigen Leguminosen zu untersuchen. (C) Die Wirkung des Molluskizids metaldehyde auf Keimfähigkeit und Wachstum wurde auf sechs Planzenarten getestet.3. Bei den Insektiziden fanden wir wenige signifikante Einflüsse auf die Keimfähigkeit und das Wachstum. Dimethoate hatte einen positiven Einfluss auf das Wachstum von Anisantha sterilis, Sonchus asper und Stellaria graminea. Während Chlorpyrifos eine erhöhte Keimfähigkeit bei Trifolium dubium und Trifolium pratense bewirkte. Chlorpyrifos und dimethoate zeigten ausserdem eine signifikante interaktion, auf die Keimfähigkeit von T. pratense. Alle gemessenen Einflüsse waren relativ klein und mit nur geringen Erklärungswort. Das Molluskizid hatte keinen signifikanten Effekt auf die Keimfähigkeit und das Wachstum der Pflanzen.4. Die geringen direkten Auswirkungen der Pestizide auf die Pflanzenfitness den Einsatz dieser Mittel bei Herbivore Experimentieren. Besonders das Molluskizid eignet sich zur Anwendung. Trotzdem müssen die wenigen (positiven) Einflüsse der Insektizide auf einige Pflanzenarten bei der Interpretation von Pflanzenfrassexperimenten, die diese Arten untersuchen, berücksichtigt werden. Unser Ergebnis zeigt wie wichtig es ist direkte phytoaktive Auswirkungen von Pestiziden testen.