In terrestrischen Ökosystemen haben Spinnen als generalistische Prädatoren eine große Bedeutung für die Regulation und die räumliche Verteilung von Insektenpopulationen. In Freilandexperimenten in zwei verschieden strukturierten Graslandhabitaten wurden die Interaktionen zwischen Netzspinnen (insbesondere von Argiope bruennichi) und herbivoren Insekten (vornehmlich von Zikaden) untersucht. Um aufzuklären, welche direkten (durch Fraß) und indirekten (verhaltensbedingten) Einflüsse Prädatoren auf Herbivore ausüben, wurden die Dichten der Netzspinnen in Ausschlussversuchen mit zweifaktoriellem Design in geschlossenen und offenen Versuchsparzellen manipuliert.
Mittels Saugfängen wurden an zwei Probenahmeterminen auf einer heterogeneren Glatthaferwiese und einem homogeneren Rohrglanzgras-Röhricht die Dichten aller Makroarthropoden ermittelt. Die Dichten der Netzspinnen und besonders die von A. bruennichi konnten in beiden Habitaten erfolgreich manipuliert werden.
Auf der Glatthaferwiese konnten keine signifikanten Netzspinneneffekte auf Zikaden festgestellt werden. Nur im Rohrglanzgras-Röhricht wurde die Dichte von E. metrius durch direkten Fraß der Netzspinnen, vermutlich besonders durch A. bruennichi signifikant reduziert. Im Gartetal gab es neben direkten Prädationseffekten auch Hinweise auf verhaltensinduzierte Fluchtreaktionen der Zikadenarten D. venosus und E. metrius in den offenen Varianten. Auf die übrigen erfassten Insektengruppen hatten die netzbauenden Spinnen keinen signifikanten Einfluss. Die Dichten der vaganten Spinnen waren in den offenen Varianten signifikant höher als in den umzäunten Parzellen. In den offenen Parzellen war hingegen die Netzspinnendichte niedriger als in den umzäunten Varianten, dies kann eine Folge von „intraguild predation“ zwischen vaganten Spinnen und Netzspinnen sein, da mit erhöhter Räuberdichte die Prädation der Räuber untereinander steigt. Die Zikaden, besonders die Juvenilstadien, hatten ebenfalls höhere Abundanzen in den geschlossenen Parzellen, diesen Abundanzveränderungen könnten Fluchtreaktionen durch Störung des Saugfangs und Prädation durch die vaganten Spinnen zugrunde liegen.
Die pflanzendiversere Glatthaferwiese war hinsichtlich der Zikaden artenreicher als das Rohrglanzgras-Röhricht, in Bezug auf die Spinnendiversität gab es kaum Unterschiede.
Die Analyse der stabilen Isotope der wichtigsten Arten der Rohrglanzgras-Lebensgemeinschaft unterstützte die Ergebnisse der Freilanduntersuchungen: die Netzspinnen, die sich vorwiegend insektivor ernähren, standen auf einer höheren Trophieebene als die Zikaden. Die Top-Prädatoren dieses Nahrungsnetzes waren die vaganten Spinnen, die sich zum Teil von anderen Spinnen ernähren
Inhaltsverzeichnis
1. EINLEITUNG
2. UNTERSUCHUNGSGEBIET
2.1 Geographische Lage und Bodenverhältnisse
2.2 Klima
2.2.1 Temperatur
2.2.2 Niederschlag
2.3 Vegetation
3. MATERIAL UND METHODEN
3.1 Experimentelles Design
3.2 Saugfangmethode
3.3 Manipulation der Netzspinnendichte
3.3.1 Einmaliges Absaugen
3.3.2 Kontinuierliches Absammeln
3.3.3 Argiope bruennichi
3.4 Probenahmen
3.4.1 Saugfänge
3.4.2 Netzzählung
3.4.3 Ermittlung der Dichte von Argiope bruennichi
3.4.4 Vegetationsaufnahme
3.4.5 Entnahme von Bodenstreuproben
3.4.6 Mikroklimamessungen
3.5 Bearbeitung und Bestimmung der Fänge
3.6 Statistische Analysen
