Veröffentlichung der ersten globalen makrogenetischen Karte mariner lebensraumbildender Arten

Arten, die als marine lebensraumbildende Arten bekannt sind – Gorgonien, Korallen, Algen, Algen, Meeresphanerogame usw. – sind Organismen, die zur Entstehung und Strukturierung der Unterwasserlandschaften beitragen. Sie sind natürliche Zufluchtsorte für andere Arten und sorgen für Biomasse und Komplexität des Meeresbodens.

Doch diese Schlüsselarten in Meeresökosystemen sind derzeit durch den Klimawandel und andere durch menschliche Aktivitäten verursachte Störungen bedroht. Nun wurde eine Studie in der Fachzeitschrift veröffentlicht Globale Ökologie und Biogeographie weist darauf hin, dass selbst in Meeresschutzgebieten (MPAs) die genetische Vielfalt struktureller Arten nicht geschützt ist, obwohl sie für die Reaktion und Anpassung von Populationen an Veränderungen, die die natürliche Umwelt verändern, von wesentlicher Bedeutung ist.

Die Studie wurde von Laura Figuerola-Ferrando, Cristina Linares, Ignasi Montero-Serra und Marta Pagès-Escolà von der Fakultät für Biologie der Universität Barcelona und dem Biodiversitätsforschungsinstitut der UB (IRBio) durchgeführt; Jean-Baptiste Ledoux und Aldo Barreiro vom Interdisziplinären Zentrum für Meeres- und Umweltforschung (CIIMAR) in Portugal und Joaquim Garrabou vom Institut für Meereswissenschaften (ICM-CSIC).

Auch die genetische Vielfalt ist ein Bestandteil der Biodiversität

Traditionell berücksichtigen Pläne zur Bewirtschaftung und Erhaltung der Meeresbiodiversität Faktoren wie den Artenreichtum. Die genetische Vielfalt – ein weiterer wichtiger Bestandteil der Biodiversität – spiegelt die genetische Variation wider, die zwischen Organismen derselben Art besteht, und ist ein entscheidender Faktor für die Anpassungsfähigkeit von Populationen und ihr Überleben. Trotz ihrer Bedeutung wurde die genetische Vielfalt in Bewirtschaftungs- und Erhaltungsplänen bisher übersehen.

„Genetische Vielfalt spielt eine Schlüsselrolle dabei, die Fähigkeit von Arten, Populationen und Gemeinschaften zu verbessern, sich an schnelle Umweltveränderungen infolge des Klimawandels anzupassen und so ihre Widerstandsfähigkeit zu erhöhen“, sagt Forscherin Laura Figuerola-Ferrando, Erstautorin der Studie.

„Allerdings werden die allermeisten Meeresschutzgebiete bisher auf der Grundlage des Vorhandenseins mehrerer Arten und Lebensräume eingerichtet, ohne deren genetische Vielfalt zu berücksichtigen. Ein anderes Beispiel wäre die Rote Liste der Weltnaturschutzunion (IUCN). die auch die genetische Vielfalt nicht berücksichtigt.“

„In den letzten Jahren wurde die Notwendigkeit verstärkt, die Erhaltungsbemühungen auf den Schutz der genetischen Vielfalt zu konzentrieren. Der technologische Fortschritt führte zu einer massiven Entwicklung verschiedener Techniken zur Bestimmung der genetischen Vielfalt (z. B. durch die Verwendung von Mikrosatelliten oder kleinen DNA-Fragmenten), wie z sowie ihre erschwinglichen Kosten können dazu beitragen, die genetische Vielfalt in Management- und Erhaltungspläne einzubeziehen“, sagt der Forscher von der Abteilung für Evolutionsbiologie, Ökologie und Umweltwissenschaften der UB.

Vom Nordwestatlantik bis zum Golf von Guinea

Die Studie wendet makrogenetische Techniken an, um allgemeine genetische Muster verschiedener Meeresarten auf großen räumlichen Skalen zu identifizieren. Die Autoren haben Daten aus einer globalen Datenbank analysiert, die Informationen zur genetischen Vielfalt (basierend auf Mikrosatelliten) für mehr als 9.300 Populationen von 140 Arten in verschiedenen Meeresregionen rund um den Globus enthält.

Die Ergebnisse skizzieren ein Referenzszenario genetischer Muster bei Arten, die Meereslebensräume bilden (Korallen, Makroalgen, Meeresphanerogame usw.), die für die Verbesserung von Meereslebensmanagement- und Schutzplänen von potenziellem Interesse sind.

Die Provinzen im Nordwestatlantik und der Golf von Bengalen sind die Regionen, in denen die höchste genetische Vielfalt an Meereslandschaftsarten festgestellt wurde. Auch im Mittelmeerraum wurden recht hohe Werte (über dem globalen Durchschnitt) festgestellt. Im Gegensatz dazu sind der Golf von Guinea und der Südwestatlantik die Meeresprovinzen mit den niedrigsten Werten an genetischer Vielfalt.

