De provincie Limburg gebruikt cookies om jouw surfervaring op deze website gemakkelijker te maken. Meer info
Ga verder
PNC
  • Start
  • Landscape Structure and genetic variation in natural zooplankton populations: Cladocerans in a set of inconnected ponds

Landscape Structure and genetic variation in natural zooplankton populations: Cladocerans in a set of inconnected ponds

Michels Erik
KU Leuven Faculteit Wetenschappen, Dep. Biologie, labo voor aquatische Ecologie
Proefschrift. 
proefschrift voorgedragen tot behalen van de graad van Doctor in de Wetenschappen, 2001, 177 p
Geschreven in 2001
Gepubliceerd in 2002

Erik Michels

Proefschrift voorgedragen tot behalen van de graad van Doctor in de Wetenschappen, 2001

Katholieke Universiteit Leuven. Faculteit Wetenschappen, Departement Biologie, Laboratorium voor Aquatische Ecolotie

177 p.

Het proefschrift onderzoekt in welke mate een uitgesproken ruimtelijke landschapsstructuur en ecologische verschillen tussen habitats bijdragen tot de genetische differentiatie tussen zoöplanktonpopulaties in het vijvercomplex van het natuurreservaat De Maten (Genk). Het doel is een geïntegreerd beeld van genetische diversiteit op basis van neutrale merkers (allozymes) en op basis van een aantal gerelateerde kenmerken, zoals fototactisch gedrag en levensgeschiedeniskenmerken. Er werd eveneens onderzocht in welke mate de onderling verbonden zoöplanktonpopulaties in De Maten beantwoorden aan het concept van een metapopulatie, waarbij de verschillende populaties als min of meer onafhankelijke entiteiten worden beschouwd en onderling verbonden zijn door dispersie of eerder beschouwd moeten worden als 1 populatie. Het onderzoek spitste zich toe op populaties van de watervlooien Daphnia ambigua en Polyphemus pediculus. Deze 2 soorten verschillen duidelijk in levenswijze en in voorkomen in het studiegebied.

De vijvers in De Maten zijn onderling verbonden maar verschillen toch in belangrijke mate inzake waterhelderheid, de ontwikkeling van ondergedoken waterplanten en vispredatie. Dit kan aanleiding geven tot verschillende selectieve krachten tussen vijvers, waardoor genetische differentiatie voor ecologisch relevante kenmerken kan ontstaan. Vanuit landschapsecologisch standpunt kan het vijvercomplex als een systeem met duidelijk afgelijnde verbindingen voor passieve dispersie van zoöplankton beschouwd worden. De waargenomen dispersie wordt in sterke mate bepaald door de expliciete ruimtelijke structuur van het vijvercomplex, de fysische eigenschappen van de verbindingselementen en de habitatvereisten van de verschillende zoöplanktongroepen.

Op basis van de morfometrische karakteristieken van De Maten kon verwacht worden dat de Euclidische afstand tussen de vijvers geen goede maat is voor het inschatten van de connectiviteit tussen onderling verbonden zoöplanktonpopulaties. In tegenstelling tot niet verbonden populaties, verloopt de dispersie tussen verbonden populaties immers hoofdzakelijk door met de stroming meegevoerde parthenogenetische wijfjes in plaats van door occasioneel passief transport van rusteieren door onder meer watervogels. Via een Debiet en Dispersie Model, waarin veldgegevens met betrekking tot kwantificatie van debieten en dispersie geïntegreerd werden om verschillen in fysische eigenschappen van vijververbindingen in te schatten, kan de effectieve afstand berekend worden. Deze afstand vormt een betere maat om de interactie te modelleren.

Het patroon van genetische differentiatie tussen Daphnia ambiqua populaties in De Maten suggereert 'isolation-by-distance'. Dit houdt in dat onderling verbonden vijvers slechts een geringe genetische differentiatie vertonen terwijl populaties uit verder uit elkaar gelegen vijvers een sterkere differentiatie geven. Op basis van de vaststellingen dat de ruimtelijk gestructureerde Daphnia ambigua populaties onderling sterke interacties vertonen en populaties die tot verschillende vijverclusters behoren genetisch gedifferentieerd waren - terwijl populaties die tot dezelfde cluster behoorden nagenoeg geen differentiatie vertoonden - werd tenslotte gesuggereerd dat de Daphnia ambiqua populaties in De Maten kunnen beschouwd worden als een patchy metapopulatie.

Fototactisch gedrag en lichaamskenmerken zijn zeer geschikt voor het aantonen van lokale adaptatie in natuurlijke Daphnia populaties. In een cohorte levenstabel experiment werd genetische variatie voor deze kenmerken in aan- en afwezigheid van vischemicaliëin bepaald. Er werd een positieve relatie tussen de genetische variatie voor fototactisch gedrag en grootte bij maturiteit en de ecologische verschillen tussen de vijvers vastgesteld.

Om het belang van soortspecifieke factoren bij genetische differentiatie na te gaan, werd de genetische differentiatie voor neutrale merkers in een aantal Polyphenus pediculus populaties vergeleken met de patronen in Daphnia ambigua. De genetische differentiatie tussen 5 Polyphenus pediculus populaties in De Maten was eerder beperkt, maar duidelijk meer uitgesproken dan de genetische differentiatie zoals vastgesteld in Daphnia ambigua populaties die werden bemonsterd rond hetzelfde tijdstip maar in een ander groeiseizoen. In tegenstelling tot Daphnia ambigua was er voor de  onderzochte Polyphenus pediculus populaties geen significant verband met effectieve geografische afstand, net zo min als met ecologische afstanden tussen vijvers. Deze resultaten suggereren dat de rol van rechtstreekse verbindingen en dispersie voor Polyphenus Pediculus populaties in het tot stand komen van genetische differentiatie minder belangrijk is dan voor Daphnia ambigua populaties wel geringer zijn dan de dispersie tussen Daphnia ambigua populaties, aangezien deze soort sterk geassocieerd voorkomt met ondergedoken waterplanten en beschouwd wordt als een relatief goede zwemmer. De significante differentiatie tussen Polyphenus pediculus populaties behorend tot eenzelfde vijvercluster, wijzen erop dat mede door de specifieke habitatvereisten van deze soort, troebele vijvers een barrière vormen voor dispersie tussen verbonden habitats. Er kan dus besloten worden dat zowel landschapsstructuur als soortspecifieke factoren belangrijk zijn bij de genetische differentiatie tussen lokale cladocerenpolulaties. (Nina Van Dyck)

  • Start
  • Landscape Structure and genetic variation in natural zooplankton populations: Cladocerans in a set of inconnected ponds