3.6.1 Varianzanalyse
3.6.2 Korrespondenzanalyse (Ordination)
3.7 Analyse der stabilen Isotope
4. ERGEBNISSE
4.1 Arthropodengemeinschaft
4.2 Netzbauende Spinnen
4.2.1 Manipulation der Netzspinnendichte
4.2.1.1 Netzspinnen - Gesamtdichte
4.2.1.2 Große Netzspinnen
4.2.1.3 Argiope bruennichi
4.2.1.4 Netzzählung
4.3 Vagante Spinnen
4.3.1 Vagante Spinnen - Gesamtdichte
4.3.2 Zoridae, Clubionidae und Lycosidae
4.3.3 Mimetidae
4.4 Auchenorrhyncha
4.4.1 Zikaden - Gesamtdichte
4.4.2 Zikadenarten
4.4.3 Fulgoromorpha - Larven
4.5 Korrespondenzanalyse
4.6 Heteroptera, Thysanoptera
4.7 Weitere Insektengruppen
4.8 Masse der Bodenstreu
4.9 Mikroklimamessungen
4.10 Analyse der stabilen Isotope 13C und 15N
5. DISKUSSION
5.1 Eignung der Saugfangmethode
5.2 Vergleich der Arthropodengemeinschaften beider Graslandhabitate
5.2.1 Habitatstrukturen
5.2.2 Arthropodenfauna
5.2.2.1 Araneida
5.2.2.2 Auchenorrhyncha
5.2.2.3 Heteroptera und Thysanoptera
5.3 Einflüsse der Netzspinnen auf die Herbivorengemeinschaften
5.3.1 Manipulation der Netzspinnendichte
5.3.2 Effekte auf Zikaden
5.3.3 Effekte auf weitere Insektengruppen
5.4 Erstellung eines Nahrungsnetzes durch die Analyse der stabilen Isotope
5.5 Beziehungen der untersuchten Arthropodengemeinschaft im Grasland
5.6 Schlussfolgerungen und Ausblick
Zielsetzung & Themen
Die Arbeit untersucht den Einfluss netzbauender Spinnen, insbesondere der Wespenspinne Argiope bruennichi, auf herbivore Insekten in zwei unterschiedlich strukturierten Graslandökosystemen. Ziel ist es, durch Freilandexperimente und die Analyse stabiler Isotope direkte und indirekte top-down-Effekte sowie die Stellung der Prädatoren innerhalb des trophischen Beziehungsgefüges zu klären.
- Top-down-Einflüsse netzbauender Spinnen auf Herbivorengemeinschaften.
- Vergleich der Arthropodendiversität in heterogenen Glatthaferwiesen und homogenen Rohrglanzgras-Röhrichten.
- Analyse direkter Prädation sowie indirekter Effekte wie Fluchtverhalten.
- Untersuchung der "intraguild predation" zwischen verschiedenen Spinnengruppen.
- Erstellung eines Nahrungsnetzes mittels stabiler Isotopenanalyse (13C und 15N).
Auszug aus dem Buch
5.3 Einflüsse der Netzspinnen auf die Herbivorengemeinschaften
Um die Fragen nach der Intensität und Bedeutung direkter und indirekter Auswirkungen von netzbauenden Spinnen auf herbivore Insekten zu beantworten und die Ergebnisse statistisch absichern zu können, wurde der Freilandversuch in einem zweifaktoriellen Blockdesign angelegt. Zum Nachweis des direkten Fraßdrucks der Räuber auf die Pflanzenfresser wurde die Netzspinnendichte manipuliert. Um festzustellen, ob die Prädatoren auch Verhaltensänderungen (Fluchtverhalten) bei ihren Beutetieren auslösen, wurde die Bewegungsfreiheit der Arthropoden beeinflusst. Auf unbehandelten Kontrollflächen wurden die natürlichen Dichteverhältnisse der Arthropoden ermittelt, um durch die Manipulation hervorgerufene Fehler abzuschätzen.
Durch die Anordnung des Blockdesigns sollten die verschiedenen Varianten entlang eines mutmaßlichen Gradienten bezüglich der bodennahen Temperatur und Luftfeuchtigkeit gleichmäßig verteilt werden. Insbesondere in Atzenhausen wurden diese Umweltfaktoren durch die partielle Beschattung der Fläche beeinflusst. Einige Arthropodengruppen (z.B. Isopoda) reagierten darauf mit veränderten Abundanzen.
