Genetische Untersuchungen bei der Buche : Genetische Anpassungsprozesse und die Erhaltung von Genressourcen in Buchenwaeldern (Fagus sylvatica L.)

1996

136 S.

zahlr. Lit. Ang.

Bandaufführung

13513

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In der vorliegenden Arbeit werden genetische Strukturen von Buchenbestaenden aus der Rheinebene und dem angrenzenden Mittelgebirge anhand biochemisch- genetischer Marker untersucht. Durch das Studium der genetischen Variation in Waldbaumpopulationen werden Erkenntnisse ueber die im Zeitalter unvorhersehbarer Umweltveraenderungen entscheidende Anpassungsfaehigkeit gewonnen. Die der Anpassungsfaehigkeit von Buchenbestaenden zugrunde liegenden genetischen Prozesse werden anhand geographisch, ontogenetisch und stichprobenmaessig verschiedenartigen Materials erfasst. Aufmerksamkeit wird vor allem den fuer die evolutionaeren Anpassungsprozesse relevanten allelischen Strukturen gewidmet. Im Kapitel 2 wird die experimentelle Methode beschrieben. Die Besonderheiten der benutzten elektrophoretischen Analyse bei der Baumart Buche werden diskutiert. Die Gesetzmaessigkeiten der vornehmlich genetischen Anpassung in Buchenwaldoekosystemen werden im Kapitel 3 dargestellt. Das adaptive Potential der Art haengt von der vorhandenen genetischen Differenzierung zwischen einzelnen Bestaenden sowie von deren Anpassungsfaehigkeit ab. Die bekannten Faktoren und Prozesse, die die genetische Differnzierung zwischen Buchenbestaenden verursachen koennen, werden in einem Ueberblick zusammengefasst. Neben den wesentlichen Evolutionsfaktoren spielen die Entwicklungsgeschichte und die anthropogene Beeinflussung eine grosse Rolle bei der Entstehung, Erhaltung und beim Verlust genetischer Variation. Die Ergebnisse und die Diskussion eigener experimenteller Untersuchungen sind getrennt fuer genetische Populationsinventuren und fuer Beobachtungen der Zusammenhaenge zwischen morphologischer und genetischer Variation betrachtet. Beide Bereiche der Forschung verbindet die in dieser Arbeit im Mittelpunkt stehende Suche nach geeigneten Methoden und Massnahmen der Generhaltung, welche anschliessend aus den Beobachtungen abgeleitet werden. Die beobachteten Polymorphismen an Isoenzym-Genloci sind sowohl zwischen Buchenbestaenden unter diversen Standortsbedingungen als auch in zwei unterschiedlichen ontogenetischen Stadien sehr aehnlich und lassen daher die Betrachtung genetischer Anpassungsprozesse nur begrenzt zu. Durch den Ausschluss der Wirkung anderer Evolutionsfaktoren wird zwar natuerliche Selektion als eine bestimmende Kraft bei der Erhaltung stabiler genetischer Polymorphismen erkannt; die starke funktionale und evolutionaere Optimierung der im Stoffwechsel involvierten Alloenzyme wird andererseits fuer eine weitgehende Unabhaengigkeit beobachteter Variationsmuster von lokalen Umweltfaktoren verantwortlich gemacht. Das Ausmass der genetischen Differenzierung zwischen Populationen ist gering. An einem Satz von neun polymorphen Genloci wurde unter 27 Bestaenden aus Nordrhein-Westfalen die mittlere genetische Differenzierung Delta = 0,055 bzw. unter 22 Bestaenden aus Rheinland-Pfalz Delta = 0,028 festgestellt. Genetische Abstaende zwischen einzelnen Populationen sind dennoch oft erheblich groesser. Anhand der vorliegenden Daten koennen Bestaende identifiziert werden, welche einen hohen Grad der Repraesentativeitaet bzw. Divergenz ihrer genetischen Strukturen fuer einzelne Wuchsgebiete besitzen. Die in dieser Arbeit vorgestellte, von dem Konzept der genetischen Abstandsmessung ausgehende, hierarchische Differenzierungsanalyse ermoeglicht Vergleiche genetischer Strukturen zwischen den nach unterschiedlichen Kriterien (Wuchsgebiete, aehnliche oekologische Bedingungen) gebildeten Populationsgruppen. Der Versuch, Gruppen von Populationen mit einem hohen Grad der Homogenitaet ihrer genetischen Strukturen zu finden und mit deren Hilfe eine eindeutige geographische oder oekologisch-klimatische Zuordnung der Bestaende zu ermoeglichen, ist nicht gelungen. Damit bestaetigt sich, dass die adaptive Erhaltung genetischer Strukturen an benutzten Isoenzym-Genloci vielmehr von den fuer alle Bestaende gemeinsamen Umweltbedingungen beeinflusst wird als von lokalen Selektio...