Autökologische Studien an der Steinfliege Nemurella pictetii (Plecoptera: Nemouridae)

Organisms occurring in the temperate zones of the earth must have adapted to seasonal fluctuations of the climate characteristic of these regions. Under changing environmental conditions the organisms exhibit plastic reaction norms, for example life cycles of different length resulting from different development rates under particular climatic conditions. The stonefly Nemurella pictetii is a species with a highly variable life cycle. Its life cycle can differ between different localities in its large range of distribution, but also between individuals at some given locality. To investigate possible causes of this variability was the aim of the present work. To this end, larval development rates were analysed under different environmental conditions in laboratory experiments focusing on temperature, photoperiod, food quality and intraspecific competition. All of these environmental factors were shown to influence the development rate synergistically, or also antagonistically. Temperature exerts the greatest influence, rising temperatures leading to accelerated development. Opportunistic feeding enables N. pictetii to use a variety of food resources. High-quality food also accelerated development. However, when intraspecific competition interferes, splitting of the larval population into several cohorts may occur. The reaction of the larvae to photoperiod depends on temperature. Short days at high temperatures raised developmental rates whereas short days in combination with low temperatures retarded development. Such interactions additionally enhanced differences in development between individual cohorts. In summary, N. pictetii is characterised by its generalistic mode of life, including a high plasticity in development rate which allows fast and flexible reactions to changing environmental conditions. This way, N. pictetii can colonise large parts of Europe and can also adapt the number of generations per year to the particular local environmental conditions. Die gemäßigten Zonen der Erde sind durch saisonale Schwankungen des Klimas gekennzeichnet. Dort vorkommende Organismen müssen sich diesen Bedingungen angepasst haben. Sie zeigen plastische Reaktionen bei wechselnden Umweltbedingungen, die sich beispielsweise in unterschiedlichen Entwicklungsgeschwindigkeiten und damit in unterschiedlich langen Lebenszyklen äußern können. Eine Art mit einem hoch variablen Lebenszyklus ist die Steinfliege Nemurella pictetii. Nicht nur zwischen Fundorten innerhalb ihres großen Verbreitungsgebiets, sondern auch an einem Fundort können die Lebenszyklen zwischen einzelnen Individuen stark differieren. Ziel der Arbeit war es, mögliche Ursachen dieser Variabilität aufzuzeigen. Hierzu wurde die Entwicklungsgeschwindigkeit der Larven dieser Art bei unterschiedlichen Umweltbedingungen mit Hilfe von Laborversuchen analysiert. Besondere Beachtung erfuhren die Faktoren Temperatur, Photoperiodik, Nahrungsqualität und intraspezifische Konkurrenz. Die Experimente zeigten, dass alle untersuchten Umweltfaktoren einen Einfluss auf die Entwicklungsgeschwindigkeit besitzen. Sie können sich in ihrer Wirkung gegenseitig verstärken oder abschwächen. Den größten Einfluss übt die Temperatur aus. Steigende Temperaturen führen zu einer beschleunigten Entwicklung. Eine opportunistische Ernährungsweise erlaubt es N. pictetii, vielfältige Nahrungsressourcen zu nutzen. Bei Verfügbarkeit hochwertiger Nahrung wird die Entwicklung beschleunigt. In Kombination mit intraspezifischen Konkurrenzsituationen kann es zur Aufspaltung der Larvenpopulation in mehrere Kohorten kommen. Die Reaktion der Larven auf die Photoperiodik ist von der Temperatur abhängig. Unter kurzen Tageslängen wird in Kombination mit hohen Temperaturen die Entwicklungsgeschwindigkeit gesteigert. Kurze Tageslängen und niedrige Temperaturen verzögern dagegen die Entwicklung. Dadurch können sich die Entwicklungsunterschiede zwischen einzelnen Kohorten weiter verstärken. Zusammenfassend betrachtet, zeichnet sich N. pictetii durch ihre generalistische Lebensweise, verbunden mit einer hohen Plastizität in ihrer Entwicklungsgeschwindigkeit aus. Dies ermöglicht ihr, auf wechselnde Umweltbedingungen schnell und flexibel reagieren zu können. Dadurch ist sie nicht nur in der Lage, große Teile Europas zu besiedeln, sondern auch die Zahl der Generationen pro Jahr den jeweiligen Umweltbedingungen anzupassen