Konkurrenz und Aasnutzung necrophager und necrophiler Käfer in Nord- und Südtaiwan mit einem Beitrag zur Biologie von Nicrophorus nepalensis Hope (Coleoptera: Silphidae) INAUGURAL-DISSERTATION zur Erlangung der Doktorwürde der Fakultät für Biologie der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg i. Br. vorgelegt von Wenbe Hwang aus Taipei Mai 2006 Dekan: Prof. Dr. G. Fuchs Referent: Prof. Dr. J. K. Müller Coreferent: Prof. Dr. K. G. Collatz Angefertigt in der Abteilung Evolutionsbiologie und Ökologieforschung Unter der Leitung von Prof. Dr. J. K. Müller Tag der mündlichen Prüfung: 13.7.2006 Inhalt Seite 1. Einleitung……………………………………………………………..6 2. Material und Methode………………………………………………...9 2.1 Untersuchungsgebiete…………..……………………………….9 2.2 Konkurrenzuntersuchungen an necrophilen Käfern……..……..12 2.2.1 Nachweis potentieller Konkurrenz zwischen necrophagen Käfern, Wirbeltieren und Ameisen………………………...12 2.2.2 Zusammensetzung der Käferzönose und Aktivität der necrophilen Käfer………………………………………….12 2.3 Bestimmung der Dynamik der Populationsgröße der Aaskäfer……………………………………………………...…14 2.4 Aasausnutzung und Verhalten von Nicrophorus nepalensis...….16 2.4.1 Versuchstiere........................................................................16 2.4.2 Anpassung an die Temperatur……………………………..17 2.4.3 Messung der tageszeitlichen Aktivitätsverteilung………...18 2.4.4 Erreichen der Geschlechtsreife von Weibchen unter unterschiedlichen Temperaturen und Tageslängen………..18 2.4.5 Eingraben eines Aases……………………………………..19 2.4.6 Aasauswahl………………………………………………..20 2.4.7 Gelegeregulation…………………………………………..20 2.4.8 Brutgröße…………...……………………………………..21 2.4.9 Anzahl Nachkommen und Ausnutzung von kleinem und großem Aas….……...……………………………………..21 3. Ergebnisse……………………………………………………………22 3.1 Konkurrenz um Äser………………...….………………………22 3.2 Ameisen als Konkurrenten von Käfern.......................................23 3.2.1 Nachgewiesene Ameisenarten in Bodenfallen.....................24 3.2.2 Aktivität der häufig auftretenden Ameisen im Jahresverlauf........................................................................27 3.3 In Bodenfallen nachweisbare Käfer.............................................31 3.3.1 Einfluß von Ködern………………………………………..33 3.3.1.1 Anzahl gefangener Arten und Individuen…………..33 3.3.1.2 Diversität der Fallenfänge..........................................35 3.3.2 Ähnlichkeit zwischen Biotopen…………………………...36 3.3.3 Vergleich zwischen subtropischen und tropischen Lebensräumen......................................................................37 3.3.3.1 Diversität und Ähnlichkeit………………………….37 3.3.3.2 Anzahl gefangener Käfer im monatlichen Verlauf....38 3.4 Vorkommen und jahreszeitliche Aktivitätsverteilung von Arten aus individuen- und artenreichen Käferfamilien.........................38 3.4.1 Staphylinidae………………………………………………39 3.4.2 Leiodidae…………………………………………………..45 3.4.3 Carabidae………………………………………………….48 3.4.4 Hydrophilidae……………………………………………..52 3.4.5 Scarabaeidae…..…………………………………………..52 3.4.6 Histeridae………………………………………………….55 3.4.7 Silphidae…………………………………………………..56 3.5 Körpergröße von Aaskäfern in unterschiedlichen Höhenlagen……………………………………………………..59 3.6 Ökologie und Verhalten der Art N. nepalensis……..…………..62 3.6.1 Populationsdynamik……………………………………..62 3.6.2 Anpassung an die Temperatur…………………………...65 3.6.2.1 Lebensdauer der adulten Käfer……………………..65 3.6.2.2 Toleranz gegenüber der Temperatur………………..65 3.6.3 Tageszeitliche Aktivität………………………………….67 3.6.4 Die Steuerung der Reifung der Gonaden unter unterschiedlichen Temperaturen und Tageslängen………70 3.6.4.1 Einfluß der Tageslänge auf die Gonadenentwicklung………………………………70 3.6.4.2 Geschlechtsreife unter natürlichen Bedingungen…71 3.6.4.3 Der Einfluß der Ernährung auf die Geschlechtsreife……………………………………72 3.6.5 Eingraben eines Aases…………………………………...72 3.6.6 Nutzung von Aas als Nahrung oder zur Fortpflanzung….74 3.6.7 Gelegeregulation………………………………………...75 3.6.8 Anzahl Nachkommen in Abhängigkeit der Aasgröße.......77 3.6.9 Anzahl Nachkommen und Ausnutzung von kleinem und großem Aas........................................................................77 4. Diskussion…………………………………………………………...80 4.1 Mikrogemeinschaft auf Aas und Vermeidung von Konkurrenz..................................................................................80 4.2 Ökologie und Verhalten von N. nepalensis..................................89 5. Zusammenfassung…………………………………………………...97 6. Literatur…………………………………………………………….102 Einleitung 6 1. Einleitung Eine meist anerkannte Lehrmeinung innerhalb der Ökologie ist, dass Nahrung ein möglicher oder wichtiger limitierender Faktor für Organismen darstellt. Durch verschiedene Nutzungsweisen von necrophagen und necrophilen Tieren, werden Äser schnell abgebaut. Die tote Biomasse wird in neue Biomasse umgewandelt, entweder durch Investition in den eigenen Körper oder durch Investition in Nachkommen der vom Aas lebenden Tiere. Weil Äser eine seltene und begrenzte Ressource sind, konkurrieren necrophage Tiere um die Ressource Aas. Die Konkurrenztheorie würde voraussagen (Zusammenfassung der Vorhersagen aus der Konkurrenztheorie siehe Müller 1983), dass alle Necrophagenarten, die im selben Biotop leben, sich in der Nutzung der Ressource Aas unterscheiden sollten. Taiwan ist eine Insel im Pazifischen Ozean, die am Übergang zwischen der tropischen und subtropischen Klimazone liegt. In Taiwan gibt es mehr als 100 Berge, die mehr als 3000 Meter hoch sind. Ähnliche Klimabedingungen und Vegetation, wie in den Tropen, Subtropen, der warmgemäßigten Zone und sogar der kaltgemäßigten Zone können auf einem Berg neben einander vorkommen, dessen Höhe mehr als 3000m ist (Su 1984). Da sowohl das Klima als auch die Vegetation die Populationsdichten der Wirbeltiere in ihrem Zeitverlauf beeinflussen und somit Auswirkungen auf die potentielle Aasdichte haben, sollte die Aktivitätszeit der necrophagen und necrophilen Arten im subtropischen Nord- und im tropischen Südtaiwan unterschiedlich sein. Um zu verstehen, wie ein begrenzender Faktor in zwei Ökosystemen die Anpassungen von Tieren selektiert, ist es nötig, mehrere Arten unter natürlichen Konkurrenzbedingungen zu untersuchen. Die Geschwindigkeit des Abbaus eines Aases wird nicht nur durch verschiedene Nutzungsweisen von necrophagen und necrophilen Tieren beeinflusst, sondern auch durch abiotische Faktoren. Die abiotischen Faktoren sind in den betrachteten Ökosystemen unterschiedlich. Temperatur und Feuchtigkeit als Hauptfaktoren beeinflussen die Aktivität von Mikroorganismen, die eine entscheidende Rolle bei der Geschwindigkeit des Aasabbaus spielen (Swift et al. 1979). Im Vergleich mit dem Ausmaß der Konkurrenz in den Subtropen, sollte die Konkurrenz innerhalb der Käfer in den Tropen stärker sein, weil dort der Zeitraum der Verfügbarkeit eines Aases, bedingt durch einen schnelleren Abbau, kürzer Einleitung 7 ist als der Zeitraum in den Subtropen. In der an einem Aas entstehenden Mikrolebensgemeinschaft sind Arthropoden die wichtigsten Mitglieder. Tiere aus den vier Taxa Coleoptera, Diptera, Hymenoptera und Araneida machen zusammen 78% bis 90% der an Aas vorkommenden Organismen aus (Payne 1965; Johnson 1975). In der vorliegenden Arbeit werden unter anderem Nischenbildung und Nutzungsweise an der Ressource Aas von necrophagen und necrophilen Käfern unter Berücksichtigung anderer Konkurrenten, wie Ameisen und Wirbeltieren untersucht. Während Käfer in der Lage sind, ihre Nahrung gegen andere Arthropoden zu verteidigen, sind sie den Wirbeltieren deutlich unterlegen. Deshalb können Käfer nur diejenigen Äser, die nicht von Wirbeltieren gefunden wurden, als Ressource nutzen. Ein erstes