Biodiversität und Biogeographie der litoralen Hornmilben Bermudas und der Karibik

Bermuda ist eine kleine abgelegene subtropische Inselgruppe im Westatlantik die sich vor ca. 900 000 Jahren durch vulkanische Aktivität aus dem Meer erhob. Auf dieser Landmasse wurde durch eine kürzlich durchgeführte Studie eine unerwartet hohe Anzahl von Küstenmilben nachgewiesen und gleichzeitig wurden interessante biologische Aspekte dieser Tiere in Erfahrung gebracht. Diese Milben leben in der Gezeitenzone und sind die Hälfte ihres Lebens überflutet. Durch spezielle Oberflächenstrukturen ist es diesen Tieren möglich, Luft während der Flut am Körper zu halten und so auch unter Wasser zu atmen. Eine genetische Analyse zeigte dass die auf Bermuda gefundenen Arten geologisch älter sind als die Inseln selbst und somit nicht dort entstanden sein können. Woher stammen also diese Tiere ursprünglich? Die nächstgelegene Landmasse ist die 960 Kilometer entfernte nordamerikanische Ostküste (North Carolina), jedoch hat man dort bislang keine dieser Milben entdeckt und somit scheint dies nicht das gesuchte Ursprungsgebiet zu sein. In den noch viel weiter abgelegenen Gebieten Zentralamerikas und der karibischen Inseln gibt es allerdings bestätigte Vorkommen naher Verwandter und dementsprechend könnten die Milben Bermudas von dort abstammen. Jedoch stellt sich aber generell die Frage wie diese kleinen flügellosen Tiere überhaupt solch riesige Distanzen über die offene See überwinden und so entlegene Inseln besiedeln konnten. Drei mögliche Verbreitungsvarianten stehen hier zur Auswahl: (1) die Verdriftung über den Wind, (2) den Transport im Gefieder von Vögelnund (3) die Verbreitung entlang von Ozeanströmen. Überzeugende Beweise für eine dieser Möglichkeiten gibt es bislang noch keine aber man nimmt an, dass die Verdriftung mit Ozeanströmen eine wichtige Rolle spielen könnte. Das hier geplante Projekt möchte eben genau diese oben erwähnten Fragen beantworten. Die geologische Geschichte der Karibik ist sehr gut dokumentiert, man weiß im welchen Zeitraum welche Inseln entstanden sind, und man kennt die Meeresströmungen in diesem Gebiet im Detail, d.h. welcher Ozeanstrom in welche Richtung und mit welcher Geschwindigkeit fließt. Dieses Wissen bietet die ideale Voraussetzung um zu untersuchen wann, wie und wo sich diese Milben in der Karibik ausgebreitet haben bzw. wie sie diese gesamte Region besiedelt haben. Eine umfassende Untersuchung der Anatomie und der Genetik von Arten von verschiedenen Inseln und Regionen der Karibik soll den geografischen Ursprung der Milben Bermudas aufdecken und ein Vergleich der entdeckten Verbreitungsmuster mit den Ozeanströmen bzw. Vogelzugrouten soll klären wie diese winzigen Tiere über große Distanzen von einer Insel auf die andere gelangen können. Projektleiter wird Tobias Pfingstl sein. Er untersuchte die Milben in der Gezeitenzone von Bermuda und beschäftigt sich schon seit geraumer Zeit mit den Küstenmilben der ganzen Welt. Das Projekt soll in Zusammenarbeit mit der Vereinigung der marin biologischen Stationen der Karibik sowie mit internationalen Spezialisten für verschieden Fachgebiete, wie z.B. Tiergeographie, durchgeführt werden.

Litorale Hornmilben sind kleinste Spinnentiere die im Gezeitenbereich an der Küste leben und sich dort von Algen ernähren. In diesem Projekt wurden die Biodiversität und die Biogeographie dieser Milben innerhalb der Karibik untersucht. Vor Beginn dieses Projektes war nur eine einzige Milbenart von den kleinen Antillen bekannt und darüber hinaus gab es zwei Berichte unbestimmter Arten von Costa Rica und Saint Lucia. Im Verlauf des Projektes konnten insgesamt 12 Arten aus 8 Gattungen und 2 Familien nachgewiesen werden, wovon 2 Gattungen und 5 Arten erstmals wissenschaftlich beschrieben wurden. Die Verbreitung der Arten erstreckt sich zum Teil über die gesamte Karibik (Mittelamerika, Florida, Kleine und Große Antillen) und so zeigt sich, dass diese Milben generell einen wichtigen Bestandteil der Küstenfauna ausmachen. Mithilfe von morphologischen und genetischen Analysen konnte zusätzlich das Phänomen der sogenannten "Kryptischen Diversität" bei diesen Küstenmilben nachgewiesen werden, d.h. obwohl die Milben von verschiedenen Standorten genetisch stark unterschiedlich sind, so unterscheiden sie sich morphologisch kaum bis gar nicht. Der Grund für dieses gleiche Aussehen dürfte eine morphologische Stasis sein, bei der der Körperbau durch einen starken selektiven Druck in gleichbleibender Form gehalten wird. Die Gezeitenzone stellt einen extremen Lebensraum dar und somit können kleine Veränderungen schon zu nachteiligen Effekten führen. Dementsprechend bleibt der Körperbau dieser Milben relativ konstant, unabhängig davon ob sie sehr nah oder weniger nah miteinander verwandt sind. Diese Milben sind flügellose kleine Tiere die nicht aktiv schwimmen können, insofern war lange unklar wie sie sich von einer Insel zur anderen verbreiten. Unsere Untersuchungen weisen darauf hin, dass sie über Meeresströme verdriftet werden, jedoch passiert so ein erfolgreicher Transport nur äußerst selten. Anhand von genetischen Daten konnten wir auch feststellen, dass unterschiedliche Arten ein unterschiedliches Ausbreitungspotential aufweisen. Zum Beispiel stellt für die Art Thalassozetes barbara der Ozean zwischen den Inseln eine beinahe unüberwindliche Barriere dar, während Carinozetes mangrovi offensichtlich relativ regen Austausch zwischen verschiedenen Inseln aufzeigt. Der Grund für dieses unterschiedliche Ausbreitungspotential dürfte im genutzten Habitat liegen, Thalassozetes barbara kommt nur in Algen auf Küstenfelsen vor während Carinozetes mangrovi vorwiegend in Algen auf Mangrovenwurzeln beherbergt ist. Wird durch die Brandung ein Stück vom jeweiligen Habitat abgebrochen und weggeschwemmt, so wird die hölzerne Mangrovenwurzel, im Gegensatz zum Stein, lange Zeit auf dem Wasser dahindriften und so auch die Milben mittransportieren. Dementsprechend stellen Ozeanströmungen einen wichtigen Verbreitungsweg dar und auch die Daten unseres Projektes weisen darauf hin, dass die Verbreitung der Milben hauptsächlich entlang von Meeresströmungen stattfindet, wobei in der Karibik der Golfstrom eine wichtige Rolle spielt. Generell hat dieses Projekt gezeigt, dass die Diversität dieser Küstenmilben unerwartet hoch ist, folglich ist anzunehmen, dass in anderen bisher wenig untersuchten Regionen der Erde noch zahlreiche unbekannte Arten vorhanden sind.