Opiliones Projekt

Weberknechte sammeln für Naturschutz und Wissenschaft

von Axel Schönhofer, Johannes Gutenberg Universität Mainz

Die Arten verraten die Qualität von Lebensräumen

Auch wenn der Schutz der Lebensräume die beste Weise ist, Tier- und Pflanzenarten zu schützen, so müssen wir ermitteln, welche Lebensräume besonders schützenwert sind und wie sie sich im Laufe der Zeit verändern. Die Qualität eines Lebensraumes ist letztendlich durch seine Vielfalt bestimmt, das heißt durch wie viele verschiedene Arten in ihm zusammen leben können. Um diese so genannte Biodiversität zu bestimmen und auch über Jahre oder sogar Jahrhunderte zu beobachten ist es notwendig in Abständen diese Artzahlen und die Artdichte zu erfassen, Arten zu sammeln und zu bestimmen.

 

Artenkenntnis entscheidet für das Erkennen von Biodiversität

Damit das Ermitteln der Biodiversität überhaupt möglich ist, müssen Arten zuerst als solche erkannt, beschrieben und neue Funde auf ihre Zugehörigkeit überprüft werden. Vielfach ist dies davon abhängig, ob dem Spezialisten Material für seine Untersuchungen zur Verfügung steht. Auch die Kenntnis von der Verbreitung und Häufigkeit der Arten hängt vielfach davon ab, wie häufig sie gefunden und Museen oder Spezialisten zugänglich gemacht werden. Aufsammlungen sind oft sehr sporadisch, zufällig und verschwinden häufig in der Schublade von Privatleuten, obwohl sie einen hohen Wert für Wissenschaft und Naturschutz haben könnten.

 

Erforschung neuer Arten in Europa: Beispiel innerhalb der Weberknechte

Beispiel 1: Die spannende Suche nach neuen Arten

Vor kurzem hielt eine eingewanderte Art Leiobunum Deutschland und die Niederlande in Atem, da Ansammlungen von hunderten bis tausenden von Tieren die Bürger in Furcht versetzten. Die harmlosen Tiere förderten dabei das Interesse an der Erforschung der mutmaßlich unbekannten Arten enorm und zeigten aber ebenso die Probleme der Wissenschaftler auf. Die Verwandtschaft der Art umfasst mehr als 100 weitere, teils sehr wenig bekannte Vertreter. Erst genetische Studien engten ihre Verwandtschaft und Herkunft aus Südwest-Europa und Nordafrika ein, auf die sich nun die Forschung konzentriert. Letztendlich muss die gesamte Verwandtschaft dieser Tiere in diesem geographischen Raum genau untersucht werden, um die einfache Frage nach Herkunft und Namen einer einzigen Art zu beantworten. Auch hier können Materialspenden diesen aufwändigen Vorgang unterstützen und wesentlich beschleunigen.

Beispiel 2: Unerkannte Arten mit Hilfe genetischer Methoden erkannt

Innerhalb der Europäischen Weberknecht-Fauna fallen die oft schwer zu findenden Arten der Brettkanker (Trogulus) durch ihre abgeflachte Form und den seltsamen, hervorspringenden Kopfanhang auf. Sie erreichen respektable Größe von über 2 cm und stellen auch den größten Weberknecht im Bezug auf Körperlänge weltweit. Ihr relativ einförmiges Äußeres und die geringen Abweichungen zwischen den Arten ließ lange nur eine moderate Zahl von ca. 20 Arten vermuten. Moderne Stammbaumuntersuchungen konnten vor kurzem das Gegenteil beweisen und die Artenzahl stieg innerhalb von wenigen Jahren durch Neubeschreibungen, aber auch Anerkennen vormals unrichtig erklärter Arten auf 30. Nach groben Schätzungen liegt die Artenzahl noch weitaus höher und erreicht wahrscheinlich über 60 Arten, ein für das als gut erforscht geglaubte Europa enormer Wert. Funde aus Urlaubsländern wie Spanien, Portugal, Griechenland und der Türkei enthalten regelmäßig neue Formen sind jedoch erstaunlich rar im Vergleich zur Anzahl der Menschen, die dort Urlaub machen.