Ziel der vorliegenden Arbeit war es aufzuklären, welchen Anteil jeweils Wirbeltiere, Ameisen und die übrigen Insekten an der Gesamtzahl der Tiere, die die Ressource Aas nutzen, haben, und ob Köder bei Untersuchungen die Anzahl der gefangenen Arten und Individuen beeinflussen, und damit Einfluss nehmen auf errechnete Diversitätswerte. Experimente wurden im subtropischen Fu-Shan (24o45’N, 121o34’O) und im tropischen Nan-Ren-Shan (22o03’N, 120o50’O) durchgeführt, mit dem Ziel, die Zusammensetzung der necrophilen Käferfauna und die Aktivitätszeiten der Käfer im Vergleich an den zwei Standorten zu bestimmen. Ein drittes Ziel der vorliegenden Arbeit war, aufzuklären, welche Käferfamilien die wichtigen Mitglieder der an einem Aas entstehenden Mikrolebensgemeinschaft sind, welche Arten an einem Aas dominieren, und wie die häufigsten Arten Konkurrenz untereinander an der gleichen Ressource vermeiden. In der Mikrogemeinschaft sind die Aaskäfer ein wichtige Käfergruppe, Individuen der Gattung Nicrophorus können sogar ein kleines Aas monopolisieren. Smith et al. haben im Jahr 2000 dargelegt, dass Totengräber auf größeren Höhen größer sind als artgleiche Totengräber auf niedrigen Höhen. Um heraus zu finden, ob ein ähnliches Phänomen in Taiwan existiert, wurden an zwei Standorten Fu-Shan in einer Höhe zwischen 600 und 800m über NN und A-Yu-Shan in einer Höhe zwischen 1200 und 1300m Untersuchungen durchgeführt. Die Distanz zwischen den zwei Standorten betrug ungefähr 4km. Das Ziel war aufzuklären, wie die Höhe die Aktivität und die Körpergröße der Silphiden beeinflußt. Um Einleitung 8 verständlich zu machen, ob die Populationen an den zwei Standorten Fu-Shan und A-Yu-Shan Kontakt haben, wurde die Populationsdynamik und die Mobilität von Individuen bei N. nepalensis untersucht. In der vorliegenden Arbeit wurde die Verhaltensökologie von N. nepalensis das erste Mal untersucht. Nisimura et al. haben im Jahr 2002 dargelegt, dass die Ovarien eines Weibchens der Art N. quadripunctatus während der Ästivation zurückgebildet werden und dass hohe Temperaturen die Reproduktion bei Totengräber behindern können. Die Art N. quadripunctatus ist eine Art der paläarktischen Region (Sikes et al. 2002). Ihr Lebensraum ist kälter als der Lebensraum der Art N. nepalensis, die eine Art der orientalischen Region ist (Sikes et al. 2002). In der vorliegenden Arbeit galt es aufzuklären, ob eine Ästivationsdiapause bei N. nepalensis stattfindet und welche Faktoren, Temperatur oder Tageslänge dabei eine Rolle spielen. Totengräber der Gattung Nicrophorus (Silphidae, Coleoptera) nutzen kleines Wirbeltieraas zur Fortpflanzung. Innerhalb der Gattung Nicrophorus ist in Mitteleuropa die Art N. vespilloides (Herbst) und N. vespillo (Linnè) unter weiteren Arten relativ häufig. Ein gefundenes Aas wird von N. vespillo eingegraben und für die sich entwickelnden Larven, die sich vom Aas ernähren, vorbereitet (Pukowski 1933). Biparentale Brutpflege bei Totengräbern gilt als etwas besonderes für nicht soziale Insekten, es gibt jedoch große Unterschiede des elterlichen Aufwandes zwischen den Geschlechtern (Pukowski 1933; Fetherston et al. 1990). Ein Aas kann mit Hilfe eines Männchens besser konserviert (Halffter et al. 1983) und die auf Aas konkurrierenden Fliegenmaden können auch schneller und effektiver beseitigt werden (Trumbo 1994). Um verständlich zu machen, ob es Unterschiede des elterlichen Aufwands zwischen Männchen und Weibchen bei N. nepalensis gibt, wurde das Bearbeiten eines Aases in Bezug auf die Geschlechtsreife der Käfer und auf die Anwesenheit der Geschlechter untersucht. Totengräber sind in der Lage die Brutgröße an die Größe des Aases durch Infantizid der Larven(Bartlett 1987b; Fetherston et al. 1990; Trumbo 1990b, 1991; Robertson 1992) anzupassen. Vergleichbar mit N. vespilloides und N. vespillo in Mitteleuropa kommt N. nepalensis häufig in Taiwan vor. Um verständlich zu machen, ob sich N. nepalensis so wie die anderen Totengräber verhält, wurde die Bevorzugung der Aasgröße zur Fortpflanzung, die Gelegegröße und die Brutgröße in Beziehung mit der Aasgröße untersucht. Material und Methode 9 2. Material und Methode 2.1 Untersuchungsgebiete Die Freilanduntersuchungen wurden von Februar 2001 bis Januar 2002 in Fu-Shan (24o45’N, 121o34’E) in Nordtaiwan und in Nan-Ren-Shan (22o03’N, 120o50’E) in Südtaiwan durchgeführt (Abb. 1). Fu-Shan liegt in den Subtropen, das Untersuchungsgebiet (Abb. 2), das sich in mehr als 600m Höhe befindet, gehört zum Taiwan Forest Research Institute. Abb. 1: In Taiwan wurden zwei Untersuchungsgebiete (rote Punkte), Fu-Shan in den Subtropen und Nan-Ren-Shan in den Tropen, ausgewählt. Material und Methode 10 Abb. 2: Das Untersuchungsgebiet Fu-Shan bestand aus drei Zonen, einem Wasserschutzgebiet (blau), einem Botanischen Garten (weiß) und dem Naturschutzgebiet Hahpen (grün). Zur Untersuchung der necrophilen Käfer wurden Bodenfallen verwendet, die in einem Wald und auf einer Wiese am Bach Hahpen aufgestellt wurden. Bei dem untersuchten Wald, der zwischen dem Botanischen Garten und dem Naturschutzgebiet Hahpen liegt, handelt es sich um einen subtropischen Regenwald. Die untersuchte Wiese liegt in der Graszone des Botanischen Gartens und zwar an der Grenze zwischen dem Garten und dem Naturschutzgebiet Hahpen. Der Abstand zwischen zwei beliebigen Fallen betrug mindestens 20m. Nan-Ren-Shan ist ein Naturschutzgebiet, das zum Kenting Nationalpark gehört, es liegt zwischen Höhen von 0m und 500m über NN. Bei dem untersuchten Wald handelt es sich um einen tropischen Regenwald, der am Basayalu Bach liegt. Der Wald bedeckt den größten Teil der Fläche des Schutzgebietes. Da sich große freie Flächen nur am Nan-Ren See befinden, wurden die Fallen zur Untersuchung des Standorts Wiese am See aufgestellt. Material und Methode 11 Abb. 3: Naturschutzgebiet Nan-Ren-Shan, seine Fläche beträgt ungefähr 5800ha. Das untersuchte Waldgebiet liegt am Basayalu Bach (roter Punkt mit dem Buchstaben W), die untersuchte Wiese am Nan-Ren See (roter Punkt mit dem Buchstaben F). Material und Methode 12 2.2 Konkurrenzuntersuchungen an necrophilen Käfern 2.2.1 Nachweis potentieller Konkurrenz zwischen necrophagen Käfern, Wirbeltieren und Ameisen Zum Nachweis potentieller Konkurrenz bei der Nutzung von Aas wurden in Fu-Shan und in Nan-Ren-Shan von Februar 2001 bis Januar 2002 jeden Monat acht Mäusekadaver ausgelegt, die in den Wald- und Wiesengebieten gleichmäßig verteilt wurden. Alle Äser wurden am Hals mit einer Plastikschnur an einem in der Erde festgesteckten Hering angebunden. Außer Ameisen, die die Fähigkeit besitzen, die Schnur abzubeißen, sind wirbellose Tiere nicht fähig, ein so angebundenes Aas zu entfernen. Ein Mäuseaas wird von Ameisen nicht weggetragen, sondern mit Erde bedeckt. Solange noch etwas von dem Aas vorhanden war, wurde es täglich kontrolliert, dadurch konnte man genau entscheiden, ob ein Aas von Wirbellosen genutzt, von Ameisen bedeckt oder von Wirbeltieren gefressen wurde. 