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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:hbz:385-11515
URL: http://ubt.opus.hbz-nrw.de/volltexte/2018/1151/


Improving the knowledge of European cave salamanders (genus Hydromantes):ecological studies for conservation of a highly threatened endemic species

Verbesserung der Kenntnisse der europäischen Höhlensalamander (Gattung Hydromantes): ökologische Studien zur Erhaltung einer stark bedrohten endemischen Art

Lunghi, Enrico

pdf-Format:
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SWD-Schlagwörter: Höhle, Salamander, Ökologie
Freie Schlagwörter (Deutsch): Höhle, Salamander, Ökologie
Freie Schlagwörter (Englisch): cave, salamander, ecology
MSC - Klassifikation: 92-02 , 92-00
Institut: Geographie und Geowissenschaften
Fakultät: Fachbereich 6
DDC-Sachgruppe: Naturwissenschaften
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Veith, Michael (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 13.04.2018
Erstellungsjahr: 2018
Publikationsdatum: 25.06.2018
Kurzfassung auf Deutsch: Diese Arbeit konzentriert sich auf die Verbesserung des Wissens über eine Gruppe bedrohter Arten, die europäischen Höhlensalamander (Gattung Hydromantes). Es gibt drei Hauptabschnitte, die Studien zu verschiedenen Themen sammeln: Ökologie (erster Teil), Lebenseigenschaften (zweiter Teil) und Monitoring-Methoden (dritter Teil). Der erste Teil beginnt mit der Untersuchung der Reaktion von Hydromanten auf die Veränderung der klimatischen Bedingungen und analysiert 15 verschiedene Orte während eines ganzen Jahres (KAPITEL I; veröffentlicht in PEERJ im August 2015). Danach geht es weiter mit der Identifizierung, welche die operative Temperatur ist, die diese Salamander erfahren, einschließlich der Reaktion ihres Körpers auf Veränderungen der Umgebungstemperatur. Diese Studie wurde unter Verwendung eines der fortschrittlichsten Hilfsmittel, einer Infrarot-Thermokamera, durchgeführt, die die Möglichkeit bot, eine detaillierte Beobachtung des Salamanderkörpers durchzuführen (KAPITEL II; veröffentlicht im Journal of Thermal BIOLOGY im Juni 2016). Im nächsten Kapitel verwenden wir die vorherigen Ergebnisse, um die ökologische Nische aller acht Hydromantenarten zu analysieren. Die Studie unterstreicht vor allem die Diskrepanz zwischen makro- und mikroskaliger Analyse ökologischer Nischen und zeigt einen schwachen Konservatismus ökologischer Nischen innerhalb der Artenentwicklung (KAPITEL III; unveröffentlichtes Manuskript). Wir konzentrieren uns dann nur auf Hybriden, die innerhalb der natürlichen Verteilung der Festlandspezies vorkommen. Hier analysieren wir, ob die ökologische Nische von Hybriden Unterschiede zu denen von Elternarten aufweist, und evaluieren so die Kraft der Hybridenadaptation (KAPITEL IV; unveröffentlichtes Manuskript). In Anbetracht der Tatsache, dass Hybriden eine potentielle Bedrohung für Elternarten darstellen können (in Bezug auf genetische Erosion und Konkurrenz), haben wir die erste ökologische Studie über eine allochthone Mischpopulation von Hydromaten erstellt, die Bevölkerungsstruktur, ökologische Anforderungen und Ernährung analysiert. Das Interesse an dieser speziellen Population beruht hauptsächlich auf der Tatsache, dass ihre Mitglieder von allen drei Festland-Hydromanten-Arten stammen und somit eine potentielle Quelle neuer Hybriden darstellen können (KAPITEL V; im Oktober 2017 in AMPHIBIA-REPTILIA akzeptiert). Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Frage, wie bioklimatische Parameter Arten innerhalb ihres Verbreitungsgebiets beeinflussen. Unter Verwendung des mikroendämischen H. flavus als Modellart analysieren wir den Zusammenhang zwischen Umwelteignung und lokaler Abundanz der Arten und fokussieren dabei auf alle intermediären Dynamiken, die nützliche Informationen zur räumlichen Variation der individuellen Fitness liefern (KAPITEL VI; im November bei SCIENTIFIC REPORTS eingereicht) 2017). Der erste Teil endet mit einer Analyse der Interaktion zwischen Hydromanten und Batracobdella algira leeches, dem einzigen bekannten Ektoparasiten für europäische Höhlensalamander. Wenn man bedenkt, dass die Wirkung von Blutegeln auf ihre Wirte möglicherweise schädlich ist, untersuchten wir, ob diese Ektoparasiten eine weitere Bedrohung für Hydromaten darstellen können (KAPITEL VII; im November 2017 dem INTERNATIONALEN JOURNAL FÜR PARASITOLOGIE: PARASITEN UND WILDLIFE vorgelegt). Der zweite Teil bezieht sich auf die Reproduktion von Hydromanten. In der ersten Studie analysieren wir das Brutverhalten mehrerer Weibchen einer Population und identifizieren Unterschiede und Gemeinsamkeiten in Kohortenbildung von Weibchen (KAPITEL VIII; im Dezember 2015 im NORTH-WESTERN JOURNAL OF ZOOLOGY veröffentlicht). In der zweiten Studie sammeln wir Informationen von allen Hydromanten-Arten, analysieren die Größe und Entwicklung von Brutweibchen und identifizieren einen Zusammenhang zwischen Brutzeit und klimatischen Bedingungen (KAPITEL IX; im Juni 2017 bei SALAMANDRA eingereicht). Im letzten Teil dieser Arbeit analysieren wir zwei mögliche Methoden zur Überwachung von Hydromantenpopulationen. In der ersten Studie bewerten wir die Effizienz der Markierungsmethode mit Alpha-Tags (KAPITEL X; veröffentlicht in SALAMANDRA im Oktober 2017). In der zweiten Studie konzentrieren wir uns auf die Bewertung von N-Mischungsmodellen als Methode zur Schätzung der Häufigkeit in Wildpopulationen (KAPITEL XI; eingereicht im Oktober 2017 bei BIODIVERSITY & CONSERVATION).
