Du bist nicht, was du isst

Das gilt zumindest für Dipterenlarven: Ihre artspezifische Mikrobengemeinschaft im Darm erlaubt es ihnen nicht, ihre Nahrungsgewohnheiten an sich wandelnde Umweltbedingungen anzupassen. Dies wiesen Innsbrucker Ökologen nun erstmals anhand von neuen bioinformatischen Methoden nach und präsentierten ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift Molecular Ecology Resources.
Dipterenlarven können ihre Nahrungsgewohnheiten nicht an sich wandelnde Umweltbedingungen anpassen. Bild: Julia Seeber
Bild: Dipterenlarven können ihre Nahrungsgewohnheiten nicht an sich wandelnde Umweltbedingungen anpassen. Bild: Julia Seeber

Die Auflassung der Almflächenbewirtschaftung führt zu einer massiven Veränderung der Bodenflora in den Alpen. „Das Fortschreiten der Auflassung der Bewirtschaftung führt zum vermehrten Vorkommen von Zwergsträuchern, die für Bodentiere als schwer verdaulich gelten“, erklärt Julia Seeber, wissenschaftliche Mitarbeiterin am Institut für Ökologie der Uni Innsbruck. Gemeinsam mit ihren KollegInnen Alexander Rief, Wolfgang Arthofer, Florian Steiner und Birgit Schlick-Steiner von der Arbeitsgruppe für Molekulare Ökologie hat Seeber mögliche Anpassungsstrategien der Bodentiere untersucht. „Nachdem wir bereits zwei wichtige Zersetzergruppen – die Regenwürmer und die Tausendfüßler – in Bezug auf diese Entwicklung untersucht haben, wollten wir nun wissen, wie die dritte wichtige Zersetzergruppe – die weltweit vorkommenden Dipterenlarven – mit der sich wandelnden Flora umgehen“, so die Ökologin. Dipteren oder Zweiflügler, zum Beispiel Mücken oder Fliegen, bilden eine Ordnung der Insekten zu der knapp 160.000 Arten aus 226 Familien zählen. Ihre Larven gehören zu den wichtigsten Zersetzern in der Bodenfauna. Ob und wie Dipterenlarven mit dem veränderten Nahrungsangebot zurechtkommen werden, hängt von der Art der Mirkrobengemeinschaft im Darm der Tiere ab. „Haben die Tiere eine nahrungsbezogene Mikrobengemeinschaft im Darm – also eine, die sie mit der Nahrung aufnehmen – ist es den Tieren dadurch möglich, neue Nahrung aufzuschließen. Dies ist bei den Regenwürmern der Fall“, erläutert Seeber. „Wenn die Tiere allerdings eine artspezifische Mikrobengemeinschaft im Darm haben – wie zum Beispiel beim Tausendfüßler – ist eine derartige Anpassung nicht möglich.“

Neue bioinformatische Methode

Um herauszufinden, wie die die Dipterenlarven mit dem neuen Nahrungsangebot umgehen werden, verwendeten die Ökologen die neue Methode des Next Generation Sequencing. Arbeitete man vor zehn Jahren noch ausschließlich mit einer Methode – dem sogenannten Sanger-Verfahren –, die etwa 85.000 DNA-Bausteine in einem Lauf identifizierte, produziert das neueste Verfahren 600 Milliarden Bausteine pro Lauf. „Auch wenn die einzelnen Reads beim Next-Generation-Sequencing um ein vielfaches kürzer sind und deren Auswertung eine bioinformatische Herausforderung darstellt, ist die Datenlage und damit die Sicherheit der Aussage um ein vielfaches höher “, erläutert die Wissenschaftlerin. Die Auswertungen der Arbeitsgruppe zeigten, dass die Dipterenlarven über eine artspezifische Darmflora verfügen. „Die Dipterenlarve ist also nicht, was sie isst“, so Seeber. „Entweder können sie mit ihrer vorhandenen Mikrobengemeinschaft im Darm Zwergsträucher aufschließen oder die Tiere verhungern. Ein Anpassung ist nicht möglich.“ Beim Tausendfüßler spielt diese artspezifische Darmflora in Bezug auf die Auflassung von Almbewirtschaftung keine große Rolle, da diese als Waldtiere mit Zwergsträuchern umgehen können. „Bei den Dipterenlarven ist das allerdings nicht bei allen Gruppen der Fall, und es könnte sein, dass sie mit dem sich verändernden Nahrungsangebot langsam verschwinden“, so die Ökologin.