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Wir nutzen den Feuersalamander (Salamandra salamandra) in Deutschland und Europa als ein natürliches Untersuchungssystem um Prozesse adaptiver Differenzierung, die zu Artbildung führen können, zu untersuchen. Insbesondere haben wir ökologisch und genetisch eine Feuersalamander-Population im Kottenforst bei Bonn detailliert charakterisiert, in der Feuersalamander, die sich in stehenden Gewässern fortpflanzen und Feuersalamander, die sich in Bächen fortpflanzen, in jeweils distinkte genetische Kluster unter sympatrischen Bedingungen auf gespalten haben. Schwerpunkt der aktuellen Forschung auf diesem Gebiet ist nun die Klärung der zugrunde liegenden Mechanismen dieser Differenzierung. Als ein möglicher Mechanismus wird das so genannte „Assortative Mating“ zwischen den Feuersalamander-Typen mittels gezielter Partnerwahlexperimente untersucht. Weiterhin werden in Kooperationen die Geruchsstoffkomponenten, die eine Diskriminierung bzw. Wahl der ökologisch-genetisch differenzierten Feuersalamander ermöglichen könnten, und die Zusammensetzung von MHC-Resistenzgenen für die spezifischen Feuersalamander-Typen analysiert. Die Analyse des Ausbreitungs- und Wanderverhalten der Feuersalamander im Kottenforst mittels implantierter Transponder und Sender soll im Rahmen von Fang/Wiederfang-Studien Auskunft über die wahre Mobilität der terrestrischen Salamander in diesem Gebiet geben.
Professor Dr. Diethard Tautz, Max-Planck Institut für Evolutionsbiologie
Professor Fritz Trillmich, Verhaltensforschung der Universität Bielefeld
Professor Caroline Müller, Chemische Ökologie der Universität Bielefeld
Dr. Markus Weitere, Abteilung für Limnologie der Universität zu Köln
Dr. Susanne Hauswaldt, Zoologisches Institut der Universität Braunschweig
Deutsche Forschungsgemeinschaft: Ta99/16-1 (beendet), STE 1130/3-1 (beendet), STE 1130/3-2 (aktiv).
VolkswagenStiftung: I/83 230 (aktiv).
http://www.g-o.de/wissen-aktuell-7348-2007-11-06.html
Folgende relevante Publikationen zu diesem Thema können hier abgerufen werden:
Reinhardt T, Steinfartz S, Paetzold A, Weitere M. 2013. Linking the evolution of habitat choice to ecosystem functioning: direct and indirect effects of pond-reproducing fire salamanders on aquatic-terrestrial subsidies Oecologia. (doi 10.1007/s00442-013-2592-0)
Hendrix R, Hauswaldt S, Veith M, Steinfartz S. 2010. Strong correlation between cross-amplification success and genetic distance across all members of “True Salamanders” (Amphibia: Salamandridae) revealed by Salamandra salamandra-specific microsatellite loci. Molecular Ecology Resources. (doi: 10.1111/j.1755-0998.2010.02861.x)
Caspers B A, Junge C, Weitere M, Steinfartz S. 2009. Habitat adaptation rather than genetic distance correlates with female preference in fire salamanders (Salamandra salamandra). Frontiers in Zoology 6:13 (doi:10.1186/1742-9994-6-13).
Schmidt BR, Schaub M, Steinfartz S. 2007. Apparent survival of the salamander Salamandra salamandra is low because of high migratory activity. Frontiers in Zoology 4:19 (doi:10.1186/1742-9994-4-19)
Steinfartz S, Weitere M, Tautz D. 2007. Tracing the first step to speciation - ecological and genetic differentiation of a salamander population in a small forest. Molecular Ecology 16: 4550-4561 (doi: 10.1111/j.1365-294X.2007.03490.x)
Schulte U, Kuesters D, Steinfartz S. 2007. A PIT tag based analysis of annual movement patterns of adult fire salamanders (Salamandra salamandra) in a Middle European habitat. Amphibia-Reptilia 28: 531-536.
Steinfartz S, Stemshorn K, Kuesters D, Tautz D 2006. Patterns of multiple paternity within and between annual reproduction cycles of Salamandra salamandra under natural conditions. Journal of Zoology 268: 1-8.
