Ökologische Genetik. Abschlussbericht

1997

S. 407-482

114 Lit. Ang.

Unselbständiges Werk

200095261

Ein ausgeglichenes Verhaeltnis zwischen hinreichender Angepasstheit an die derzeit herrschenden Umweltbedingungen einerseits und einem ausreichenden genetischen Potential zur Anpassung an kommende Umweltbedingungen andererseits sichert die Persistenz der Baumpopulationen und ist damit ein wesentliches Element fuer die Stabilitaet von Waldoekosystemen. Fuer die Sicherung der Anpassungsfaehigkeit sind Waldbaeume als langlebige und ortsfeste Organismen auf eine hohe genetische Vielfalt sowohl auf der Ebene des Individuums als auch auf der Ebene der Population angewiesen. Die genetische Variation determiniert die jeweils unterschiedlichen physiologischen Reaktionsnormen der Individuen und ermoeglicht damit eine unterschiedlich effiziente regulative (physiologische) Anpassung. Sie ist damit zugleich die Voraussetzung fuer eine strukturelle (evolutionaere) Anpassung, die diejenigen Genotypen in einer Population vermehrt, die eine ueberlegene physiologische Reaktionsnorm aufweisen. Die Weitergabe der genetischen Information ist, von Ausnahmen abgesehen, nur zwischen den Individuen einer Art und nicht zwischen Vertretern verschiedener Arten moeglich, damit ist die Population die Einheit der Evolution und Einheit der strukturellen Anpassung. Ziel der oekologisch-genetischen Waldschadensforschung (1982-1992) war es zu klaeren, in welcher Weise Immissionen populationsgenetische Prozesse beeinflussen koennen und hierdurch die genetische Vielfalt der Baumpopulationen gefaehrden. In der vorliegenden Auswertung wurden die wesentlichen Befunde in diesem Bereich erfasst, gesichtet und nach dem Kriterium Material und Methode sowie nach den untersuchten populationsgenetischen Teilprozessen strukturiert. Die zentralen Ergebnisse oekologisch-genetischer Waldschadensforschung werden unter Beruecksichtigung von interdisziplinaeren Schnittstellen anhand von als repraesentativ fuer bestimmte Fragestellungen ausgesuchten Beispielen vorgestellt und zu dem oekosystemaren Wirkungspfad genetischer Variation und sodann zu den danach folgenden sieben Wirkungspfaden von Umweltbelastungen auf die genetische Vielfalt von Baumpopulationen zusammengefasst: Oekosystemarer Wirkungspfad genetischer Variation - genetische Variation - verschiedenartige physiologische Reaktionsmuster der Pflanzen - genotypabhaengig niedrigere oder hoehere Toleranz gegenueber der Stresssituation (unterschiedliche physiologische Anpassungsfaehigkeit) - ermoeglicht strukturelle (evolutionaere) Anpassung durch Veraenderung der genetischen Zusammensetzung der Baumpopulation - Stabilitaet und Anpassungsfaehigkeit von Oekosystemen. Wirkungspfade von Umweltbelastungen auf die genetische Vielfalt von Baumpopulationen. 1. Immissionen - Viabilitaetsselektion - genetische Last: - bei Dominanz - gerichtete Selektion - langfristig Beseitigung der genetischen Vielfalt und genetischen Last an dem betreffenden Genlocus - bei Ueberdominanz - stabilisierende Selektion - Erhaltung des Polymorphismus' von wenigstens zwei Allelen und Bewahrung der genetischen Last an diesem Genort - bei Unterdominanz - kein gesicherter Polymorphismus an diesem Genort. 2. Immissionen - Steigerung der Mortalitaet (nichtselektive Reduktion der Populationsgroesse) in verschiedenen ontogenetischen Stadien (Altbaeume, Pollen, Eizellen, Samen, Saemlinge, Jungwuchs) - Reduktion der Populationsgroesse - genetische Drift - Generosion - Reduktion der genetischen Vielfalt. 3. Immissionen - zunehmende reproduktive Isolation der Einzelbaeume durch geringe Populationsdichte - Anteil an Selbstbestaeubungen steigt - Reduktion der keimfaehigen Samenmenge + Inzuchtdepressionen unter den lebensfaehigen Samen. 4. Immissionen - zunehmende reprodutive Isolation der Populationen durch raeumlich adaptive Differenzierung - interdemischer Genfluss wird eingeschraenkt oder ganz verhindert - Verstaerkung der genetischen Differenzierung in den Populationen, Fremdbefruchtungsanteile werden reduziert - mehr Selbstungen - Inzuchtdepressionen....