Die Ergebnisse deuten auch auf einen positiven Zusammenhang zwischen der genetischen Vielfalt und dem Artenreichtum sowohl tierischer als auch pflanzlicher Meereslebensräume hin. Das Papier warnt jedoch vor einem besorgniserregenden Ergebnis: Das Network of Marine Protected Areas (RAMP) in den großen ozeanischen Ökoregionen schützt keine Gebiete, in denen die genetische Vielfalt mariner lebensraumbildender Arten am höchsten ist.

„Was wir gesehen haben, ist, dass die genetische Vielfalt in MPAs nicht geschützt wird. In der Studie war die ursprüngliche Hypothese, dass es in diesen Gebieten eine größere genetische Vielfalt geben würde, aber das war nicht der Fall. Tatsächlich haben wir das getan.“ „Auf globaler Ebene zeigt sich, dass es keine Unterschiede in der genetischen Vielfalt zwischen innerhalb und außerhalb der MPAs gibt“, bemerkt Laura Figuerola-Ferrando, die ihre Doktorarbeit unter der Betreuung von Cristina Linares (UB) und Joaquim Garrabou (ICM) schreibt. CSIC).

Ein neues Muster der äquatorialen Artenvielfalt an den Polen

Die Autoren haben außerdem ein spezifisches Muster in der Verteilung der genetischen Vielfalt der marinen Lebensraum bildenden Arten identifiziert, das von den bisher bekannten traditionellen Modellen abweicht.

„Dies ist ein bimodales Breitengradmuster: Es handelt sich um ein komplexes biogeografisches Modell und es impliziert, dass wir, wenn wir modellieren, wie die genetische Vielfalt dieser Arten mit dem Breitengrad variiert, zwei Spitzenwerte in gemäßigten Zonen und einen kleinen Rückgang der genetischen Vielfalt am Äquator finden.“ “ bemerkt die ICREA Academia-Professorin Cristina Linares (UB-IRBio), eine der Koordinatoren der Studie zusammen mit Jean-Baptiste Ledoux (CIIMAR).

Diese wissenschaftliche Entdeckung ist relevant, da man bis vor einigen Jahrzehnten davon ausging, dass die Verteilung der Artenvielfalt auf dem Planeten einem unimodalen Muster folgte, das heißt, dass sie am Äquator maximale Werte aufwies und zu den Polen hin abnahm. „Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Artenvielfalt in Meeresökosystemen nicht immer der Fall. Bei benthischen Arten ist dieses Muster beispielsweise biomodal und nicht unimodal, was sowohl den Artenreichtum als auch die genetische Vielfalt betrifft“, erklärt Cristina Linares.

„In unserer Studie wird das bimodale Breitengradmuster durch die Taxonomie beeinflusst: Im verwendeten Modell fanden wir statistisch signifikante Unterschiede zwischen Tierarten (mehr genetische Vielfalt) und Pflanzenarten (weniger genetische Vielfalt). „Bei Tier- und Pflanzenarten können wir sehen, dass bei Tieren weiterhin ein bimodales Muster beobachtet wird, bei Pflanzen kann das Gleiche jedoch nicht gesagt werden“, fügt der Forscher Jean-Baptiste Ledoux (CIIMAR) hinzu.

Genetische Vielfalt: Verbesserung der Naturschutzmanagementpläne

Die Schlussfolgerungen der Arbeit erinnern an die Notwendigkeit, die genetische Vielfalt der Populationen in Biodiversitätsmanagement- und Erhaltungspläne auf dem Planeten einzubeziehen.

„Die Bedeutung der genetischen Vielfalt in Biodiversitätsmanagement- und Schutzplänen wurde gerade durch den Kunming-Montreal Global Biodiversity Framework im Rahmen des Übereinkommens über die biologische Vielfalt (CBD/COP/15/L25, 2022) unterstrichen. In diesem Zusammenhang glauben wir das.“ Die im Rahmen unserer Arbeit definierten Grundlagen zu genetischen Diversitätsmustern in marinen, lebensraumbildenden Arten können sehr relevant sein“, bemerkt Jean-Baptiste Ledoux.

Diese Studie zeigt auch, dass die Mittelmeer- und Atlantikregionen in der wissenschaftlichen Literatur, die in dieser Arbeit zu makrogenetischen Mustern von Tiefsee-Strukturarten verwendet wird, am häufigsten vertreten sind.

„Wenn wir uns andererseits die analysierten Taxa ansehen, sehen wir, dass das Mittelmeer die Meeresregion ist, in der wir Studien zu den unterschiedlichsten Taxa (Oktokorallen, Hexacoralen, Schwämmen, Meeresphanerogamen und Algen) haben. Im Nordatlantik gibt es „Es gibt auch eine große Vielfalt an Taxa (hauptsächlich Algen, marine Phanerogamen, aber auch Hexacoralen, Oktocoralen, Bryozoen und Schwämme). Im Südatlantik hingegen konzentrieren sich die Studien hauptsächlich auf Algen“, schließen die Forscher.