Beispiel 3: Variable Formen machen die Artabgrenzung schwierig

Die bekannten langbeinigen Weberknechte sind auch in südlichen Ländern weit verbreitet. Ihre äußere Gestalt verändert sich jedoch oft stark mit dem Einfluss des Klimas. So sind manche Arten im Gebirge sehr bunt und kurzbeinig, im Wald in der Ebene dagegen mehr einfarbig und langbeinig. Tiere aus Gebieten mit durchgehend warmem Klima haben länger Zeit sich zu entwickeln, werden größer und prägen manche ihrer Körpermerkmale besonders stark aus. Diese Unterschiede haben in der Vergangenheit oft dazu geführt, dass Arten mehrfach beschrieben wurden. Dies ist unbedingt richtig zu stellen, da das Überschätzen Biologischer Vielfalt genau so schädlich für den Naturschutz sein kann. Unterlaufen den Prüfern der Vielfalt nachweislich zu viele Fehler verlieren sie ihre Glaubwürdigkeit gegenüber der Politik und der Naturschutz verliert an Stellenwert. Das Sammeln auch von häufigen Arten aus verschiedenen Gebieten und Lebensräumen hilft solche Fehler zu vermeiden.

Beispiel 4: Die Suche mit der Schatzkarte

Die Beliebtheit des Zeitvertreibs Geocaching ist ein klares Zeichen dafür, dass Menschen sich gerne auf die Suche nach Schätzen und dem Unbekannten begeben. Oft ist das auch für den Forscher ein treibendes Motiv und er ist im Vorteil sich seine Schatzkarte selbst erstellen zu können. Trägt man nämlich alle bekannten Funde einer Art in eine Karte, erstellt sozusagen eine Verbreitungskarte, kann man oft Unregelmäßigkeiten ausmachen. Sie können der erste Hinweis für das Vorkommen noch unbekannter Arten sein. Die Verbreitung von Ischyropsalis adamii zeigt beispielsweise drei deutlich getrennte Populationen innerhalb Italiens. Frühere Wissenschaftler hatten diese als eigenständige Formen betrachtet, die jedoch später aufgrund ihrer geringen Abweichung, aber auch ihrer ineinander übergehenden geglaubten Populationen zusammen gefasst wurden. Auch hier können genetische Untersuchungen schnell bestätigen, welche der Theorien richtig ist. Mit ihrer Hilfe lässt sich ermitteln, ob die geographische Trennung auch eine Trennung unabhängiger Formen widerspiegelt.

 

Welchen Beitrag wir leisten können

Die Suche nach Arten ist ein langsamer und oft verschlungener Prozess der Systematiker und Taxonomen. Der erste Schritt ist oft die Aufarbeitung aller verfügbaren Daten einer Gruppe wie zum Beispiel der Weberknechte. Verbreitungsdaten der Arten müssen erstellt werden. Die richtigen Namen der Arten müssen ermittelt und überprüft werden, ebenso ob Fragen hinsichtlich der Abgrenzung der Arten bestehen. Viele dieser Arbeiten erfordern heutzutage moderne Methoden, damit sie von der wissenschaftlichen Gemeinde anerkannt werden. Methoden der Genetik sind ein ebenso wichtiges Werkzeug wie traditionelle Methoden und ergänzen sich, wenn sie gemeinsam betrachtet werden zu einem harmonischen Gesamtbild. All diese Arbeiten sind jedoch ohne den beständigen Zustrom an Material nicht möglich. Jeder Fund der korrekt gesammelt und an die richtigen Stellen geleitet wird hat somit einen hohen Wert für die Wissenschaft.

Für was wir frisches Material sammeln wollen

Die Museen enthalten ein unschätzbares Archiv der biologischen Vielfalt. Viele der Sammlungen sind jedoch für moderne Fragestellungen nicht mehr geeignet, denn sie waren früher nicht dafür vorgesehen zum Beispiel Material für genetische Untersuchungen zu konservieren. So ist in vielen Präparaten die DNA durch Chemikalien zerstört oder sie sind einfach zu alt. Auch erfordern neue Forschungszweige wie Chromosomen-Untersuchungen und die Forschung nach neuen Substanzen in beispielsweise den Verteidigungssekreten der Weberknechte nicht nur frisches Material, sondern sogar lebende Tiere. Richtig konserviert oder lebend an die korrekte Adresse übermittelt, können die Tiere für mehrere Untersuchungen verwendet werden und einen vielfachen Nutzen haben, den wir bestrebt sind, zu optimieren.

Wann und wo man nicht sammeln sollte

Da der Schutz der Tiere eine große Motivation für unsere Arbeit darstellt, versteht es sich von selbst, dass in Naturschutzgebieten und Nationalparks nicht ohne Genehmigung gesammelt wird. Nur wenige Arten Weberknecht stehen bisher unter Artenschutz, in  Europa fast keine. In verletzlichen Habitaten, wie Höhlen, sollte auch der gesunde Verstand Einhalt gebieten, nur eine repräsentative Anzahl von Tieren zu sammeln. Das Sammeln von Tieren ist in Ländern wie  Kroatien daher auch gesetzlich verboten. Die Aufnahme mit Naturschutzbehörden oder Höhlenspezialisten der entsprechenden Länder kann hier Klärung und auch Genehmigungen bringen.