Weitere M, Tautz, D, Neumann D, Steinfartz S. 2004. Adaptive divergence vs. environmental plasticity: tracing local genetic adaptation of metamorphosis traits in salamanders. Molecular Ecology 13: 1665-1677.
Von Feuersalamandern und neuen Arten 2003. DFG-Journal `forschung´, 2003 (1), pp. 16-18.
The Fire salamander: source for new species. German Research 2/2003, pp. 14-16.
Steinfartz S, Tautz D. 2002. Vor unserer Haustür entstehen neue Arten - Der Feursalamander als ein natürliches Modell der sympatrischen Artbildung. Praxis der Naturwissenschaften 7/51
Jg. 2002, 3-8.
Auf Darwins Spuren. Bild der Wissenschaft Heft 6 (2002), p. 8 .
Steinfartz S, Veith M, Tautz D. 2000. Mitochondrial sequence analysis of Salamandra taxa suggests old splits of major lineages and postglacial recolonization of Central Europe from distinct source populations of S. salamandra. Molecular Ecology, 9: 397-410.
Kenntnisse über die Populationsdifferenzierung und Genfluß zwischen Populationen einer Art sollten die Basis für ein effektives mittel- bis langfristiges Schutzkonzept für eine bedrohte Art darstellen. Diesen Ansatz versuchen wir für die Populationen der Galápagos Meerechsen (Amblyrhynchus cristatus) umzusetzen. Unser Hauptziel hierbei ist es den Grad der genetischen Diversität und den genetischen Austausch zwischen den einzelnen Inselpopulationen abzuschätzen. Die genaue Kenntnis der Populationsstruktur und des Genflusses zwischen den Inselpopulationen wird ein Grundbaustein für die Identifizierung so genannter "Conservation Units" für diese Art sein und somit ein entscheidender erster Schritt für einen effektiven Schutz dieser einmaligen Tiere. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt in diesem System ist die Frage inwiefern kurzfristige, drastische Klimaschwankungen wie z. B. die El Niño Oszillation einen Einfluss auf die Populationsstruktur der Meerechsen gehabt haben.
Eine weitere Forschungslinie innerhalb der angewandten Naturschutzgenetik beinhaltet die Entwicklung standardisierter DNA-Marker für europäische Amphibienarten unter besonderer Berücksichtigung der deutschen Arten. Das mittelfristige Ziel dieses Projektes ist es für jede Art ein Set kernkodierter Mikrosatelliten-Loci und einen hoch variablen mitochondrialen DNA Marker (z. B. das Cytochrom b oder die Kontrollregion (D-loop)) zu entwickeln. Diese Marker können dann für Fragestellungen im Rahmen von Naturschutzprojekten auf verschiedenen Ebenen gezielt eingesetzt werden. Durch die Verwendung derartiger standardisierter DNA Marker für dieselbe Art wird es möglich sein naturschutzrelevante Populationsparamter (z. B. Grad der Heterozygotie einer Population oder die effektive Populationsgröße) zwischen Regionen und sogar Ländern zu vergleichen. Die Informationen, die auf diese Weise gewonnen werden, sind daher eine wichtige Ressource für Personen, die unmittelbar im lokalen Naturschutz arbeiten, da so erst populationsgenetische Daten sinnvoll interpretiert werden können.