2.2.2 Zusammensetzung der Käferzönose und Aktivität der necrophilen Käfer In Fu-Shan und in Nan-Ren-Shan wurden Bodenfallen von Februar 2001 bis Januar 2002 in zwei Biotopen, einem Wald und einer Wiese, aufgestellt. In jedem Biotop befanden sich acht Versuchsstellen. An jeder Versuchsstelle wurde eine Köderfalle mit Mäuseaas und als Kontrolle eine Falle ohne Aas eingesetzt. Eine Falle (Abb. 4) bestand aus einem PVC-Rohr, dessen Höhe circa 20cm und dessen innerer Durchmesser 15cm betrugen, das Rohr wurde in die Erde eingelassen. Der obere Rand des Rohres war bündig mit der Bodenoberfläche der Umgebung. Die Erde innerhalb des Rohres wurde entfernt, um einen Plastikbecher und einen Trichter einsetzen zu können. Der obere Rand des Trichters befand sich unter dem oberen Rand des Rohres. Der kleinere innere Durchmesser des Trichters betrug 2cm, dieser Abschnitt des Trichters wurde in einen Fangbecher hineingesteckt, dessen Volumen 500ml betrug. Ein Loch, dessen Durchmesser 3cm groß war, wurde in den Deckel des Bechers geschnitten, damit sich der Trichter in den Becher hineinstecken ließ. Um zu vermeiden, dass Wirbeltiere, wie zum Beispiel Mustela sibirica (sibirisches Feuerwiesel), ein ausgelegtes Aas aus einer Köderfalle Material und Methode 13 fressen oder entfernen konnten, wurde ein Maschendraht von 60 x 60cm über das Rohr gelegt und mit acht Zeltheringen am Boden befestigt. In der Mitte des Drahts wurde ein Quadrat von 16cm x 16cm ausgeschnitten, damit das Rohr freigehalten wurde. Die übrige Fläche des Maschendrahts wurde mit Erde bedeckt. Auf das Rohr wurde ein Käfig aus Maschendraht von 16 x 16 x 8cm als Abdeckung gestellt, die Maschenweite betrug 2 x 2cm. Eine Plastikpetrischale wurde 6cm unterhalb der Oberseite des Käfigs aufgehängt, um ein ungefähr 20g schweres Mäuseaas als Köder darauf zu legen. Als Regenschutz wurde eine Plastikscheibe von 16 x 16cm auf dem Drahtkäfig festgebunden. Nach dem Einsetzen des Bechers, des Trichters und eines Aases wurde der Drahtkäfig mit dem am Boden liegenden Maschendraht mit acht Kabelbindern an allen vier Seiten verbunden. Abb. 4: Schnittbild einer Bodenfalle mit Köder. a: Wandung des PVC-Rohres, b: Trichter, c: Becher, d: Maschendraht am Boden, e: Zeltheringe, f: Käfig aus Maschendraht, g: Petrischale, h: Aas, i: Plastikscheibe, j: Kabelbinder, k: Erde. Einmal pro Monat wurde je ein Aas in jede Köderfalle gelegt und nach vier Tagen einmal erneuert. Alle Becher von den Köderfallen und von den Fallen ohne Köder wurden zweimal geleert, dies ergab monatliche Fänge Material und Methode 14 von jeweils acht Tagen Die Käfer, die in einem Becher gefangen wurden, wurden in 75%-Alkohol gegeben und zum Bestimmen ins Labor gebracht. Ein wasserdichtes Thermometer wurde in jedem Biotop 5 cm über der Bodenoberfläche angebracht, während der Untersuchungszeit wurde alle 30 Minuten die Temperatur gemessen. 2.3 Bestimmung der Dynamik der Populationsgröße der Aaskäfer Je 15 Köderfallen, deren Gestalt identisch mit der im Jahr 2001 ausgebrachten Köderfallen war, wurden von Februar bis Juli 2002 in Fu-Shan und auf dem A-Yu-Shan aufgestellt. Jede Falle war mindestens 40m von der nächsten Falle entfernt. In Fu-Shan befanden sich alle 15 Fallen entlang des Hahpen Baches in einer Höhe zwischen 600 und 800m. Der A-Yu-Shan ist ein Berg, der ungefähr 4km entfernt von Fu-Shan liegt. Die Köderfallen auf dem A-Yu-Shan wurden auf dem Berggrat in einer Höhe zwischen 1200 und 1300m über NN aufgestellt (Abb. 5). Abb. 5: Geographische Lage von Fu-Shan und A-Yu-Shan. Die Fallen (rote Punkte) befanden sich in Fu-Shan entlang des Hahpen Baches (blaue Linie), auf dem A-Yu-Shan auf dem Berggrat. Der Gipfel (großer roter Punkt) von A-Yu-Shan liegt auf einer Höhe von 1420m über NN. Material und Methode 15 Ein Laborrattenaas, dessen Gewicht zwischen 110 bis 180g betrug, wurde als Köder verwendet. Die Fangbecher wurden alle 4 Tage geleert und zwar solange noch Aas vorhanden war. Die gefangenen Silphiden wurden im Labor auf den Elytren mit einer Präpariernadel unter einem Binokular markiert, die Pronotumbreite der Käfer wurde gemessen. Die markierten Käfer wurden bei der nächsten Leerung der Becher im Mittelpunkt aller Fallenstandorte des jeweiligen Standorts freigesetzt. Durch die Wiederfänge sollte die Populationsgröße abgeschätzt werden, verwendet wurde dabei die Methode nach Jolly (siehe Mühlenberg 1993). Die Markierung eines Käfers erfolgte durch eine bestimmte Anordnung von Punkten auf den Elytren. Die Fläche beider Elytren wurde jeweils in eine vordere und hintere geteilt, damit entstanden vier Regionen, auf denen sich die Nummern eins bis neun mit maximal zwei Punkten (Markierungscode siehe Müller 1977) codieren ließen. In den vier Regionen der Elytren konnten Käfer so mit maximal acht Punkten bis zu einer Nummer von 9999 markiert werden (Abb. 6a). N. nepalensis wurde ausschließlich auf den orangen Regionen ihrer Elytren markiert (Abb. 6b). Ein mit einer Präpariernadel eingestochener Punkt auf den Elytren wurde nach spätestens vier Tagen dunkel, dadurch konnten die Nummern leicht abgelesen werden. Abb. 6: Markierungsregionen auf den Elytren von N. nepalensis. a: Die Elytren wurden in vier Regionen eingeteilt, in jeder Region ist eine Kategorie von Ziffern dargestellt, b: Markierbare orange Regionen der Elytren von N. nepalensis. Material und Methode 16 2.4 Aasausnutzung und Verhalten von Nicrophorus nepalensis 2.4.1 Versuchstiere Für die vorliegende Untersuchung wurden Käfer der Art N. nepalensis verwendet. Die Aktivitätszeit der Käfer in Fu-Shan ist von Februar bis Mai und im Oktober und November. Im Gegensatz zu der Art N. vespilloides, die kleine Äser zur Fortpflanzung und große Äser als Fressaas nutzt (Pukowski 1933; Korn 1981), nutzen Käfer der Art N. nepalensis zur Fortpflanzung neben kleinen auch große Äser bis zu einer Größe einer Ratte (über 100g). Das Fortpflanzungsverhalten von N. nepalensis ist dem Verhalten von N. vespilloides sehr ähnlich. Beim Eingraben und Bearbeiten des Aases werden Haare oder Federn von Äsern durch die Käfer entfernt. Beim und nach dem Eingraben wird ein kleines Aas zu einer Kugel geformt. Die Weibchen legen ihre Eier einige Zentimeter entfernt vom Aas ab. Die geschlüpften Larven kommen zum Aas und werden dort von den Eltern gefüttert und verteidigt. Für Laboruntersuchungen wurden Käfer in Fu-Shan mit Köderfallen gefangen. Die aus dem Freiland entnommenen Käfer sind in der Regel von Milben und Nematoden parasitiert, ihr Alter und ihr Ernährungszustand sind unbekannt und variabel. Um einen Einfluss von Parasiten und anderen Faktoren bei den Versuchen zu vermeiden, wurden parasitenfreie F1-Nachkommen und folgende Nachkommengenerationen, die nicht durch Inzucht entstanden sind, als Versuchstiere im Labor gezüchtet. Alle Versuchstiere und auch die im Freiland gefangenen Käfer wurden nach Geschlechtern getrennt zu maximal sechs in einer Plastikdose von 10 x 10 x 6cm, in der sich eine circa 3cm dicke Torfschicht befand, gehalten. Die Dosen wurden in einem Klimaschrank mit einem Tag/Nacht-Rhythmus von 11/13h bei 20oC aufbewahrt. Die Käfer wurden zweimal wöchentlich, mit einem Mehlwurm pro Käfer, gefüttert. Zur Zucht von F1-Nachkommen aus Freilandtieren wurden letztere mit CO2 betäubt und dann alle sichtbaren Milben von ihnen unter einem Binokular mit einer Pinzette entfernt. Ungefähr zwei Wochen nach dem Fang wurden die Käfer paarweise in einer Dose, in der sich wieder eine circa 3cm dicke Torfschicht befand, angesetzt. Die zwei Wochen Wartezeit garantierten, dass beinahe alle Käfer geschlechtsreif waren. Nach dem Ansetzen wurde eine tote Labormaus von circa 20g in jede Material und Methode 17 Dose gegeben. War das Aas eingegraben, wurde die Zuchtdose in einen dunklen Klimaschrank gestellt. Nach drei Tagen wurden die Käfer mit dem Aas in eine neue Dose umgesetzt, in der neuen Dose wurde die Torfschicht von 1cm Dicke in einer Ecke vertieft, um das Aas in eine Art Höhle zu legen, die normalerweise von den Käfern bei der Bearbeitung des Aases gebaut wird. In die alten Dosen mit den Eiern, die in einem dunklen Klimaschrank aufbewahrt wurden, wurde jeweils ein kleines Stück Aas gegeben. Sobald die Larven schlüpften, liefen sie zum Fleisch. Die Eltern wurden mit einem Nematoden freien, von anderen Käfern vorbereiteten Aas, das länger als ein Monat tiefgefroren worden war, nochmals in eine neue Dose umgesetzt. Maximal 12 frisch geschlüpfte Larven wurden zu einem Elternteil mit einem vorbereiteten Aas von circa 20g gegeben. Durch die Methode wurde verhindert, dass Nematoden auf die nächste Generation übertragen wurden. Da die Larven genügend Futter bekamen, waren die Käfer der nächsten Generation gleichmäßig groß. Hatten die Larven im dritten Larvalstadium das Aas aufgebraucht und dieses verlassen, wurden maximal acht Larven aus einer Familie zur Verpuppung in eine neue Dose gegeben, in der sich eine circa 5cm dicke Torfschicht befand. Schlüpften die Käfer, wurden sie zu maximal sechs, alle aus einer Familie, nach Geschlechtern getrennt, in eine neue Dose gesetzt. Nach 20 Tagen waren die Käfer geschlechtsreif und konnten für Versuche verwendet werden. 