Cortes-Rodriguez - 2021 - 01

Cortes-Rodriguez, X., G. Borja-Martinez & E. Vazquez-Dominguez (2021): Striking habitat reduction, decreased genetic diversity, and imperilled conservation of natural populations of Terrapene coahuila. – Freshwater Biology: Early View.

Eine auffällige Habitatreduktion, abnehmende genetische Diversität sowie die Gefährdung der Erhaltungsbemühungen für die natürlichen Populationen von Terrapene coahuila.

DOI: 10.1111/fwb.13681 ➚

Coahuila-Dosenschildkröte, Terrapene coahuila, – © Rodolfo Juaerez Olvera
Coahuila-Dosenschildkröte,
Terrapene coahuila,
© Rodolfo Juaerez Olvera
  1. Evolutive Langzeitprozesse sowie demographische Prozesse formen die Muster von genetischer Variation in natürlichen Populationen. Die Genetische-Diversität ist dabei von primärer Bedeutung for die Langzeitüberlebensfähigkeit von Arten, insbesondere dann, wenn diese bedroht oder gar hochgradig gefährdet sind, denn sie können in nur wenigen Generationen verlorengehen oder es braucht hunderte damit sie sie sich wieder aufbauen können. Bemerkenswerterweise, gehören Schildkröten zu den am meisten gefährdeten Wirbeltiertaxa weltweit. Die Coahuila–Dosenschildkröte, Terrapene coahuila ist die einzige aquatische Spezies aus ihrer Gattung und sie lebt mikroendemisch begrenzt in dem Wüstenquell-Ökosystem des Cuatrocienegas-Beckens (CCB). Das CCB ist von gravierenden Habitatveränderungen während der letzten Dekaden geprägt worden wodurch die Fragmentierung der einstmals untereinander verbundenen Feuchtgebietssysteme verursacht wurde. Wir zielten darauf eine detaillierte Evaluation der evolutionären und genetischen Muster für T. coahuila durchzuführen und zwar sowohl im Hinblick auf deren historische wie auch deren gegenwärtige Situation und zwar unter Berücksichtigung der Biogeographie für die CCB und den Prozessabläufen die die Verbreitung der Art beeinflussen.
  2. Wir untersuchten die Beteiligungen von historischen und gegenwärtigen populationsdemographischen Prozessen die zur genetischen Diversität und zur Struktur beitrugen indem wir zwei mitochondriale DNS-Gene (Cytochrom b und d-loop), ein nukleäres Gen (GAPD) sowie 12 nukleäre Mikrosatellitenloci analysierten. Wir führten dabei vergleichende Analysen für diese Datensätze durch um damit die historischen Muster für die Demographie, den Wanderbewegungen, der genetischen Diversität und um damit auch Zeitpunkte zu bestimmen zu denen Aufspaltungsereignisse innerhalb des Beckens sich bei T. coahuila ereigneten. Ebenso überprüften wir die jünsten Muster im Hinblick auf die genetische Variationsbreite, die Struktur sowie mit Blick auf Inzucht, Flaschenhalssignale und die Effektive Populationsgröße.
  3. Unsere Ergebnisse datierten die Zeit für den jüngsten geimeinsamen Vorfahren für T. coahuila im CCB auf vor ca. 10,1 Millionen Jahren mit der höchsten Aufspaltung (Diversifikation) während des Holozäns. Die Strukturanalysen ergaben übereinstimmend zwei genetische Cluster, Cuatrocienegas-Ost und Cuatrocienegas–West für jede Seite der größten historischen Barriere der Sierra San Marcos. Die Ergebnisse zur Demographie unterstützten eine Aufspaltungzeit zwischen den westlichen und östlichen Populationen in der Zeit von vor 47.500 bis zu 110.950 Jahren und für die Besiedlung der südlichsten Verbreitungsbereiche der Cuatrocienegas-West (Churince) von vor 28.500-66.500 Jahren, wobei für sich für diesen Bereich ein in jüngster Zeit erfolgtes Flaschenhalsereignis auswirkt. Alle Populationen zeigen sehr niederige Werte in Bezug auf die Haplotypen und die nukleäre genetische Diversität ebenso wie für die Migration, die Effektive-Populationsgröße und die Verwandtschaft. Zudem zeigte sich ein signifikantes Ausmaß an Inzucht sowie Signale für Flaschenhälse innerhalb der genetischen Cluster.
  4. In Übereinstimmung mit der biogeographischen Historie des Cuatrocienegas–Beckens zeigen unsere Ergebnisse, dass für T. coahuila die Aufzweigung über das gesamte Cuatrocienegas–Tal kontinuierlich während des Pleistozäns verlief und im Holozän zu einer Zeit das höchste Ausmaß erreicht hatte als im Tal die graduelle Austrocknung ihren Anfang nahm. Wie vorhergesagt zeigt sich für T. coahuila überall eine langfristige und wahrscheinlich auch noch fortschreitende Abnahme bei der genetischen Variation, eine zunehmende genetische Differenzierung bei niedrigen Populationsgrößen als Folge des derzeitigen Habitatverlusts mit zunehmender Fragmentierung für das gesamte CCB.
  5. Veränderungen bei der Demographie von Arten sowie bei deren Populationskonnektivität haben das Potential die genetischen Muster bei Süßwasserspezies permanent zu verändern. Unter Berücksichtigung der sehr begrenzten Verbreitung, der hochgradigigen Habitatspezifität bei gleichzeitigem Habitatverlust ergibt sich für Terrapene coahuila ein äußerst hohes Aussterberisiko. Nachzuchtprogramme in menschlicher Obhut für die Coahuila–Dosenschildkröte sollten unsere Ergebnisse berücksichtigen, um den weiteren Verlust an genetischer Diversität zu begrenzen und damit eine echte Chance für eine erfolgversprechende Wiederansiedlung zu ermöglichen. Ebenso ist es von besonderer Wichtigkeit für die Erhaltung dieser Spezies sowie für das ganze Cuatrocienegas–Tal die Verbindungen zwischen den fragmentierten Feuchtgebieten wiederherzustellen.