Das richtige Aufbewahren von lebenden Tieren

Lebende Tiere werden je nach Gruppe behandelt. Große, langbeinige Arten benötigen genügend Raum und Luftzirkulation, jedoch ausreichend Feuchte. Ein Marmeladenglas mit einer dicken Schicht gestampfter und angefeuchteter Küchenrolle, ein paar Löcher im Deckel und Zweigen an denen die Tiere ruhen können sind für einen kurzen Transport von wenigen Tagen geeignet. Kleine, am Boden lebende Arten können in kleinen, geschlossenen Gefäßen wie Filmdöschen mit Moos oder angefeuchtetem Papier versendet werden. Keinesfalls sollte zu viel Nässe vorhanden sein. Wichtig ist, die Tiere nicht zu überhitzen. Vielen schadet ein Aufenthalt im Kühlschrank nicht. Die Versand-Verpackung sollte ebenfalls gut isoliert sein.

Die richtige Konservierung für andere Untersuchungen

Oftmals ist es nicht möglich lebende Tiere zu sammeln. Die Tiere lassen sich schmerzlos töten wenn man sie kurz in ein Gefrierfach bringen kann. Weberknechte sterben jedoch auch in Alkohol sehr schnell, da er ihre dünne Körperschicht effektiv durchdringt. Um die Tiere ausreichend zu konservieren und für spätere genetische Untersuchungen verfügbar zu halten ist die Wahl des Konservierungsmittels sehr wichtig. Hochprozentiger Trinkalkohol mit 70% und höher ist am besten geeignet, da er keine schädlichen Zusatzstoffe enthält. Man erhält ihn oft in Apotheken oder als „de gusto“ oder „buon gusto“ Alkohol in südlichen Ländern  auch im normalen Lebensmittelhandel. Wo solcher Alkohol nicht verfügbar ist, kann auch eine gesättigte Lösung mit normalem Kochsalz Verwendung finden. Man fügt dem Wasser so viel Salz hinzu, dass es sich nicht mehr löst. Tiere können in Alkohol oder Salz eingefroren und so über lange Zeit aufbewahrt werden.

Hinweis: Zum Versand sollten möglichst kleine, fest schließende Gefäße verwendet werden, um das Alkohol-Volumen beim Versand zu reduzieren. Am besten geeignet sind bruchfeste Plastikgefäße. Glas sollte zum Schutz mit Watte oder Noppenfolie umwickelt werden. Wenn eine größere Zahl Versand werden soll, kann man diese in einem größeren Gefäß bündeln, in dem sie mit Noppenfolie zu fixieren sind. Das Gefäß wird mit wenig Alkohol innen angefeuchtet, um die Verdunstung zu reduzieren.

Ganz wichtig: Die Fundortdaten nicht vergessen.

Sehr wichtig ist es die genauen Fundortdaten mitzuliefern. Den Fundort bei Google maps (http://maps.google.de) zu suchen und mit der rechten Maustaste das „Was ist hier?“ Feld anklicken liefert die genaue GPS-Koordinate und ist der Idealfall, da sich hieraus viele andere Fundortdetails ableiten lassen. Eine genaue Beschreibung des Fundortes ist hilfreich und ermöglicht das GPS zu überprüfen. Auch Angaben zum Umfeld, ob die Art im Wald oder an einer Felswand gefunden wurde, im Wald, unter Holz oder nahe am Wasser sind sehr wertvoll und werden viel zu selten erhoben. Sie helfen die Lebensbedürfnisse der Tiere besser zu verstehen und geben damit auch Hinweise für ihren Schutz. Die beste Methode die Fundortdaten mitzuteilen ist sie mit Bleistift auf einen kleinen Zettel (festes Papier) zu schreiben und dem Tier im Gefäß beizugeben.

Wohin sollen die Tiere geschickt werden?

Lebende Tiere sollten am besten direkt der Universität geschickt werden, die sie für die Untersuchungen chemischer Substanzen verwendet. Sie werden anschließend konserviert und stehen für genetische Analysen weiter zur Verfügung. Überzählige Exemplare können von dort zur Untersuchung der Chromosomen weiter geleitet werden.