2.4.2 Anpassung an die Temperatur In Fu-Shan kamen 2001 von Juni bis September keine Totengräber vor, die durchschnittliche Temperatur lag zu der Zeit über 20oC. Um zu untersuchen, ob die Käfer unter der Hitze leiden, wurde ein Experiment zur Thermo-Toleranz der Käfer durchgeführt. Fünfzig F1-Nachkommen, die nach dem Schlupf 30 Tage im Klimaschrank von 20oC gehalten wurden, wurden einzeln in neue mit Torf gefüllte Dosen gesetzt und zweimal wöchentlich mit einem Mehlwurm pro Käfer gefüttert. Die Käfer stammten aus unterschiedlichen Familien, beide Geschlechter waren gleichmäßig vertreten. Die Temperatur eines Klimaschranks wurde alle zwei Tage um 1oC erhöht. Als Kontrolle dienten andere 50 Individuen, die ursprünglich gleich behandelt und dann bei konstant 20oC gehalten wurden. Material und Methode 18 2.4.3 Messung der tageszeitlichen Aktivitätsverteilung Um die tageszeitliche Aktivitätsverteilung zu bestimmen, wurden Individuen von N. nepalensis während eines gesamten Tagesablaufes im Labor beobachtet. Bei den Kontrollen wurden fünf Verhaltensweisen, Verstecken, Laufen, Graben, Fliegen und Sterzeln protokolliert. Zwei Tage nach dem Schlupf der Imagines begann die Kontrolle, der erste Kontrollzeitpunkt wird als erste Woche bezeichnet. In jeder folgenden Woche wurde das Experiment an zwei aufeinander folgenden Tagen wiederholt, die Protokollierung erfolgte jeweils zur vollen Stunde. Die Kontrollen beim Licht/Dunkel-Wechsel wurden erst durchgeführt, nachdem das Licht an- oder ausgeschaltet worden war. Frisch geschlüpfte F1- und F2-Nachkommen aus verschiedenen Familien wurden als Versuchstiere verwendet. Um die Beobachtungen rationell zu gestalten, wurden zwei Gruppen von Käfern gebildet, die parallel jeweils für 12 Stunden beobachtet wurden. In der einen Gruppe war der Tag/Nachtwechsel mit den natürlichen Bedingungen synchronisiert, bei der zweiten Gruppe war der Tag/Nachtwechsel um 12 Stunden verschoben. Je 20 Käfer beider Gruppen, bei denen das Geschlechterverhältnis jeweils gleich war, wurden nach dem Schlupf einzeln in durchsichtige Plastikdosen von 7,5 x 4,5 x 5,5cm mit feuchten Torf von 0,5cm Schichtdicke gesetzt. Die Käfer wurden in Klimaschränken mit einem Tag/Nacht-Rhythmus von 11/13h bei 20oC beobachtet. Die kombinierten Ergebnisse aus beiden Gruppen wurden als eine tageszeitliche Aktivitätsverteilung interpretiert. 2.4.4 Erreichen der Geschlechtsreife von Weibchen unterschiedlichen Temperaturen und Tageslängen unter In einem ersten Experiment wurden frisch geschlüpfte F1-Nachkommen aus verschiedenen Familien bei 20oC unter acht verschiedenen Licht/Dunkelrhythmen untersucht, dazu wurden je 15 Weibchen 20 Tage lang bei Tag/Nacht-Rhythmen von 10.5/13.5h, 11/13h, 11.5/12.5h, 12/12h, 12.5/11.5h, 13/11h, 13.5/10.5h oder 14/10h in einem Klimaschrank gehalten. Zehn Tage vor dem Ansetzen mit Aas wurden die Käfer mit Rinderleber gefüttert. Material und Methode 19 Unter drei natürlichen Bedingungen, 15 oC mit einem Tag/Nacht-Rhythmus von 11/13h, 20 oC mit einem Tag/Nacht-Rhythmus von 12.5/11.5h und 25 oC mit einem Tag/Nacht-Rhythmus von 14/10h, wurden Käfer nach dem Schlupf gehalten. Drei Tage oder eine Woche nach dem Imaginalschlupf wurden die Käfer paarweise mit einem Aas von circa 20g in eine Dose mit Torf angesetzt. Drei Tage nach dem Ansetzen wurden die Käfer mit dem Aas in eine neue Dose umgesetzt und die Eier in der alten Dose gesucht. Weitere zwei Tage später wurden die Käfer in eine dritte Dose umgesetzt, es wurden wieder die Eier jetzt in der zweiten Dose gesucht. Wenn die Weibchen innerhalb der fünf Tage keine Eier abgelegt hatten, wurden sie mit ihrem Partner in einer Dose unter den ursprünglichen Bedingung im Klimaschrank gehalten. Zwei Wochen nach dem Abbruch der ersten Serie wurden die Käfer ein zweites Mal auf die gleiche Weise mit einem Aas angesetzt, bis die Weibchen Eier abgelegt hatten. In einem weiteren Experiment sollte geklärt werden, wie die Nahrung die Reifung der Gonaden von Weibchen bei 20oC und unter den drei Tag/Nacht-Rhythmen von 11/13h, 12/12h und 13/11h beeinflusst. In einer ersten Gruppe wurden die Käfer mit Mehlwürmen gefüttert, bis sie 20 Tage nach dem Schlupf paarweise mit einem Aas von circa 20g in eine mit Torf gefüllte Dose angesetzt wurden. Bei einer zweiten Gruppe wurden die Käfer zehn Tage nach dem Schlupf mit Rinderleber gefüttert. 2.4.5 Eingraben eines Aases Männchen, Weibchen und Paare von Käfern einer F1-Generation aus unterschiedlichen Familien wurden drei Tage beziehungsweise 20 Tage nach dem Schlupf einzeln mit einem Aas in einer Dose mit Torf angesetzt. Zum Zeitpunkt des Ansetzens waren die Käfer noch jungfräulich. Der Zustand der Äser wurde drei Tage nach dem Ansetzen in drei Kategorien, angefressen, eingegraben oder eingerollt eingeteilt. Nach der Kontrolle wurden die Käfer präpariert, um ihre Geschlechtsreife zu bestimmen. Wenn Weibchen innerhalb der drei Tage Eier abgelegt hatten, wurden sie als geschlechtsreif bezeichnet und nicht präpariert. Material und Methode 20 2.4.6 Aasauswahl Um zu untersuchen, ob die Käfer nur Aas von einer bestimmten Größe zur Fortpflanzung nutzen, wurden Labormäuse verschiedenen Alters verwendet, 5, 14, 21, und 28-35 Tage alte Mäuse. Die Gewichte der vier Alterklassen unterschieden sich deutlich. Das mittlere Gewicht betrug 3.2g bei 5 Tage alten Mäusen, 7.2g bei 14 Tage alten, 11.4g bei 21 Tage alten und 21.0g bei 28-35 Tage alten Mäusen. Zur Bestimmung der Akzeptanz bestimmter Aasgrößen wurden 18 Weibchen aus unterschiedlichen Familien getestet. Die Weibchen wurden 30 Tage nach dem Schlupf mit einem Aas und einem Männchen angesetzt. Um familienspezifische Eigenschaften auszuschließen, stammten die Käferweibchen in einer Versuchsreihe für die vier Größenklassen der Mäuse aus derselben Familie. Wenn ein Weibchen Eier ablegte, wurde dessen zugegebenes Aas als für die Fortpflanzung akzeptiert bezeichnet. 2.4.7 Gelegeregulation Die Anzahl der abgelegten Eier wurden bei zwei Aasgrößen, ungefähr 5g und ungefähr 20g, für 18 Weibchen aus unterschiedlichen Familien bestimmt. Die Weibchen wurden auf die gleiche Weise wie im Versuch zur Aasauswahl jeweils mit einem Aas angesetzt. Die Käfer wurden drei Tage nach dem Ansetzen mit dem Aas in neue Dosen umgesetzt, die abgelegten Eier in den alten Dosen gesucht und auf feuchtes Toilettenpapier in Petrischalen gegeben. Das Schlüpfen der Larven wurde alle 12 Stunden kontrolliert. Die Zahl der bis zum Zeitpunkt des Schlupfes der ersten Larve eines betreffenden Weibchens abgelegten Eier wurde als die Größe des Geleges betrachtet, da alle Weibchen bei Ankunft ihrer eigenen Larven am Aas die Eiablage beenden (Müller 1987). Die Weibchen, die beim ersten Umsetzen keine Eier ablegt hatten, wurden nach zwei Tagen wieder in eine neue Dose umgesetzt, und die Eier in der alten Dose gesucht. Wenn Weibchen beim zweiten Umsetzen noch keine Eier abgelegt hatten, wurden die entsprechenden Ansätze abgebrochen. Bei einem zweiten Versuch wurde die Anzahl der abgelegten Eier bei drei verschiedenen Aasgewichten 5g, 15g und 25g bestimmt. Jungfräuliche Käfer aus 15 Familien wurden 20 Tage nach dem Schlupf getestet. Wenn Weibchen drei Tage nach dem Ansetzen noch keine Eier abgelegt hatten, Material und Methode 21 wurden die Käfer mit dem Aas alle zwei Tage umgesetzt, bis die Weibchen Eier ablegten. Das Experiment wurde nach dem fünften Umsetzen beendet. 