Kommentar von H.-J. Bidmon

Diese Arbeit beschreibt für T. coahuila eigentlich etwas was wir schon des Öfteren diskutiert haben, da es schon für viele Arten durch die molekulargenetischen Daten seit der letzten Eiszeit oder auch noch weiterzurückliegend beschrieben wurde. Seit der letzten Eiszeit haben sich für etliche Schildkrötenarten die Lebensräume verändert was letztendlich auch zur Aufspaltung von Arten bzw. Unterarten führte (siehe dazu auch Hofmeyer et al., 2021 und den dortigen Kommentar). Allerdings sehen wir eine wesentlich drastischere Situation, denn dieses Wüstenfeuchtraumhabitat wird wahrscheinlich mit dem rasch fortschreitenden Klimawandel immer weiter austrocknen. Somit wird T. coahuila wohl zu jenen Arten gehören die zumindest in dieser Region keine Überlebenschance haben wird, zumindest dann nicht, wenn die Konnektivität nicht wiederhergestellt werden kann. Sicher bestünde auch die Chance, dass auch in solchen Wüstenregionen wieder größere Niederschlagsmengen anfallen könnten, wenn der Meeresspiegel wie so häufig prognostiziert entsprechend angestiegen ist und es zu größeren Mengen an Verdunstung kommt. Aber ob diese schon jetzt an genetischer Diversität verarmten, fragmentierten Minipopulationen bis dahin überleben könnten ist fraglich? Zumal die Menschen die dort leben auch auf die verbliebenen Wasserressourcen solange zurückgreifen werden bis auch für sie ein Überleben vor Ort unmöglich geworden ist. Hier handelt es sich wohl um eine jener Arten die höchst wahrscheinlich jetzt schon nur durch Umsiedlung oder durch die Unterbringung in menschlicher Obhut erhalten werden kann (siehe dazu auch den Kommentar zu Thomson et al., 2021). Auch dabei sollte man, wenn man sie unbedingt erhalten möchte, nicht zu lange zögern. Man sollte auf keinen Fall solange warten bis die von Caballero et al., (2017) errechneten NE-Werte für die zur Erhaltung zur Verfügung stehenden Individuenzahlen unterschritten werden. Dennoch lese ich dazu bei den sogenannten Prioritätenlisten wenig, denn dort listet man eher Arten die zwar real noch stärker gefährdet sind, die aber auch schon so individuenschwach sind, dass es kaum noch eine Chance gibt den völligen Verlust an genetischer Diversität langfristig zu verhindern. Hier wäre es in gewisser Weise angebracht umzudenken, um dort verstärkt in Erhaltungsbemühungen zu investieren solange es noch entsprechende Möglichkeiten gibt. (Siehe dazu auch die Anmerkungen in Bidmon, 2011).

Literatur

Bidmon, H.-J. (2011): Schildkrötenschutz am Südostrand Europas: Ein Besuch zur Eröffnung der GEA Chelonia Foundation, Bulgarien. – Schildkröten im Fokus 8(2): 3-21 ➚.

Caballero, A., I. Bravo & J. Wang (2017): Inbreeding load and purging: implications for the short-term survival and the conservation management of small Populations. – Heredity 118(2): 177-185 oder Abstract-Archiv.

Hofmeyr, M. D., F. Ihlow, P. Fouche & S. R. Daniels (2020): Niche divergence corresponds to genetic differentiation within the parrot-beaked tortoise Homopus areolatus (Reptilia: Testudinidae), endemic to South Africa. – Zoological Journal of the Linnean Society 190(4): 1256-1273 oder Abstract-Archiv.

Thomson, R. C., P. Q. Spinks & H. B. Shaffer (2021): A global phylogeny of turtles reveals a burst of climate-associated diversification on continental margins. – Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 118(7): e2012215118 oder Abstract-Archiv.

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