Adresse für lebende Tiere:

Priv.Doz. Dr. Guenther Raspotnig
Institute of Zoology
Karl-Franzens University
Universitaetsplatz 2
A-8010 Graz, Austria
Tel.: +43-316-380-8758
guenther.raspotnig(at)uni-graz.at

Konservierte Tiere können an Axel Schönhofer (Email: Axel.Schoenhofer(at)gmx.net) geschickt werden.

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Harvestmen collecting for Conservation and Science
Axel Schönhofer, Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
The species reveal the quality of habitats

Although the protection of habitats is the best way to protect animal and plant species, we need to determine which habitats are particularly sensitive and how they change over time. The quality of a habitat is ultimately determined by its diversity, that is, by how many different organisms coexist. To determine and to monitor this so-called biodiversity over the years or even centuries, it is necessary to investigate the species richness and abundance in regular intervals, and therefore to collect and to determine species.
Knowledge on species is crucial for recognizing biodiversity

To measure biodiversity, species must first be recognized as such, and new findings need to be checked for their identity. This often depends on whether the specialist has the material available for his investigation. In general, knowledge on the distribution and abundance of species is dependent on how often they are found and made accessible to museums or specialists. Collections are often random, sporadic, and frequently disappear in the drawer of private individuals, although they may have had a high value for science and conservation.
Research on new species in Europe: Example within the harvestmen
Example 1: The exciting search for new species

In 2008 an invasive Leiobunum species put Germany and the Netherlands on alert, since clusters of hundreds to thousands of animals frightened citizens. The harmless animals fostered the interest in studying the unknown species, but also illustrated the problems scientists encounter in classifying these organisms. The relationship of the species includes more than 100 others, mostly little-known representatives. Genetic studies narrowed their relationship and origin down to south-western Europe and northern Africa, where the investigation is concentrated now. Ultimately, the entire group of Leiobunum needs to be investigated in this geographic area, to answer the simple question of the origin and name of a single species. Again, material donations can significantly accelerate this complex process.
Example 2: Cryptic species revealed by genetic methods

Harvestmen of the European genus Trogulus are easily identified upon their flattened body and the unique, protruding head cap, but are very hard to spot in the field. They can reach respectable body size of more than 2 cm, and include the largest daddy-longlegs in relation to body length worldwide. Their relatively uniform appearance and the subtle variation between the species presumed a moderate diversity of about 20 species. Modern systematic studies have recently proved the opposite and increased the number to 30 within a few years, describing new forms but also acknowledging formerly disregarded species. According to a rough estimate, the number of species is still much higher and probably will reached at least 60 species, a cryptic diversity exceptional for the European fauna that is researched since long. Collections from tourist countries such as Spain, Portugal, Greece and Turkey regularly include new forms, however, remain remarkably rare compared to the number of visitors.
Example 3: Variability complicates species delineation

The typical long-legged daddy-longlegs are also widespread in southern countries. Their external appearance changes considerably, often influence by differences in climate and their living conditions. For example, some species are very colourful and short legged in the mountains but monochrome and long-legged in lowland forests. Animals from areas with warmer climates have more time to develope, grow bigger and some of their physical features are particularly accentuated. In the past these differences often led to the description of several species, although only reflecting variation within one species. These misinterpretations need to be properly corrected, as overestimating biological diversity is harmful for the reputation of nature conservation. If researchers demonstrably produce too many errors in estimating diversity, they may lose their reliability with political authorities and consequently conservation loses significance. The collection of all and also of common species from different areas and habitats does help to avoid such mistakes.
Example 4: Searching with the treasure map

The popularity of Geocaching is an obvious sign that people love to go treasure hunting and investigating the unknown. For the scientist this is clearly a leading motive and he is at the advantage to partly create his treasure map himself. Plotting all known records of a species onto a map creates a distribution map that often reveals irregularities. The map can show the first clues for the presence of unknown species. As an example the distribution of Ischyropsalis adamii is separated into three clearly distinct populations within Italy. Early researchers considered these as separate forms, which were later united, judging their characters as variation. Genetic studies confirmed that the earlier concept of being independent forms was partly correct. With the help of these methods and new material, one can determine whether the geographical separation reflects a separation of independent forms.

 

How to contribution to Harvestmen research?

The search for species is a slow and often tedious process for systematists and taxonomists. The first step is to revisit all available data of a group such as the harvestmen. Distribution maps must be created. The correct names of the species need to be identified and evaluated, and whether problems exist with their definition. Much of today’s scientific work requires utilising modern methods, to be recognized by the scientific community. Molecular genetics are just as important a tool as traditional methods and complement each other, creating a harmonious overall picture. This work is dependent on the constant contribution of new and fresh material. Each properly collected animal, send to an active researcher, has a high scientific value.
Why is fresh material required for these studies?