2.4.8 Brutgröße Bei den Experimenten zur Aasauswahl wurden die Weibchen mit den Männchen, allen Larven und dem Aas in der Dose ungestört belassen. Wenn die Larven im dritten Larvalstadium das Aas völlig aufbraucht und das Aas verlassen hatten, wurde die Anzahl der überlebenden Larven bestimmt. 2.4.9 Anzahl Nachkommen und Ausnutzung von kleinem und großem Aas Ein Männchen und drei Weibchen wurden jeweils mit einem kleinen Mäuseaas von ungefähr 20g oder mit einem großen Rattenaas von ungefähr 130g in einem PVC-Rohr, dessen Höhe 20cm und dessen innerer Durchmesser 15cm betrugen, angesetzt. In dem Rohr befand sich eine 15cm dicke Torfschicht. Alle Rohre wurden in einem Klimaschrank mit einem natürlichen Tag/Nacht-Rhythmus von 12.5/11.5h bei 20oC aufbewahrt. Nachdem die Larven das Aas verlassen hatten, wurden sie zur Verpuppung gebracht, danach alle Puppen gewogen. Die Anzahl der überlebenden Larven und der Käfer wurden zu dem Zeitpunkt protokolliert, zu dem die letzte Larve das betreffende Aas verließ. Ergebnisse 22 3. Ergebnisse 3.1 Konkurrenz um Äser Für Wirbellose Tiere wie auch für Wirbeltiere ist Wirbeltieraas eine wertvolle Ressource. Vergleicht man Wirbellose und Wirbeltiere hinsichtlich des Zeitraums der Aasnutzung im Untersuchungsgebiet Fu-Shan, zeigt sich, dass ausgelegte Mäuseäser vom Herbstende bis zum Winter (Okt-Jan) ausschließlich von Wirbeltieren genutzt wurden, während die Äser im Juni und Juli 2001 eher von Wirbellosen genutzt wurden (Abb. 7; X2-Test: P < 0.01). Anzahl 20 10 0 Feb+Mrz Apr+Mai Jun+Jul Aug+Sep Oct+Nov Dez+Jan Wirbellose 3 7 8 5 0 0 Wirbetiere 13 9 5 11 16 16 Monat Abb. 7: Anzahl ausgelegter Äser, die von Wirbellosen (blaue Säulen) oder von Wirbeltieren (rote Säulen) in Fu-Shan gefressen wurden. Im Juni war das Untersuchungsgebiet durch die Mahd zum Teil gestört, drei Äser waren verschwunden.(jeweils n=16, für Juni/Juli n=13). In Nan-Ren-Shan wurden die meisten der Äser von Wirbellosen genutzt. Die Aufteilung der Nutzung der Äser durch Wirbeltiere und Wirbellose änderte sich im Verlauf des Jahres nicht (Abb. 8; X2-Test: P=0.2726). Ergebnisse 23 Anzahl 20 15 10 5 0 Feb+Mrz Apr+Mai Jun+Jul Aug+Sep Oct+Nov Dez+Jan Wirbellose 15 12 15 12 11 14 Wirbetiere 1 4 1 4 5 2 Monat Abb. 8: Anzahl ausgelegter Äser, die von Wirbellosen (blauer Block) oder von Wirbeltieren (roter Block) in Nan-Ren-Shan gefressen wurden (jeweils n = 16). 3.2 Ameisen als Konkurrenten von Käfern Sowohl in Fu-Shan als auch in Nan-Ren-Shan wurden auch Ameisen vom Aas angelockt. Manche Ameisenarten konnten sogar ein kleines Wirbeltieraas monopolisieren, wie zum Beispiel Vertreter der Gattungen Pheidologeton, Pheidole und Crematogaster. Das Mäuseaas wurde von den Ameisen nicht weggetragen, sondern mit Erde bedeckt. In Nan-Ren-Shan war die Anzahl der von Ameisen monopolisierten Äsern höher als in Fu-Shan (Abb. 9; X2-Test: P < 0.001). 100 Anzahl 80 60 40 20 0 Fu-Shan Nan-Ren-Shan Abb. 9: Anzahl ausgelegter Äser, die von Ameisen (rote Säule) oder von Fliegen, Käfern und anderen Wirbellosen sowie von Wirbeltieren gefressen (blaue Säule) wurden. (Februar 2001 bis Januar 2002; Fu-Shan (n = 91); Nan-Ren-Shan (n = 96)). Ergebnisse 24 3.2.1 Nachgewiesene Ameisenarten in Bodenfallen Nicht nur an ausgelegten Äsern sondern auch in den aufgestellten Bodenfallen wurden Ameisen nachgewiesen. In einem Wald und auf einer Wiese wurden je acht Bodenfallen aufgestellt, der Abstand zwischen den Probestellen betrug 30m, die Fallen wurden monatlich über ein Jahr hinweg geleert. In Fu-Shan und Nan-Ren-Shan zusammen wurden insgesamt 39 Ameisenarten gefangen (Tab. 1). Tab. 1: Artenliste der in Bodenfallen gefangenen Ameisen in Fu-Shan und Nan-Ren-Shan. Art Fu-Shan Anochetus taiwaniensis Terayama 1989 Aphaenogaster sp.1 Aphaenogaster sp.2 Aphaenogaster tipuna Forel 1913 Camponotus carin tipuna Forel 1913 Camponotus irritans Fr. Smith 1857 Cardiocondyla sp. Crematogaster dohrni fabricans Forel 1911 + + + + + Crematogaster schimmeri Forel 1912 Dolichoderus thoracicus Fr. Smith 1860 Formica japonica Motschulsky 1866 + Monomorium chinense Santschi 1925 + Pachycondyla javanus Mayr 1867 Pachycondyla luteipes Mayr 1862 Pachycondyla sharpi Forel 1901 Pachycondyla stigma Fabricius 1804 Pheidole formosensis Forel 1913 Pheidole pieli Santschi 1925 Pheidole sauteri Wheeler 1909 + + + + + + Iridomyrmex bicknelli formosae Forel 1912 Leptogenys kitteli Mayr 1870 Lophomyrmex taivanae Forel 1912 Ochetellus glaber Mayr 1862 Odontomachus moticola Emery 1892 Pachycondyla darwinii Emery 1899 Nan-Ren-Shan + + + + + + + + + + + + + + + + + + Ergebnisse Pheidologeton affinis Jerdon 1851 Polyrhachis dives Fr. Smith 1857 Polyrhachis illaudata Walker 1859 Pristomyrmex pungens Mayr 1884 Proceratium itoi Forel 1917 Proceratium japonicum Santschi 1937 Pseudolasius binghami taivanae Forel 1912 25 + + + + + + Pyramica sp. Strumigenys solifontis Brown 1949 Technomyrmex albipes Fr. Smith 1861 Technomyrmex horni Forel 1912 Tetramorium kraepelini Forel 1905 Tetramorium lanuginosum Mayr 1870 Tetramorium nipponense Wheeler 1928 + + + + + + + + + + In Fu-Shan wurden 23 Ameisenarten gefangen, in Nan-Ren-Shan 24. Für die Untersuchung der Verteilung der Ameisen wurden nicht die Individuenzahlen sondern die Anzahl der Bodenfallen, in denen Ameisen bestimmter Arten vorkamen, protokolliert. Die gemachte Aufnahme beschreibt erst einmal für jeden Monat die Frequenz der verschiedenen Arten an einem Standort. Um die Angaben mit den Häufigkeiten anderer Organismen zu vergleichen und um den jahreszeitlichen Aspekt mitzubetrachten, wurden relative Häufigkeiten der absoluten Frequenzen, definiert als Anzahl der Monatsfänge einer bestimmten Art in einer Bodenfalle, bestimmt und als Dominanzwerte betrachtet. War eine Art in einer Falle und in einem Monat vorhanden wurde sie als ein Individuum betrachtet, unabhängig von der Anzahl der tatsächlich gefangenen Individuen in einer Falle, ich nenne es daher Pseudoindividuum. Aufgrund der Anzahl der Pseudoindividuen wurden dann Dominanzen berechnet. In einer Falle und in einem Monat können also nie zwei „Pseudoindividuen“ einer Art auftreten, pro Standort (8 Fallen) und Jahr (12 Fangperioden) ist eine Art daher maximal mit 96 Pseudoindividuen vertreten. Das angewandte Verfahren ist insofern berechtigt, da aus einem Ameisennest sehr viele Individuen, je nach der örtlichen Entfernung zur Falle in eine Bodenfalle gelangen, ein Pseudoindividuum repräsentiert damit die Aktivitätsabundanz eines Nestes. In Fu-Shan kamen mit Pa. luteipes, Pa. javanus und Ph. formosensis drei Arten häufig vor, 36%, 15% und 13.8% der Pseudoindividuen gehörten den drei Arten an. In Ergebnisse 26 Nan-Ren-Shan waren Ph. formosensis, D. thoracicus, Phd. affinis, Po. dives und Pa. javanus die fünf häufigsten Arten, 16.6%, 16.0%, 16%, 14.8% und 10.2% der Pseudoindividuen gehörten den fünf Arten an. Die beiden Arten Ph. formosensis und Pa. javanus gehörten an beiden Standorten zu den häufigen Arten. Besonders auffällig war die Art Ph. formosensis, die zur Futtersuche und zum Nahrungstransport permanent auf Wanderschaft scheinen, manchmal waren die Fallen voll mit ihnen. Während Pa. luteipes in Fu-Shan am häufigsten war, war diese Art in Nan-Ren-Shan sehr