Dr. Adalgisa Caccone, Yale Universität (Meerechsen)
Scott Glabermann, Yale Universität (Meerechen)
Dipl. Biol. Monika Hachtel, Umweltstation Bonn
Dipl. Biol. Peter Schmidt, Umweltstation Bonn
Prof. Dr. Wolfgang Böhme, Museum König Bonn
Dr. Claudio Angelini, Universität Rom „La Sapienza“
Dr. Susanne Hauswaldt, Zoologisches Institut der Universität Braunschweig
Deutsche Forschungsgemeinschaft: STE 1130/2-1 (beendet), STE 1130/2-2 (beendet)
National Geographic: NGS 7589-04 (beendet)
FIF Mittel für Nachwuchsforscher der Universität Bielefeld
DAPTF seed grant 2006 für die Entwicklung molekularer Marker für Salamandrina perspicillata
Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)
http://www.dfg.de/gepris/nachweise/260588.html
http://www.g-o.de/wissen-aktuell-7567-2007-12-20.html
Folgende relevante Publikationen können abgerufen werden:
MacLeod, A., Koch, V., García-Parra, C., Trillmich, F. and S. Steinfartz. 2012. New highly polymorphic microsatellite loci for the Galápagos marine iguana, Amblyrhynchus cristatus. Amphibia-Reptilia 33: 533–536
Hauswaldt, J.S., Pollok, A., Angelini, C. and S. Steinfartz. 2012. First microsatellite loci for spectacled salamanders (Salamandrina perspicillata and S. terdigitata) endemic to the Apennine peninsula. Conservation Genetic Resources 4(2): 399–402 (doi 10.1007/s12686-011-9559-4)
Lanterbecq D, Glaberman S, Vitousek M, Steinfartz S, Wikelski M, Caccone A. 2010. Genetic differentiation between marine iguana breeding sites on the island of Santa Fé (Galápagos Archipelago). Journal of Heredity. (doi:10.1093/jhered/esq067)
Drechsler A, Bock D, Ortmann D, Steinfartz S. 2010. Ortmann’s funnel trap - a highly efficient tool for monitoring amphibian species. Herpetology Notes, volume 3: 13-21.
Steinfartz S, Glaberman S, Lanterbecq D, Russello M, Rosa S, Hanley TC, Marquez C, Snell HL, Snell HM, Gentile G, dell’Olmo G, Powell A, Caccone A. 2009. Progressive colonization and restricted gene flow shape island-dependent population structure in Galápagos marine iguanas (Amblyrhynchus cristatus). BMC Evolutionary Biology 9:297 (doi:10.1186/1471-2148-9-297).
Bock D, Hennig V, Steinfartz S. 2009. The use of fish funnel traps for monitoring crested newts (Triturus cristatus) according to the Habitats Directive. Methoden der Feldherpetologie, Hachtel M, Schlüpmann M, Thiesmeier B, Weddeling K(Hrsg.): Zeitschrift für Feldherpetologie Supplement 15: 317–326.
Hauswaldt JS, Fuessel J, Guenther J, Steinfartz S. 2008. Eight new tetranucleotide microsatellite loci for the agile frog (Rana dalmatina). Molecular Ecology Resources (doi: 10.1111/j.1755-0998.2008.02217.x).
Steinfartz S, Glaberman S, Lanterbecq D, Marquez C, Rassmann K, Caccone A. 2007 Genetic impact of a severe El Niño event on Galápagos marine iguanas. PLoS ONE 2(12): e1285. doi:10.1371/journal.pone.0001285.
Steinfartz S, Caccone A. 2006. A set of highly discriminating microsatellite loci for the Galápagos marine iguana Amblyrhynchus cristatus. Molecular Ecology Notes 6: 927-929.
Steinfartz S, Küsters D, Tautz D 2004. Isolation and characterization of polymorphic tertanucleotide microsatellite loci in the Fire salamander Salamandra salamandra (Amphibia: Caudata).Molecular Ecology Notes 4, 626-628.
Salamander und Molche der Familie der Salamandridae zeigen ein breites Spektrum von spezifischen Verhaltensmuster bei der Paarung. Viele dieser Verhaltensmuster sind art- oder gattungsspezifisch. Um die Evolution dieser spezifischen Verhaltensmuster zu verstehen, kann man die Verhaltensmuster auf einen Stammbaum kartieren, der von einem unabhängigen Marker (z. B. einem molekularen Marker) erzeugt worden ist. Indem wir diesen Ansatz benutzen, können wir für die semi-aquatischen Molche der Gattung Triturus zeigen, dass viele der als bisher homolog betrachteten Paarungsverhaltensweisen parallel entstanden sein müssen. Für die Zukunft suche ich nach Kooperationen die Erklärungsansätze für die parallele Evolution von solch komplexen Paarungsverhaltensweisen bei Salamandern bieten können.
