Dispersal, landscape occupancy and population structure in the butterfly Melanargia galathea

Dispersal is a key ecological process linking metapopulation dynamics in the landscape to distribution patterns at larger spatial scales. In this study, we investigated the landscape occupancy and genetic population structure of a butterfly species, Melanargia galathea. Several landscapes differing in composition and structure were sampled as well as populations at different spatial scales. We found that M. galathea occupied 91.3% of all habitat patches available within a particular landscape, probably due to a dominance of landscape scale processes such as rescue effect and recolonisation. A high level of genetic polymorphism within the sampled populations and a very low amount of genetic differentiation between populations was observed (G_st=0.034), characteristic of species with high dispersal capacity and/or high density. High dispersal rates ensured considerable gene mixing at the landscape scale while the influence of distance on dispersal success was detected at the regional and continental scales by a significant amount of isolation by distance. We also found that, at the landscape scale, the dispersal of this butterfly species was influenced by the spatial distribution of its habitat patches.

Zusammenfassung

Die Ausbreitung ist ein ökologischer Schlüsselprozess, der die Metapopulationsdynamik in einer Landschaft mit den Verbreitungsmustern auf einer größeren räumlichen Skala verbindet. In dieser Studie untersuchten wir die Verbreitungsmuster und die genetische Populationsstruktur einer Schmetterlingsart, Melanargia galathea. Es wurden sowohl einige Landschaften beprobt, die sich in der Zusammensetzung und der Struktur unterschieden, als auch Populationen auf verschiedenen räumlichen Skalen. Wir fanden, dass M. galathea 91.3% aller verfügbaren Habitatflecken in einer bestimmten Landschaft besetzte, möglicherweise aufgrund der Dominanz von Landschaftsskalenprozessen wie “Rescue-Effekt” und Rekolonisation. Es wurde ein hoher genetischer Polymorphismuslevel und ein sehr geringer Umfang genetischer Differenzierung innerhalb der beprobten Populationen beobachtet (G_st=0.034), was charakteristisch für Arten mit einer großen Ausbreitungsfähigkeit und/oder hoher Dichte ist. Hohe Ausbreitungsraten sicherten eine beträchtliche Genvermischung auf der Landschaftsskala, während der Einfluss der Entfernung auf den Verbreitungserfolg auf der regionalen und kontinentalen Skala durch einen signifikanten Anteil der Isolation aufgrund von Entfernung festgestellt wurde. Wir fanden auch, dass auf der Landschaftsskala die Ausbreitung dieses Schmetterlings durch die räumliche Verteilung der Habitatflecken beeinflusst wurde.