selten. Die Arten D. thoracicus und Po. dives, die in Nan-Ren-Shan häufig waren, wurde in Fu-Shan nicht gefangen. Bei einigen der nachgewiesenen Arten konnte eine räumliche Präferenz festgestellt werden. In Fu-Shan war die Frequenz der Arten Pa. luteipes und Pa. javanus im Jahresverlauf bei den 12 monatlichen Kontrollen im Wald und auf der Wiese nicht verschieden (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P > 0.1, n = 12). Die Arten C. dohrni fabricans, F. japonica und L. kitteli dagegen wurden im untersuchten Zeitraum häufiger im Wald als auf der Wiese gefangen (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12). Das Gegenteil galt für die Arten M. chinense, Ph. formosensis und S. solifontis (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12). Bei den übrigen Arten war aufgrund des seltenen Vorkommens nicht nachweisbar, ob sie bevorzugt im Wald oder auf der Wiese vorkamen. In Nan-Ren-Shan kam die Art Lo. taivanae sowohl im Waldgebiet als auch auf der Wiese vor (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P > 0.05, n = 12). Die Art Phd. affinis kam bevorzugt im Wald vor (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12). Die zwei Arten D. thoracicus und T. nipponense kamen nur im Wald vor, die Art Po. dives wurde nur auf der Wiese gefangen. Bei den übrigen Arten in Nan-Ren-Shan war nicht nachweisbar, ob sie bevorzugt im Wald oder auf der Wiese vorkamen. Die Verteilung der Arten auf die Lebensräume Wald und Wiese waren zwischen Fu-Shan und Nan-Ren-Shan zum Teil ähnlich, zum Teil verschieden. Die Art Pa. javanus war in Fu-Shan gleichmäßig auf Wald und Wiese verteilt, in Nan-Ren-Shan war die Art eine Waldart (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12). Die Art Ph. formosensis dagegen, die in Fu-Shan bevorzugt auf der Wiese gefangen wurde, kam in Ergebnisse 27 Nan-Ren-Shan sowohl im Wald als auch auf der Wiese vor (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P > 0.05, n = 12). Die Lebensräume der zwei Arten C. dohrni fabricans und L. kitteli waren im Vergleich Fu-Shan und Nan-Ren-Shan ebenfalls nicht gleich. Beide Arten kamen in Fu-Shan bevorzugt im Wald vor, jedoch kam C. dohrni fabricans in Nan-Ren-Shan bevorzugt auf der Wiese vor (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12), während L. kitteli in beiden Biotopen vorkam (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P > 0.05, n = 12). 3.2.2 Aktivität der häufig auftretenden Ameisen im Jahresverlauf Anzahl der Bodenfallen Die Aktivitäten der häufig auftretenden Ameisen im Jahresverlauf waren unterschiedlich zwischen Fu-Shan und Nan-Ren-Shan. In Fu-Shan zeigten die Ameisen deutliche Aktivitätsmaxima, während sie in Nan-Ren-Shan im Jahresverlauf relativ gleich häufig vorkamen. In Fu-Shan war die Frequenz der häufigsten Art Pa. luteipes im Sommer am größten, im Winter am kleinsten (Abb. 10). 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Monat Abb. 10: Anzahl der Bodenfallen, in denen die Art Pa. luteipes von Februar 2001 bis Januar 2002 in Fu-Shan gefangen wurde. Die drei in Nan-Ren-Shan vorkommenden Arten D. thoracicus, Phd. affinis und Po. dives konnten im Verlauf des Jahres bei 12 monatlichen Kontrollen fast immer gefangen werden, es stellten sich keine deutlichen Aktivitätsminima ein. Im Februar 2001 wurde die Art D. thoracicus in Nan-Ren-Shan nicht gefangen. Ihre Frequenz war im Oktober 2001 und im Januar 2002 relativ groß (Abb. 11). Anzahl der Bodenfallen Ergebnisse 28 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Monat Abb. 11: Anzahl der Bodenfallen, in denen die Art D. thoracicus von Februar 2001 bis Januar 2002 in Nan-Ren-Shan gefangen wurde. Anzahl der Bodenfallen Vom Sommer bis zum Anfang des Winters kamen Individuen von Phd. affinis ständig in bestimmten Bodenfallen vor. Im Dezember 2001 war ihre Frequenz relativ groß. Am Anfang des Frühlings und Ende des Winters war diese Art verhältnismäßig inaktiv (Abb. 12). 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Monat Abb. 12: Anzahl der Bodenfallen, in denen die Art Phd. affinis von Februar 2001 bis Januar 2002 in Nan-Ren-Shan gefangen wurde. Die Art Po. dives ist schwarz und groß. In Nan-Ren-Shan schwankte ihre Frequenz im Jahresverlauf. In einigen bestimmten Bodenfallen wurde die Art das ganze Jahr über gefangen (Abb. 13). Anzahl der Bodenfallen Ergebnisse 29 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Monat Abb. 13: Anzahl der Bodenfallen, in denen die Art Po. dives von Februar 2001 bis Januar 2002 in Nan-Ren-Shan gefangen wurde. Anzahl der Bodenfallen Die zwei an beiden Standorten vorkommenden Arten Pa. javanus und Ph. formosensis zeigten unterschiedliche Aktivitätsverläufe in Fu-Shan und Nan-Ren-Shan. Pa. javanus ist eine schwarze, relativ große Ameisenart. Im Juni 2001 war ihre Frequenz in Fu-Shan am größten, im Dezember wurde die Art nicht gefangen. In Nan-Ren-Shan wurde die Art im Februar 2001 nicht gefangen, in den übrigen Monaten waren immer einige Individuen in den Fallen (Abb. 14). 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Monat Abb. 14: Anzahl der Bodenfallen, in denen die Arten Pa. javanus von ) und Februar 2001 bis Januar 2002 in Fu-Shan ( Nan-Ren-Shan (---) gefangen wurde. Die Frequenz von Ph. formosensis war 2001 in Fu-Shan im August am größten, in Nan-Ren-Shan jedoch im Mai. Während Ph. formosensis im Jahresverlauf bei allen 12 monatlichen Kontrollen in Nan-Ren-Shan immer vorkam, wurde kein Individuum der Art im Oktober und Ergebnisse 30 Dezember 2001 und im Januar 2002 in Fu-Shan gefangen (Abb. 15). Ausserdem wurden die Art in Nan-Ren-Shan während des gesamten Untersuchungszeitraums immer in einigen bestimmten Fallen gefangen. 16 14 12 Anzahl der Bodenfallen 10 8 6 4 2 0 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 12 1 M onat Abb. 15: Anzahl der Bodenfallen, in denen die Art Ph. formosensis von ) und Februar 2001 bis Januar 2002 in Fu-Shan ( Nan-Ren-Shan (---) gefangen wurde. Ergebnisse 31 3.3 In Bodenfallen nachweisbare Käfer In Fu-Shan und in Nan-Ren-Shan wurden insgesamt 10613 Käfer aus 34 Familien und 323 Arten von Februar 2001 bis Januar 2002 in Bodenfallen gefangen (Tab.2), wobei die Hälfte der Fallen mit Aas beködert war. Nur ein Teil der Käfer konnte bis zur Art bestimmt werden. Tab. 2: Übersicht über die gefangenen Käfer und die Artenzahlen innerhalb der Familien, die von Februar 2001 bis Januar 2002 in Fu-Shan und in Nan-Ren-Shan gefangen wurden. Familie Anzahl der Arten Familie Anzahl der Arten Anthribidae Aspidiphoridae 4 1 Georyssidae Histeridae 1 7 Bostrychidae Byrrhidae Cantharidae Carabidae 1 3 1 45 Hydrophilidae Lampyridae Leiodidae 4 6 8 Lucanidae 2 Cerambycidae Chrysomelidae Clambidae Coccinellidae 2 13 1 1 Nitidulidae Ptiliidae Rhipiceridae 4 3 1 Scaphidiidae 1 Colydiidae 1 Curculionidae Dryopidae Dytiscidae Elateridae Endomychidae 11 1 4 10 7 Scarabaeidae Scolytidae 28 3 Scydmaenidae Silphidae Staphylinidae 5 3 124 Tenebrionidae 3 Eucnemidae 4 Trogidae 3 Unter den gefangenen Käfern, waren in der Mehrzahl Vertreter aus neun Familien, Carabidae, Histeridae, Hydrophilidae, Lampyridae, Leiodidae, Scarabaeidae, Silphidae, Staphylinidae und Trogidae. Aus der Familie der Lampyridae wurden nur Larven gefangen. Innerhalb der Familie der Scarabaeidae waren sieben Arten Pflanzenfresser und 21 Mist- bzw. Dungfresser. Innerhalb der Familie der Staphylinidae gehören 13 Arten der Unterfamilie der Pselaphinae an, von denen nur eine Art durch Köder angelockt wurde. Ergebnisse 32 Nachgewiesene Käfer in Fu-Shan Die neun individuenreichsten Käferfamilien machten 97.0% des Gesamtfangs an Käfern in Fu-Shan aus. Die Familie der Staphylinidae war mit 45,8% aller gefangenen Käfer die