Phylogenetic community structure of ants in secondary forests in Brazil

Table of Contents: Die Zerstörung von Lebensraum, welche besonders in artenreichen tropischen Wäldern zu Sukzession fuhrt, ist gegenwärtig eine der großen Herausforderungen für Ökologie und Naturschutz. Sie führt zum Verlust von Biodiversität und beeinflusst dadurch die Artzusammensetzung ebenso wie die ökologischen Prozesse, welche Artengemeinschaften strukturieren. Der erste Schritt zu einer effektiven Naturschutzplanung ist die Identifizierung der vorhandenen Biodiversität und die Bewertung der phylogenetischen Zusammensetzung und Struktur, besonders für ökologisch hoch diverse Gemeinschaften von Invertebraten wie z.B. Ameisen in solch bedrohten Habitaten. In diesem Kontext untersuchten wir die Diversität der hoch diversen Ameisengattung Pheidole im “Rio Cachoeira Nature Reserve” im atlantischen Wald von Brasilien. Mit Hilfe von DNS-Barcodes (mtDNS Cytochrome Oxidase 1) und morphologischer Taxonomie identifizierten wir 19 MOTUs bzw. 20 Morphospezies. Obwohl die beiden Methoden zur Artbestimmung nicht identische Schätzungen aufgrund des Auftretens von verschiedenen mitochondrialen Linien innerhalb der morphologischen Arten ergaben, bieten sie dennoch ein effektives Werkzeug für die Inventarisierung von Biodiversität. Durch die Untersuchung der phylogenetischen Zusammensetzung und Struktur der Artengemeinschaft von Ameisen dieser Gattung fanden wir heraus, dass lokale Gemeinschaften aus nah verwandten Ameisengruppen zusammengesetzt sind. Die Urwälder stellten insgesamt die phylogenetisch diversesten Habitate dar und berechtigen dadurch eine hohe Priorität im Naturschutz. Unabhängig von den verwendeten Nullmodellen waren die Ameisengemeinschaften der Gattung Pheidole phylogenetisch gebündelt, was impliziert, dass Umweltfilter eine wichtige Rolle in der Strukturierung dieser Gemeinschaften spielen und dass die Habitatnutzung eine konservative Eigenschaft ist. Phylogenetische Muster der Gemeinschaft waren nicht beeinflusst von Sukzessionsstadien, unabhängig von einem Anstieg des Artenreichtums entlang des Waldsukzessionsgradienten, welcher auf Habitatheterogenität im Hinblick auf Ressourcenverfügbarkeit und abiotische Bedingungen zurück geführt wird. Eine Untersuchung über den Strukturreichtum von Ameisengattungen im “Rio Cachoeira Nature Reserve” enthüllte, dass die Gemeinschaften im Allgemeinen phylogenetisch überverteilt waren, was bedeutet, dass Konkurrenz eine wichtige Rolle in der Strukturierung dieser Gemeinschaften spielt. Dies zeigt, dass sich die Prozesse, welche Artengemeinschaften strukturieren, auf unterschiedlichen taxonomischen Skalen wahrscheinlich unterscheiden und folglich auch die erwarteten allgemeinen Muster der Biozonose. Folglich schlagen wir vor, dass zukünftige Arbeiten an der Systematik von Ameisen der Gattung Pheidole eine Kombination von Methoden verwenden sollten, um Identifikationsprobleme wie verschiedene mitochondriale Linien innerhalb morphologischer Arten zu überwinden. Bei ökologischen Studien über die phylogenetische Zusammensetzung und Struktur von Gemeinschaften wurden Messungen der Eigenschaften der Arten und von Umweltvariablen im Habitat bessere Interpretationen der ökologischen Prozesse welche Ameisengemeinschaften strukturieren ebenso wie der resultierenden Muster ermöglichen. Abschließend kann festgehalten werden, dass Naturschutzmaßnahmen zu großen Teilen in den phylogenetisch diversen Urwaldrelikten konzentriert werden sollten, um sicher zu stellen, dass ein Maximum an Biodiversität erhalten bleibt.