Natural history museums store a priceless archive of biodiversity. Still, many of their collections are only of limited suitability for modern studies, since they were not intended to preserve material for genetic or other studies. In most collections, the DNA is destroyed by chemicals or because the material is simply too old. New scientific fields, as the study of new chemical substances from the defense secretions or the study of the composition of chromosomes, require not only fresh but even living animals. Properly preserved or transported alive to the correct recipient, these animals can be used for several sequent studies and have multiple benefits, scientists are eager to optimize.
When and where you should not collect

Since the protection of animals is a great motivation for our work, it is self-evident that collections from nature reserves and national parks should be authorised. Still, only a few species of harvestmen are federally protected, in Europe almost none. In vulnerable habitats, such as caves, common sense should inhibit to collect more than just a representative number of animals. For such reasons, collecting in caves is restricted in countries as e.g. Croatia. Consulting conservation agencies and cave specialists of countries you would like to visit can clarify such restrictions and permits are often easily obtained.
The proper storage of live animals

Live animals need to be treated differently according to the group. Large, long-legged species require adequate space and ventilation, but sufficient moisture. A jar with a thick layer of mashed and moistened paper towel, a couple of holes for air in the lid and branches for the animals to rest, are suitable for a short transport of a few days. Small, ground-dwelling species can be sent in small, closed vials, such as film containers with moss or moistened paper. Too much moisture is to be avoided, and the container should never be wet. The animals should not overheat. Many will survive several weeks in the refrigerator. The shipping carton should be well insulated and a cooling cartridge must be included in hot weather.
Proper preservation of dead animals

It is often not possible to collect life animals. Animals can be killed painlessly if set in a freezer for short time. Harvestmen die very fast in alcohol, because her thin integument is immediately penetrated. To preserve the animals and to maintain usability for subsequent genetic studies, the choice of the preservative is very important. Pure drinking alcohol of high quality with 70% and higher is best, as it contains no harmful additives. It should be clear and not contain acids or sugar and can be purchased from pharmacies or as a „de gusto“ or „buon gusto“ alcohol (90-95%) in grocery stores of southern countries. Where such alcohol is not available, a saturated solution of normal cooking salt can be used for long-term storage. Salt is added till it no longer dissolves. In alcohol or salt animals can be stored at -20°C in the freezer for a long time.

Note: For sending/shipping, small, tightly closed containers are necessary to reduce the alcohol volume as the mail is not allowed to transport large quantities. Push some cotton in the container, to remove air bubbles, as they can destroy animals by their movement. The best choices are non-breakable plastic containers. Glass should be wrapped for protection with cotton or bubble wrapper. If a larger number needs to be shipped, they can be combined into a larger container, where they need to be fixed with bubble wrapper. The container is wetted with only little alcohol, to reduce evaporation.
Very important! the locality and collection information.

It is crucial to provide the exact location information with the specimen. You can relocate your collection site with Google maps (http://maps.google.de) and hitting the right mouse button, the „What’s here?“ option will display the exact GPS coordinates. They are the best option, as a lot of information can be derived. A detailed description of the locality is helpful and allows to counter check the GPS. Information on the environment, whether the species is found on a tree or at a stone cliff or wall, in the forest, under wood or near the water, are very valuable and are recorded much to scarce. They help to understand the environmental factors the animal needs to exist and enables a better understanding and thus protection. The best way is to write the locality data with pencil on a piece of paper and include it with the animal in the container. Most ink is dissolved in alcohol and labels attached to the outside fall off on a regular basis.

 

Where to send the animals?

Live animals should be sent directly to the University conducting studies of the chemical defence glands. There they will be preserved for further genetic analyses. Surplus specimens can be passed from there to study the chromosome composition.
Address for live animals:
Priv. Doz. Dr. Guenther Raspotnig
Institute of Zoology
Karl-Franzens University
University Court 2
A-8010 Graz, Austria

Phone: +43-316-380-8758
guenther.raspotnig (at) uni-graz.at

 

Address for preserved animals (and requests for determination):

Dr. Axel L. Schönhofer
Johannes Gutenberg Universität Mainz
Institut für Zoologie
Abteilung Evolutionsbiologie
Joh.-v.-Müller-Weg 6
Raum 02-221
Germany

Phone: +49-6131-39-27847
E-mail: axel.schoenhofer (at) uni-mainz.de

 

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