dominierende Käfergruppe. Die Vertreter der Unterfamilie der Pselaphinae wurden bis auf eine Art nicht vom Aas angelockt, ihr Anteil an den Staphyliniden betrug 1.3%. Bei den drei Familien Leiodidae, Carabidae und Hydrophylidae handelte es sich um dominante Käfergruppen, insgesamt 35.2% der gefangenen Käfer entstammten diesen drei Familien. Innerhalb der subdominante Gruppe der Scarabaeidae gehörten 98.6% der gefangenen Individuen zu den Mistkäfern. Die übrigen Scarabaeiden sind vegetarisch und kamen zufällig in den Fallen vor. Silphidae, Trogidae und Histeridae waren rezedente Gruppen. Aus der Familie der Silphiden kamen nur die drei Arten Nicrophorus nepalensis, N. concolor und Calosilpha cyaneocephala vor, alle ausnahmslos in den Aasfallen. Bei den Trogidae und Histeridae war jeweils eine einzelne Art mit mehr als 92% der Individuen vertreten. Von den Lampyridae kamen nur einige Larven vor, diese wiederum auch nur in den Köderfallen (Abb. 16). Staphylinidae(3674) Leiodidae(1005) Carabidae(909) Hydrophilidae(908) Scarabaeidae(778) Silphidae(175) Trogidae(168) Histeridae(140) Lampyridae(29) 0 10 20 30 Anteil (%) 40 50 Abb. 16: Verteilung (%) gefangener Käfer auf die neun berücksichtigten Käferfamilien mit Anzahl der Individuen in Fu-Shan. Nachgewiesene Käfer in Nan-Ren-Shan In Nan-Ren-Shan fehlten die Familien der Silphidae und Trogidae. Die übrigen sieben Familien machten 97.5% des Gesamtfangs an Käfern aus. Bei den Staphylinidae, Leiodidae, Scarabaeidae und Hydrophilidae Ergebnisse 33 handelte es sich um dominante Gruppen mit einem gemeinsamen Anteil von 89.9% an allen gefangenen Individuen. Bei den Staphyliniden gehörten 4.5% der Individuen zu den Pselaphinae. Innerhalb der Scarabaeidae waren 0.7% der gefangenen Käfer Pflanzenfresser, der Rest gehörte zu den Mistkäfern. Bei den Carabidae handelte es sich in Nan-Ren-Shan um eine subdominante Gruppe. In den Tropen kamen die meisten Laufkäfer auf der Wiese vor, vor allem an zwei Probestellen, die sehr nah am Nan-Ren-See lagen. Im tropischen Wald wurden während des zwölfmonatigen Untersuchungszeitraums nur zehn Laufkäfer gefangen. Auch von den Histeriden wurden in Nan-Ren-Shan insgesamt nur zehn Individuen gefangen (Abb. 17). Staphylinidae(764) Leiodidae(689) Carabidae(175) Hydrophilidae(283) Scarabaeidae(682) Silphidae(0) Trogidae(0) Histeridae(10) Lampyridae(20) 0 10 20 30 40 50 Anteil (%) Abb. 17: Verteilung (%) gefangener Käfer aus den neun ausgewählten Käferfamilien mit Anzahl der Individuen in Nan-Ren-Shan. 3.3.1 Einfluss von Ködern 3.3.1.1 Anzahl gefangener Arten und Individuen In den zwei Ökosystemen Tropen (Nan-Ren-Shan) und Subtropen (Fu-Shan) wurden jeweils zwei Biotope, Wald und Wiese, als Untersuchungsstellen ausgewählt. In jedem Biotop wurden acht Paare von Bodenfallen aufgestellt, je eine Falle eines Fallenpaares wurde mit einem Aasköder versehen, während die andere Falle ohne Köder war. Sowohl die Anzahl gefangener Arten Ergebnisse 34 Anzahl nachgewiesener Arten (Abb. 18) als auch die Anzahl gefangener Individuen (Abb. 19) war in den Köderfallen höher als in den Fallen ohne Köder (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05 für alle Biotope, n = 8). 70 60 50 40 30 20 10 0 FFm FFo FWm FWo NFm NFo NWm NWo Biotop Abb. 18: Anzahl nachgewiesener Käferarten in Köderfallen (m) und in Fallen ohne Köder (o) in vier unterschiedlichen Biotopen (FF: subtropische Wiese; FW: subtropischer Wald; NF: tropische Wiese; NW: tropischer Wald; n = 8; Mediane, erste und dritte Quartile). Anzahl gefangener Individuen 800 700 600 500 400 300 200 100 0 FFm FFo FWm FWo NFm NFo NWm NWo Biotop Abb. 19: Anzahl gefangener Individuen in Köderfallen (m) und in Fallen ohne Köder (o) in vier verschiedenen Biotopen (FF: subtropische Wiese; FW: subtropischer Wald; NF: tropische Wiese; NW: tropischer Wald; n = 8; Mediane, erste und dritte Quartile). Ergebnisse 35 3.3.1.2 Diversität der Fallenfänge Für die Vielgestaltigkeit der jeweiligen Fauna gibt der Diversitätindex eine gewisse Vorstellung. Die errechneten Diversitätswerte der Fallenfänge waren für die Fallen ohne Köder größer als für die Köderfallen (Tab. 3). Tab. 3: Simpson's Diversitätsindex für Köderfallen und Fallen ohne Köder in den vier untersuchten Biotopen (FF: subtropische Wiese; FW: subtropischer Wald; NF: tropische Wiese; NW: tropischer Wald). Biotop FF FW NF NW Fallen mit Köder 0.82 0.93 0.87 0.80 Fallen ohne Köder 0.95 0.97 0.96 0.91 Die berechnete Evenness wurde als Vergleichsmaß benutzt, weil ein Vergleich der Diversitätsindices aus verschiedenen Ökosystemen allein nicht erkennen lässt, ob ein Wert aufgrund einer hohen Artenzahl mit jeweils unterschiedlicher Individuenzahl oder durch gleichmäßige Verteilung der Individuen auf weniger Arten entstanden ist (Mühlenberg 1993). Hier wurde der mit dem Shannon-Wiener Index (Hs) errechnete Diversitätswert in Relation zu dem maximal möglichen Diversitätswert (Hmax) gesetzt. Der Wert der Evenness liegt zwischen 0 und 1. Je größer der Wert ist, desto ähnlicher sind die Fangzahlen der Individuen aus den vorhandenen Arten. In den Bodenfallen ohne Köder war die Verteilung der Individuen auf die gefangenen Arten gleichmäßiger als in den Köderfallen, was sich in einem höheren Evennesswert ausdrückt (Tab. 4). Ergebnisse Tab. 4: 36 Beobachtete Diversität nach Shannon-Wiener, maximale Diversität (Hmax) (a) und Eveness (b) bei Köderfallen und Fallen ohne Köder in den vier untersuchten Biotopen (FF: subtropische Wiese; FW: subtropischer Wald; NF: tropische Wiese; NW: tropischer Wald). a Diversitätswerte Biotop Fallen mit Köder (Hmax) Fallen ohne Köder (Hmax) FF 2.52 (4.76) 3.49 (4.17) FW 3.21 (4.87) 3.99 (4.45) NF 2.45 (3.61) 3.28 (3.30) NW 2.07 (3.99) 2.95 (3.64) Biotop Fallen mit Köder Fallen ohne Köder FF 0.53 0.84 FW NF 0.66 0.68 0.90 0,99 NW 0.52 0.81 b Evenesswerte 3.3.2 Ähnlichkeit zwischen Biotopen Mit dem Ähnlichkeitsindex KW nach Wainstein (Wainstein 1967) kann die Ähnlichkeit zweier Faunen berechnet werden, sowohl die Anzahl gemeinsamer Arten als auch ihre relativen Häufigkeiten werden dabei berücksichtigt. Der Wainsteinindex errechnet sich durch Multiplikation der Renkonen’schen Zahl (Re) mit der Jaccard’schen Zahl (JZ). Die Renkonen’sche Zahl ist eine Maßzahl für die Übereinstimmung in den Dominanzverhältnissen von zwei Artengemeischaften, die Jaccard’sche Zahl berechnet die Artenidentität zwischen zwei Faunen. Der Ähnlichkeitsindex KW nach Wainstein nimmt Werte zwischen 0 und 100 an, höhere Werte belegen größere Ähnlichkeit (Mühlenberg 1993). Die Ähnlichkeiten zwischen den vier Biotopen waren insgesamt sehr gering, unter den geringen Ähnlichkeiten waren aber dieselben Biotoptypen Wald bzw. Wiese sich ähnlicher unabhängig vom Standort, zum Beispiel war die tropische Wiese der subtropischen Wiese ähnlicher als dem tropischen Wald. Die geringste Ähnlichkeit, wie nicht anders zu erwarten, bestand zwischen dem tropischen Wald und der subtropischen Ergebnisse 37 Wiese. (Tab. 5). Tab. 5: Ähnlichkeitsindex KW nach Wainstein zwischen vier untersuchten Biotopen (FF: subtropische Wiese; FW: subtropischer Wald; NF: tropische Wiese; NW: tropischer Wald). FW NF NW 3.3.3 FF 3.87 4.35 0.96 FW NF 1.53 3.56 2.23 Vergleich zwischen subtropischen und tropischen Lebensräumen 3.3.3.1 Diversität und Ähnlichkeit In Fu-Shan, dem subtropischen Waldgebiet, wurden insgesamt 7922 Individuen aus 254 Käferarten gefangen, in Nan-Ren-Shan, dem tropischen Regenwaldgebiet, wurden 112 Käferarten und insgesamt 2691 Käfer gefangen. Die Diversität und die Evenness waren in Fu-Shan höher als in Nan-Ren-Shan (Tab. 6). Tab. 6: Diversität nach Shannon-Wiener, maximale Diversität (Hmax) und Evenness der Käferfauna in den Untersuchungsgebieten in Fu-Shan und in Nan-Ren-Shan. Shannon-Wiener Index Hmax Evenness Fu-Shan 3.73 5.64 0.66 Nan-Ren-Shan 2.66 4.81 0.55 Das Ergebnis bedeutet, dass die Artenzusammensetzung im untersuchten subtropischen Wald vielfältiger und gleichmäßiger war als im untersuchten tropischen Regenwald, was nicht unbedingt zu erwarten war. Die Ähnlichkeiten der Käferfaunen war nicht besonders groß, der Vergleich Fu-Shan und Nan-Ren-Shan ergab einen Ähnlichkeitswert von KW = 4.93. Ergebnisse 38 3.3.3.2 Anzahl gefangener Käfer im monatlichen Verlauf Anzahl gefangener Käfer In der Regel geht man davon aus, dass die Jahreszeiten in den Tropen weit weniger ausgeprägt sind als in den Subtropen oder gemäßigten Breiten. An der monatlichen Gesamtzahl gefangener Käfer kann man genau dieses Phänomen erkennen. Im Gegensatz zu Fu-Shan schwankte die Gesamtaktivität der Käfer in Nan-Ren-Shan kaum im Jahresverlauf. Die jeweilige monatliche Aktivität der Käfer in Nan-Ren-Shan war im gesamten untersuchten Jahr ungefähr gleich. In Fu-Shan nahm die monatliche Aktivität der Käfer im Herbst ab, im Winter war die Aktivität der Käfer am niedrigsten (Abb. 20). 