Stabile Isotopenanalyse der Nahrung von Elateridenlarven

Die Nahrungswahl von Drahtwürmern (Coleoptera: Elateridae) im Agrarland und ihre Beeinflussung durch Umweltfaktoren analysiert mittels Stabiler Isotope. Als Drahtwürmer werden die Larven der Schnellkäfer (Coleoptera: Elateridae) bezeichnet, welche häufig in Agrarböden anzutreffen sind. Die meisten Drahtwurmarten sind polyphag und fressen neben Wurzeln auch abgestorbenes Pflanzenmaterial. Bestimmte Arten treten jedoch weltweit als bedeutende Schädlinge an verschiedensten Kulturpflanzen auf. Es wird angenommen, dass bestimmte Bodenparameter (z.B. Humusgehalt, Feuchte) und die Fruchtfolge die Nahrungswahl der Drahtwürmer entscheidend beeinflussen. Im Freiland konnten diese Beziehungen bis heute jedoch nicht nachgewiesen werden. Ein besseres Verständnis der Wechselwirkung zwischen diesen Faktoren und der Nahrungswahl der Drahtwürmer würde aber die Einschätzung der tatsächlichen Rolle bestimmter Drahtwurmarten erheblich erleichtern und eine Basis für die Vorhersage und Kontrolle von Drahtwurmschäden darstellen. Im vorliegenden Projekt wird erstmals die Stabile-Isotopen-Methode angewandt, um die Nahrungswahl von Elateridenlarven zu untersuchen. Dabei geben die unter Freilandbedingungen gewonnenen Isotopendaten der Drahtwürmer darüber Auskunft, von welchen Nahrungssubstraten sich diese Tiere ernähren. Zusätzliche Laborexperimente ergänzen die Befunde aus dem Freiland und helfen bei ihrer Interpretation. Um allgemeine Aussagen über die Nahrungswahl von Drahtwürmern in Mitteleuropa zu erhalten, werden verschiedenste Standorte in Österreich und Deutschland beprobt. Weiters wird das Nahrungswahlverhalten mit bestimmten Bodenparametern in Beziehung gesetzt, um zu analysieren, wie diese Parameter die Nahrungswahl der Drahtwürmer und ihr Schadpotential beeinflussen. Die Ergebnisse dieses Projektes stellen damit eine Basis für alle weiteren Schritte zur Entwicklung von Regulationsmaßnahmen bei Drahtwürmern dar.

In landwirtschaftlichen Böden spielen Drahtwürmer, die Larven von Schnellkäfern (Coleoptera, Elateridae), insbesondere jene der Gattung Agriotes, als Schädlinge an diversen Kulturpflanzen eine bedeutende Rolle. Allerdings ist über die tatsächliche Ernährung von Drahtwürmern unter natürlichen Bedingungen nur wenig bekannt, da es viele methodische Hürden zu überwinden gilt um Nahrungsbeziehungen bei unterirdischen lebenden Insekten zu untersuchen. Die Analyse stabiler Isotope (ASI) eröffnen in diesen Fällen neue Möglichkeiten. Im vorliegenden Projekte wurde die ASI erstmals eingesetzt um die Nahrungsökologie mitteleuropäischer Drahtwürmer im Agrarland zu untersuchen. Eine Reihe von Laborexperimenten zeigte, wie sich die Isotopensignatur der Nahrung im Gewebe der Drahtwürmer widerspiegelt und wie sich die spezifischen biologischen Charakteristika dieser Tiere darauf auswirken. Aufbauend auf diesen Ergebnissen konnten wir die Nahrungswahl und das trophische Niveau im Freiland gesammelter Drahtwürmer analysieren und interpretieren, sowie das Ausbreitungsverhalten dieser Schnellkäfer untersuchen. Die pflanzliche Ernährung und der Schädlingsstatus von Agriotes Arten konnten bestätigt werden. Unsere Analysen ergaben aber auch, dass sich andere häufige Drahtwurmarten, die bisher als Schädlinge galten, vorwiegend räuberische ernähren. Die Stellung dieser Drahtwürmer im Bodennahrungsnetz und ihr Schädlingsstatus muss daher neu definiert werden. Organische Bodenbestandteile, früher als alternative Nahrungsressource von Drahtwürmern beschrieben, spielen laut unseren Analysen eine unbedeutende Rolle als Nahrung. Dafür zeigten die Untersuchungen, dass Unkräuter von den Drahtwürmern unter Feldbedingungen häufig als Nahrungsquelle genutzt werden. Folglich können Unkräuter bzw. andere Pflanzen dazu eingesetzt werden Drahtwürmer von Kulturpflanzen wegzulocken. Diese Befunde stellen eine Grundlage für neue nachhaltige Regulationsstrategien von Drahtwürmern dar. Die ASI zeigte auch, dass Drahtwürmer individuelle Nahrungspräferenzen entwickeln: die meisten Individuen fraßen an Unkraut- und Kulturpflanzen, nur etwa 16% der Population ernährte sich vorwiegend von einer der beiden Futtersubstrate. Wir untersuchten ebenfalls das Migrationsverhalten der adulten Käfer mittels der ASI und konnten zeigen, dass Schnellkäfer, trotz gegenteiliger Literaturhinweise, ein beträchtliches Ausbreitungsvermögen besitzen. Die Tatsache, dass die Hinterflügel der Schnellkäfer die Nahrung der Larve widerspiegelt, erlaubt es uns die Nahrungswahl der Larven anhand der leicht zu fangenden Käfer zu untersuchen und das aufwendige sammeln von Larven im Boden zu umgehen. Dieses Projekt lieferte neue Einblicke in die Nahrungswahl unterirdisch lebender Schadinsekten und sprach ökologische Fragestellungen im Grundlagenbereich als auch in der angewandten Forschung an.