Studies of their importance for animal community, food web and ecosystem function

Abstract

Ameisen können als boden- und streubewohnende eusoziale Prädatoren durch ihre zentrale Stellung im Nahrungsnetz das Gefüge der Interaktionen sowohl von der Basis her durch Modulation der Ressourcenverfügbarkeit ("bottom-up"-Wirkungen) als auch von der Spitze her durch Fraßdruck auf ihre Beutetiere ("top-down"-Kontrolle) beeinflussen. Hügelbauende Arten können sich zu einem gewissen Maße von den Umweltbedingungen emanzipieren, indem sie sich eine günstigere Umgebung selbst gestalten; doch selbst solche Ökosystem-Ingenieure brauchen bestimmte mikroklimatische Bedingungen. Drei Bereiche dieser Funktion von Ameisen als Schlüsseltierarten im Grasland-Ökosystem wurden deskriptiv und experimentell untersucht:Auf einem Halbtrockenrasen wurden die Verteilungsmuster der Ameisenarten und weiterer wichtiger Bodentiere auf einem Wald-Wiese-Gradienten in Abhängigkeit von den jeweiligen Umweltbedingungen raumbezogen erfasst und mit multivariaten Analyse- und Ordinationsverfahren ausgewertet. Ameisen, Spinnen und Schnabelkerfe hatten ihre höchsten Dichten auf der Glatthaferwiese. Steinläufer, Schnurfüßer, saprophage Käferlarven und Pseudoskorpione waren hingegen in den Waldbereichen deutlich häufiger.Für Ameisen waren die maximale Bodentemperatur und die Beschattung die wichtigsten verteilungsprägenden Umweltparameter. Der Einfluss des Mikroklimas auf die Ameisen und die Bodentiergemeinschaft wurde durch experimentelle Manipulation der Faktoren Sonneneinstrahlung und Niederschlag untersucht. Ameisen und Schnabelkerfe hatten in den beschatteten Varianten deutlich niedrigere Dichten, für Spinnen und Weberknechte spielte die Habitatstruktur eine große Rolle, Saprophage waren auf den beregneten Parzellen signifikant häufiger. Durch Analyse der natürlichen Gehalte der stabilen Isotope 13C und 15N wurden verschiedene dominante Ameisenarten in trophische Ebenen des Nahrungsnetzes eines Halbtrockenrasens eingeordnet.Im Frühjahr schient die Bodenfauna eine wichtige Rolle als Nahrungsgrundlage für die Prädatoren zu spielen, Ameisen wechseln im Sommer verstärkt auf Honigtau der Blattläuse um; im Laborversuch hatte Zuckerzufütterung die deutlichsten positiven Auswirkungen auf die Ameisen. Durch ein faktorielles Ausschlussexperiment von Ameisen und Spinnen wurde die Funktion wichtiger Prädatoren im Nahrungsnetz erforscht. Vagante Spinnen und Ameisen reduzieren v.a. die Dichte der netzbauenden Spinnen. Neben der starken Intragildenprädation wurden nur schwache top-down-Effekte nachgewiesen.Der bottom-up Einfluss von Ameisen durch Bodenveränderungen in der Rhizosphäre auf die Diversität der übrigen Bodenfauna und die Wuchsleistungen verschiedener Pflanzenarten wurde durch Untersuchung der biotischen und abiotischen Parameter und mit einem Mikrokosmosexperiment im Labor genauer analysiert. Die Nährstoffverhältnisse und die Bedingungen für die Mikroflora waren in den Nesthügeln signifikant günstiger als auf der umgebenden Wiese, was auch in defaunierter Erde im Labor zu besserer Pflanzenentwicklung in Erde aus den Hügelnestern führte.Die Bedeutung der trophischen top-down Effekte über Herbivore in Relation zu den bottom-up Wirkungen durch ?ecosystem engineering? wurde durch ein Mikrokosmosexperiment im Freiland überprüft. Direkte Top-down-Effekte sind eher selten, allerdings beeinflusst die Habitatmodifikation durch die Ameisen signifikant das Bodennahrungsnetz und damit auch wichtige Ökosystemprozesse wie die Stickstoffmineralisation.Aus den Untersuchungen wird gefolgert, dass Ameisen eine wichtige Funktion als Ökosystemingenieure übernehmen und verglichen mit den deutlichen bottom-up-Wirkungen nur eine relativ schwache top-down-Kontrolle auf ihre Beutetiere ausüben. Neben dem Einfluss auf die Ressourcenverfügbarkeit für das ganze Nahrungsnetz beeinflussen Ameisen die übrigen Tiere direkt durch Interferenz und Störung und durch die Trophobiose mit Pflanzenläusen. Anhand des Ingenieursnetzes mit den Wechselwirkungen der Ameisen zu ihrer Umwelt wird deutlich, dass neben den trophischen Beziehungen Struktur-schaffende Wirkungen, besonders im Boden, mit ihren Interaktionen eine wesentliche Funktion in naturnahen terrestrischen Ökosystemen haben