Dr. Adalgisa Caccone, Yale Universität
Dr. J.W. Arnzten, National Natural History Museum – Naturalis, Leiden
Dr. Saverio Vicario, Universität Bari
Folgende relevante Publikationen können abgerufen werden:
Caspers B A & Steinfartz S. 2011. Preference for the other sex: Olfactory sex recognition in terrestrial fire salamanders (Salamandra salamandra). Amphibia-Reptilia 32: 503–508
Krause T E, Steinfartz S & Caspers B A. 2011. Poor Nutritional Conditions During the Early Larval Stage Reduce Risk-Taking Activities of Fire Salamander Larvae (Salamandra salamandra). Ethology 117: 416–421 doi: 10.1111/j.1439-0310.2011.01886.x
Schlegel PA, Steinfartz S, Bulog B. 2009 Non-visual physiology and magnetic orientation in the Blind Cave Salamander, Proteus anguinus (and some other cave-dwelling urodele species). Review and new results on light-sensitivity and non-visual orientation in subterranean urodeles. Animal Biology 59: 351-384.
Steinfartz S, Vicario S,. Arntzen JW, Caccone A.2007 A Bayesian approach on molecules and behaviour:reconsidering evolutionary patterns in Triturus newts (Amphibia: Salamandridae). Journal of Experimental Zoology, part B: Molecular and Developmental Evolution 308B: 139-162.
Sparreboom M, Steinfartz S, Schultschik G. 2000. Courtship behaviour of Neurergus. Amphibia-Reptilia 21: 1-11.
Die Stammesgeschichte oder Phylogenie einer Art oder einer Gruppe von Arten ist ein entscheidender Bestandteil um evolutive Prozesse der Morphologie und des Verhaltens zu verstehen. Im Idealfall sollte die korrekte Systematik einer Art auch deren wahre Phylogenie widerspiegeln. Daher kommt der korrekten systematischen Klassifizierung einer Art eine große Bedeutung zu, da diese Klassifizierung in verschiedenen biologischen Disziplinen wie der Ökologie, Evolution und dem Naturschutz unkritisch benutzt wird. Ich verwende vor allem molekulare Marker um phylogenetische Verhältnisse innerhalb der Familie der Salamandriden zu analysieren. Diese neu gewonnen Erkenntnisse versuche ich dann in eine aktualisierte und verbesserte Systematik umzusetzen.
Prof. Michael Veith, Universität Trier
Dr. Lucio Bonato, Universität Padua
Dr. Gunter Köhler, Senckenberg Museum
Folgende relevante Publikationen können abgerufen werden:
Hauswaldt J S, Angelini C, Pollok A & Steinfartz S. 2011. Hybridization of two ancient salamander lineages: molecular evidence for endemic spectacled salamanders on the Apennine peninsula. Journal of Zoology.doi:10.1111/j.1469-7998.2011.00807.x
Veith M, Lipscher E, Öz M, Kiefer A, Baran I, Polymeni RM, Steinfartz S. 2008. Cracking the nut: geographical adjacency of sister taxa supports vicariance in a polytomic salamander clade in the absence of node support. Molecular Phylogenetics and Evolution 47: 916-931. (doi: 10.1016/j.ympev.2007.11.017)
Steinfartz S, Vicario S,. Arntzen JW, Caccone A. 2007. A Bayesian approach on molecules and behaviour: reconsidering evolutionary patterns in Triturus newts (Amphibia: Salamandridae). Journal of Experimental Zoology, part B: Molecular and Developmental Evolution 308B: 139-162.
Koehler G, Steinfartz S. 2006. A new subspecies of the fire salamander, Salamandra salamandra (LINNAEUS, 1758) from the Tendi valley, Asturias, Spain. Salamandra 42: 13-20.
Bonato L, Steinfartz S 2005. Evolution of the melanistic colour in the Alpine Salamander Salamandra atra. Italian Journal of Zoology 72: 253-260.
Veith M, Steinfartz S. 2004. When non-monophyly results in taxonomic consequences – the case of Mertensiella within the Salamandridae (Amphibia: Urodela). Salamandra 40: 67-80.
Steinfartz S, Hwang U W, Tautz D, Öz M, Veith M. 2002. Molecular phylogeny of the salamandrid genus Neurergus: evidence of an intrageneric switch of reproductive biology. Amphibia-Reptilia, 23: 419-431.
Veith M, Steinfartz S, Zardoya R, Seitz A, Meyer A. 1998. A molecular phylogeny of 'true' salamanders (family Salamandridae) and the evolution of terrestriality of reproductive modes. Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research 36: 7-16.
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