Adaptive capacities to respond to environmental change in Copper butterflies
Evolution, Anthropology
Final Report Abstract
Der anthropogene Klimawandel stellt eine der größten Herausforderungen für den Schutz der Biodiversität dar. Dennoch ist unser Verständnis der spezifischen Faktoren und Eigenschaften, welche über Erfolg oder Misserfolg bestimmter Arten in Zeiten des Klimawandels entscheiden, extrem begrenzt. Vor diesem Hintergrund wurde das plastische und genetische Anpassungspotential bei verschiedenen Feuerfalter-Arten untersucht, welche sich mutmaßlich in ihrer Empfindlichkeit gegenüber dem Klimawandel unterscheiden. Die Ergebnisse zeigten (1) artspezifische Unterschiede in der Reaktion auf Umweltstress, (2) große Unterschiede in der Stresstoleranz zwischen verschiedenen Entwicklungsstadien, (3) eine hervorragende Bedeutung der Stresstoleranz während der frühen Ontogenese für die Vulnerabilität der Arten gegenüber Umweltveränderungen, (4) dass Stress im Eistadium negative Effekte zeitigt, die bis ins Imaginalstadium nachweisbar sind, (5) eine hohe Bedeutung von Trockenheitsstress zusätzlich zu Temperaturstress, (6) eine starke Abhängigkeit der Empfindlichkeit gegenüber Hitzestress von der Körpergröße, (7) einen negativen Einfluss warmer und feuchter Bedingungen während der Überwinterung auf Überlebensraten und (8) eine geringe genetische Diversität bei potentiell stark gefährdeten Arten. Sehr überraschend war der geringe Einfluss der Stresstoleranz während der Larval- und Puppenentwicklung sowie im Imaginalstadium. Wichtige Implikationen für Studien zur Vulnerabilität von Arten gegenüber dem Klimawandel sind, dass (1) entwicklungsabhängige Variation in Stresstoleranz zwingend zu berücksichtigen ist, eine Fokussierung auf z.B. das Imaginalstadium ist keineswegs ausreichend, (2) die Determination der kritischen Entwicklungs-Stadien von essentieller Bedeutung für ein besseres Verständnis der Einflüsse des Klimawandels ist, (3) die Bedeutung von Trockenheitsstress, der sich sowohl direkt als auch indirekt über nachteilige Auswirkungen auf die Futterpflanzen-Qualität auswirken kann, bislang möglicherweise in der Diskussion von Effekten des Klimawandels unterschätzt wurde und dass (4) Veränderungen in den Bedingungen während der Überwinterung in Zukunft mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden sollte.
Publications
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(2019) Strong reduction in diapause survival under warm and humid overwintering conditions in a temperate‐zone butterfly. Population Ecology 61 (2) 150–159
Klockmann, Michael; Fischer, Klaus
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(2016): Fitness implications of simulated climate change in three species of Copper butterflies (Lepidoptera: Lycaenidae). Biological Journal of the Linnean Society
Klockmann, K., Karajoli, F., Kuczyk, J., Reimer, S. & K. Fischer
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(2016): Simulating effects of climate change under direct and diapause development in a butterfly. Entomologia Experimentalis et Applicata 158: 60-68
Klockmann, M., Schröder, U., Karajoli, F. & K. Fischer
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(2017): Effects of temperature and drought on three species of butterflies: mortality of early life stages as key determinant of vulnerability to climate change? Ecology and Evolution 7: 10871-10879
Klockmann, M. & K. Fischer
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(2017): Heat resistance throughout ontogeny: body size constrains thermal tolerance. Global Change Biology 23: 686- 696
Klockmann, K., Günter, F. & K. Fischer
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(2018): Variation in adult stress resistance does not explain vulnerability to climate change in Copper butterflies. Insect Science 25: 894-904
Klockmann, M., Wallmeyer, L. & K. Fischer
