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PhD thesis project:
Stress management in native and invasive amphipods (Crustacea): laboratory experiments and outdoor survey
In the course of „global change“ new environmental factors may generate stress in organisms. To cope with stress, organisms show different reactions, whose indicators could be proved in laboratory experiments. My PhD project deals with the question, whether there is a difference in the stress response of the native amphipod Gammarus pulex compared to the neozoon Echinogammarus berilloni. I introduce the ecological term „stress management“ which can be defined as the ability to cope with stress under the use of resources. I hypothesize, that the neozoon shows a more cost-efficient stress management as the native species and consequently has a fitness advantage. In laboratory experiments I will test in a first approach the influence of light and temperature of the amphipod's stress response. How fast do the animals show a stress reaction and how much resources do they spend? The analysis of the stress indicators will be carried out with moleculargenetic methods. Additionally, outdoor surveys should give an overview of the variability of stress indicators in natural populations.
Doktorarbeit:
Stressmanagement bei einheimischen und invasiven Flohkrebsen (Amphipoda, Crustacea): Laborexperimente und Freilanduntersuchungen
Im Zuge des „global change“ wirken neue Faktoren auf die Organismen ein, welche möglicherweise Stresssituationen für diese darstellen. Um den Stress zu bewältigen, zeigen Organismen verschiedene Reaktionen, deren Indikatoren im Labor nachgewiesen werden können. In meiner Doktorarbeit beschäftige ich mich mit der Frage, ob es Unterschiede in der Stressbewältigung des einheimischen Flohkrebses Gammarus pulex gegenüber dem Neozoon Echinogammarus berilloni gibt. Dazu führe ich erstmals den Begriff „Stressmanagement“ ein und definiere ihn ökologisch als die Bewältigung einer Stresssituation unter Nutzung von Ressourcen. Meine Kernhypothese ist, dass das Neozoon ein kostengünstigeres Stressmanagement zeigt als die einheimische Art und somit einen möglichen Fitnessvorteil erzielt. In Laborexperimenten soll überprüft werden, ob die Faktoren Temperatur und Licht (erste zu untersuchende Faktoren) eine Stressreaktion bewirken, wie schnell die Tiere auf Stress reagieren und ob sie dabei körpereigene Ressourcen verbrauchen. Die Analyse der Stressindikatoren erfolgt anhand von molekulargenetischen Methoden. Bei anschließenden Freilandarbeiten soll die Variabilität der Stressindikatoren in natürlichen Populationen aufgenommen werden.
Diplom thesis project (finished):
A comparative study of the dispersal potential of Gammaridae in a temporary stream
The invasion of neozoa has an influence on the whole ecosystem (KINZELBACH 1995). The amphipod Echinogammarus berilloni, an invador from the western Mediterranean area has been found in Germany for the first time in 1923. Since the early 90´s its occurence in the River Alme is established. This 60 km long tributary of the River Lippe in North Rhine-Westphalia, Germany, is a temporary karst stream. Data on the distribution pattern of Gammarus pulex, G. fossarum and the neozoan E. berilloni are available from 8 sites along the river course. G. fossarum tends to populate the permanent upper reaches, whereas E. berilloni mainly occurs in the permanent downstream reaches. G. pulex, by contrast, dominates the temporary middle sections of the river. A period of four years (2003-2006) has shown a change in the distribution pattern. E. berilloni dispersed more and more to the upper reaches and the abundance of G. pulex decreased. Will the neozoon displace the native species? In my diploma thesis I hypothezised that E. berilloni has a greater dispersal potential as G. pulex and G. fossarum. In order to clarify the main factors controlling the distribution, laboratory tests in a flow channel were conducted. The latter were used to test the influence of abiotic factors (bed structure, water velocity, temperature) on the dispersal potential. Additionally, a field study with tagged specimen was conducted. In conclusion, G. pulex showed a greater dispersal potential compared to E. berilloni.
Diplomarbeit (abgeschlossen):
Vergleichende Untersuchungen zum Ausbreitungspotenzial von Gammaridae in einem temporären Fließgewässer
Die Invasion von Neozoen zieht ökologische Veränderungen mit sich (KINZELBACH 1995), die erforscht werden wollen. In Deutschland ist das Vorkommen des ursprünglich aus dem Mittelmeerraum stammenden Amphipoden Echinogammarus berilloni (Catta 1978) seit 1923 bekannt (BOECKER 1926). Seit Beginn der 90er Jahre konnte dieser auch in einem temporären Karstgewässer (Alme) der Paderborner Hochfläche, NRW, nachgewiesen werden. Zusammen mit den beiden einheimischen Amphipodenarten G. pulex und G. fossarum ergibt sich ein charakteristisches Verteilungsmuster entlang des Almeverlaufs an insgesamt 8 Probestellen. Tendenziell besiedelt G. fossarum vornehmlich den permanenten Oberlauf, wohingegen E. berilloni den permanenten Unterlauf bevorzugt. G. pulex dominiert in den temporären Bereichen des Flusses. Im Zeitraum 2003-2006 konnte festgestellt werden, dass sich E. berilloni zum Oberlauf hin ausbreitet und die Abundanz von G. pulex abnimmt. Wird das Neozoon die einheimischen Arten verdrängen? Die Ausgangshypothese meiner Diplomarbeit lautete: E. berilloni hat ein größeres Ausbreitungspotenzial als G. pulex und G. fossarum. In Fließrinnenversuchen wurde für jede Art die Mobilität, welche aus Drift, Gegenstrom- und Abwärtswanderung besteht, bei variierenden abiotischen Faktoren (Substratbeschaffenheit, Fließgeschwindigkeit, Temperatur) überprüft. Anschließend wurde ein Freilandversuch mit markierten Tieren durchgeführt. Die erzielten Ergebnisse zeigten, dass E. berilloni das geringste und G. pulex das größte Ausbreitungspotenzial aufwies.
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