Kurzfassung auf Englisch: This thesis is focused on improving the knowledge on a group of threatened species, the European cave salamanders (genus Hydromantes). There are three main sections gathering studies dealing with different topics: Ecology (first part), Life traits (second part) and Monitoring methodologies (third part). First part starts with the study of the response of Hydromantes to the variation of climatic conditions, analysing 15 different localities throughout a full year (CHAPTER I; published in PEERJ in August 2015). After that, the focus moves on identify which is the operative temperature that these salamander experience, including how their body respond to variation of environmental temperature. This study was conducted using one of the most advanced tool, an infrared thermocamera, which gave the opportunity to perform detailed observation on salamanders body (CHAPTER II; published in JOURNAL OF THERMAL BIOLOGY in June 2016). In the next chapter we use the previous results to analyse the ecological niche of all eight Hydromantes species. The study mostly underlines the mismatch between macro- and microscale analysis of ecological niche, showing a weak conservatism of ecological niches within the evolution of species (CHAPTER III; unpublished manuscript). We then focus only on hybrids, which occur within the natural distribution of mainland species. Here, we analyse if the ecological niche of hybrids shows divergences from those of parental species, thus evaluating the power of hybrids adaptation (CHAPTER IV; unpublished manuscript). Considering that hybrids may represent a potential threat for parental species (in terms of genetic erosion and competition), we produced the first ecological study on an allochthonous mixed population of Hydromantes, analysing population structure, ecological requirements and diet. The interest on this particular population mostly comes by the fact that its members are coming from all three mainland Hydromantes species, and thus it may represent a potential source of new hybrids (CHAPTER V; accepted in AMPHIBIA-REPTILIA in October 2017). The focus than moves on how bioclimatic parameters affect species within their distributional range. Using as model species the microendemic H. flavus, we analyse the relationship between environmental suitability and local abundance of the species, also focusing on all intermediate dynamics which provide useful information on spatial variation of individual fitness (CHAPTER VI; submitted to SCIENTIFIC REPORTS in November 2017). The first part ends with an analysis of the interaction between Hydromantes and Batracobdella algira leeches, the only known ectoparasite for European cave salamanders. Considering that the effect of leeches on their hosts is potentially detrimental, we investigated if these ectoparasites may represent a further threat for Hydromantes (CHAPTER VII; submitted to INTERNATIONAL JOURNAL FOR PARASITOLOGY: PARASITES AND WILDLIFE in November 2017). The second part is related to the reproduction of Hydromantes. In the first study we perform analyses on the breeding behaviour of several females belonging to a single population, identifying differences and similarities occurring in cohorting females (CHAPTER VIII; published in NORTH-WESTERN JOURNAL OF ZOOLOGY in December 2015). In the second study we gather information from all Hydromantes species, analysing size and development of breeding females, and identifying a relationship between breeding time and climatic conditions (CHAPTER IX; submitted to SALAMANDRA in June 2017). In the last part of this thesis, we analyse two potential methods for monitoring Hydromantes populations. In the first study we evaluate the efficiency of the marking method involving Alpha tags (CHAPTER X; published in SALAMANDRA in October 2017). In the second study we focus on evaluating N-mixtures models as a methodology for estimating abundance in wild populations (CHAPTER XI; submitted to BIODIVERSITY & CONSERVATION in October 2017).

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