Zusammenfassung der Kapitel
1. EINLEITUNG: Einführung in das Thema der trophischen Kaskaden in Graslandhabitaten und die ökologische Rolle der Wespenspinne als Prädator.
2. UNTERSUCHUNGSGEBIET: Beschreibung der Standorte Atzenhausen und Gartetal hinsichtlich geographischer Lage, Klima und Vegetation.
3. MATERIAL UND METHODEN: Detaillierte Erläuterung des zweifaktoriellen Versuchsdesigns, der Saugfang- und Manipulationsmethoden sowie der statistischen Analysen und der Isotopenuntersuchung.
4. ERGEBNISSE: Präsentation der erhobenen Daten zu Arthropodengruppen, Spinnen- und Zikadenabundanzen, statistische Auswertungen der Manipulationseffekte und Darstellung des Nahrungsnetzes.
5. DISKUSSION: Interpretation der Ergebnisse im Hinblick auf direkte und indirekte Prädationseffekte, Habitatsunterschiede und trophische Kaskaden unter Einbeziehung der Fachliteratur.
6. ZUSAMMENFASSUNG: Kompakte Wiederholung der zentralen Untersuchungsmethoden und der wichtigsten wissenschaftlichen Erkenntnisse der Arbeit.
Schlüsselwörter
Argiope bruennichi, Netzspinnen, Grasland, Zikaden, Nahrungsnetz, stabile Isotope, top-down-Effekte, Prädation, trophische Kaskaden, Artenvielfalt, Habitatstruktur, Saugfangmethode, Arthropodengemeinschaft.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Diplomarbeit grundsätzlich?
Die Arbeit untersucht, welchen Einfluss netzbauende Spinnen, insbesondere die Wespenspinne, auf die Gemeinschaft pflanzenfressender Insekten in Graslandökosystemen ausüben.
Was sind die zentralen Themenfelder der Studie?
Die zentralen Felder sind die trophischen Interaktionen zwischen Prädatoren (Spinnen) und Herbivoren (Zikaden, Wanzen) sowie der Vergleich unterschiedlicher Habitatstrukturen.
Welches primäre Ziel verfolgt die Forschungsarbeit?
Das Ziel ist es, direkte Fraßeffekte von einer bloßen Abwanderung der Beute durch Verhaltensänderungen (indirekte Effekte) abzugrenzen und trophische Beziehungen durch Isotopenanalysen darzustellen.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Es wurde ein zweifaktorielles Freiland-Blockdesign zur Manipulation der Spinnendichte angewandt, ergänzt durch Saugfänge und Analysen stabiler Isotope (13C und 15N).
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die methodische Beschreibung, die detaillierte Ergebnispräsentation der verschiedenen Insektengruppen und deren statistische Auswertung sowie die anschließende ökologische Diskussion.
Welche Schlüsselbegriffe charakterisieren die Forschung?
Wichtige Begriffe sind Netzspinnen, Argiope bruennichi, Zikadenabundanz, Habitatstruktur, top-down-Kontrolle und Nahrungsnetz-Analysen.
Wie unterschied sich die Spinnenfauna zwischen den beiden Untersuchungsgebieten?
Das Gartetal wies eine höhere Netzspinnendichte und eine größere Artenvielfalt auf als die Glatthaferwiese in Atzenhausen, was maßgeblich auf die feuchteren, schattigeren Habitatbedingungen zurückzuführen ist.
Welchen Einfluss hatte die Umzäunung auf die Herbivoren?
Die Umzäunung führte bei verschiedenen Zikaden- und Insektengruppen zu signifikanten Dichteänderungen, die teilweise auf Störeffekte oder den Ausschluss von Fluchtwegen zurückzuführen sind.
Was ergab die Analyse der stabilen Isotope?
Die Isotopenanalyse ermöglichte die Einordnung der untersuchten Arten in trophische Ebenen und bestätigte, dass Netzspinnen und vagante Spinnen auf höheren Ebenen als die Zikaden und Wanzen im Nahrungsnetz stehen.
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- Diplom-Biologe Heiko Bischoff (Author), 2007, Zum Einfluss von Netzspinnen auf herbivore Insekten – die Wespenspinne "Argiope bruennichi" als Schlüsselart im Grasland, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/85658