2000 1500 1000 500 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Monat Abb. 20: Anzahl gefangener Käferindividuen in Fu-Shan ( ) und in Nan-Ren-Shan (---) im monatlichen Verlauf von Februar 2001 bis Januar 2002. 3.4 Vorkommen und jahreszeitliche Aktivitätsverteilung von Arten aus individuen- und artenreichen Käferfamilien Wie bereits dargestellt, konnten bei den Käfern nicht alle Individuen bis zur Art bestimmt werden, da die Käferfauna von Taiwan noch relativ wenig erforscht ist. Aus den beiden Familien Lampyridae und Trogidae konnten Arten zwar morphologisch weitgehend getrennt werden, eine Determination der Arten war aber nicht möglich. Aus den übrigen sieben von Ködern angelockten und in üblichen Bodenfallen gefangenen Familien Carabidae, Histeridae, Hydrophilidae, Leiodidae, Scarabaeidae, Silphidae und Staphylinidae konnte ein Teil der Arten bestimmt werden, bei einigen Arten konnten dadurch auch die unterschiedlichen jahreszeitlichen Aktivitätsphasen an den zwei Standorten Fu-Shan und Nan-Ren-Shan, sowie die räumlichen Verteilungen innerhalb der Standorte dargestellt und analysiert werden. Ergebnisse 39 3.4.1 Staphylinidae Die Familie Staphylinidae war die individuen- und artenreichste Gruppe der in den Fallen gefangenen Käfern. In Fu-Shan und Nan-Ren-Shan zusammen wurden von Februar 2001 bis Januar 2002 4338 Individuen aus 111 Arten der Familie Staphylinidae, die Unterfamilie Pselaphinae ist nicht eingeschlossen, gefangen (Tab. 7). Die meisten Käfer konnten nur bis zur Gattung bestimmt werden, manche sogar nur bis zur Unterfamilie. Die unbestimmten Arten, die sich morphologisch unterscheiden ließen, wurden innerhalb ihrer jeweiligen noch determinierbaren systematischen Einheit durchnumeriert und im Folgenden mit einer Nummer (Tab. 7) gekennzeichnet. Tab. 7: Artenliste der Staphylinidae ohne die Pselaphinae und Anzahl der in Fu-Shan und Nan-Ren-Shan gefangenen Käfer. Anzahl Art Aleochara sp. 1 Aleochara sp. 2 Aleochara sp. 3 Fu-Shan Nan-Ren-Shan 777(21.4%) 218(31.2%) 34(4.9%) 4 Aleocharinae, gen. sp. 1 56(8.2%) Aleocharinae, gen. sp. 2 25 55(7.9%) Aleocharinae, gen. sp. 3 1 6 Aleocharinae, gen. sp. 4 7 5 Aleocharinae, gen. sp. 5 1 Aleocharinae, gen. sp. 6 1 Aleocharinae, gen. sp. 7 36 Aleocharinae, gen. sp. 8 10 1 Aleocharinae, gen. sp. 9 4 2 Aleocharinae, gen. sp. 10 57 2 Aleocharinae, gen. sp. 11 3 Aleocharinae, gen. sp. 12 80 Aleocharinae, gen. sp. 13 19 Aleocharinae, gen. sp. 14 12 Aleocharinae, gen. sp. 15 1 Aleocharinae, gen. sp. 16 1 Aleocharinae, gen. sp. 17 43 Ergebnisse 40 Aleocharinae, gen. sp. 18 Aleocharinae, gen. sp. 19 Aleocharinae, gen. sp. 20 Aleocharinae, gen. sp. 21 Aleocharinae, gen. sp. 22 Aleocharinae, gen. sp. 23 Aleocharinae, gen. sp. 24 Aleocharinae, gen. sp. 25 Aleocharinae, gen. sp. 26 Aleocharinae, gen. sp. 27 Aleocharinae, gen. sp. 28 Aleocharinae, gen. sp. 29 Aleocharinae, gen. sp. 30 Aleocharinae, gen. sp. 31 Aleocharinae, gen. sp. 32 Aleocharinae, gen. sp. 33 Aleocharinae, gen. sp. 34 Aleocharinae, gen. sp. 35 Aleocharinae, gen. sp. 36 Aleocharinae, gen. sp. 37 1 2 1 1 16 1 4 2 1 29 5 11 1 1 20 5 2 2 1 31 Algon matsukii Shibata 1979 Anotylus sp. 1 2 65(9.3%) Anotylus sp. 2 Anotylus sp. 3 3 113 18 Anotylus sp. 4 1 Anotylus sp. 5 Anotylus sp. 6 13 938(25.8%) Anotylus sp. 7 2 Coproporus sp. 2 Diochus sp. 1 Domene sp. Edaphus sp. 12 3 Gabronthus sp. 1 Hesperosoma miwai Bernhauer 1943 1 Hesperus taiwanensis Shibata 1979 5 Ischnosoma sp. Lathrobium sp. 1 2 1 Lathrobium sp. 2 1 Ergebnisse 41 Lathrobium sp. 3 Lobrathium sp. 1 1 Lordithon sp. 1 3 Lordithon sp. 2 1 Naddia sp. 3 Nazeris sp. Octavius sp. 2 1 Ocypus sp. 13 Osorius sp. 2 Othius sp. 2 Oxytelopsis sp. Oxytelus sp. 1 3 22 Oxytelus sp. 2 2 5 3 Oxytelus sp. 3 419(11.5%) Oxytelus sp. 4 2 Paederus fuscipes Curtis 1840 Pammegus shibatai Schillhammer 2002 1 2 1 429(11.7%) 51(7.3%) Philonthus longicornis Stephens 1832 Philonthus simpliciventris Bernhauer 1933 7 Philonthus sp. 1 211(5.8%) 126(18.1%) Philonthus sp. 2 Philonthus sp. 3 1 4 13 1 Philonthus sp. 4 46 Platydracus sp. 1 8 Platydracus sp. 2 20 Proteinus sp. Quedius kuay Smetana 1995 1 1 Rugilus sp. 1 1 Rugilus sp. 2 73 Scopaeus sp. 1 2 Scopaeus sp. 2 Scopaeus sp. 3 4 Stenus sp. 1 2 Stenus sp. 2 3 Stenus sp. 3 2 Stenus sp. 4 Stenus sp. 5 1 1 subfam.?, gen. sp. 1 2 2 Ergebnisse 42 Tachinus sp. 1 Tachinus sp. 2 2 3 Tachyporinae, gen. sp. 1 1 Tachyporinae, gen. sp. 2 1 Tachyusa sp. 1 Taxiplagus sp. Thoracochirus sp. 5 Thoracostrongylus sp. 7 Tolmerinus sp. 1 9 Tolmerinus sp. 2 4 Tympanophorus sauteri Bernhauer 1907 Xantholinini gen. sp. 3 7 Zyrasini gen. sp. 1 1 Zyrasini gen. sp. 2 2 Zyrasini gen. sp. 3 1 1 In Fu-Shan wurden 3640 Individuen aus 100 Arten gefangen, in Nan-Ren-Shan 698 Individuen aus 28 Arten. Der ermittelte Diversitätswert war in Fu-Shan höher als in Nan-Ren-Shan (Tab. 8), das bedeutet, dass die Artenzusammensetzung im untersuchten subtropischen Regenwald vielfältiger war als im untersuchten tropischen Regenwald. Die Evenness war jedoch in Nan-Ren-Shan höher als in Fu-Shan, die Artenzusammensetzung war am tropischen Standort gleichmäßiger als am subtropischen. Tab. 8: Diversität nach Simpson und Shannon-Wiener, maximale Diversität (Hmax) und Evenness der Familie Staphylinidae an den Standorten Fu-Shan und Nan-Ren-Shan. Simpson's Index Shannon-Wiener Index Hmax Evenness Fu-Shan 0.85 2.53 4.61 0.55 Nan-Ren-Shan 0.84 2.25 3.33 0.67 Aus der Familie Staphylinidae konnten nur neun von 111 Arten bis zur Art bestimmt werden. Unter den neun bestimmten Arten war die Art Phi. longicornis eine dominante Art in Fu-Shan und eine subdominante in Ergebnisse 43 Nan-Ren-Shan, 11.7% beziehungsweise 7.3% der Staphyliniden gehörten der Art an. Die Art Phi. longicornis, die von Aasködern angelockt wurde (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12), wurde in Fu-Shan im Jahresverlauf bevorzugt auf der Wiese gefangen (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12), eine Präferenz für einen der Habitattypen konnte in Nan-Ren-Shan nicht nachgewiesen werden (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P > 0.05, n = 12). In den Tropen erschien die Art Phi. longicornis früher im Jahr als in den Subtropen. In Nan-Ren-Shan erreichte ihre Aktivität im April das Maximum, in Fu-Shan erst im Juni (Abb. 21). a 300 250 Anzahl 200 150 100 50 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 8 9 10 11 12 1 Monat b 35 30 Anzahl 25 20 15 10 5 0 2 3 4 5 6 7 Monat Abb. 21: Anzahl gefangener Individuen der Art Phi. longicornis von Februar 2001 bis Januar 2002 in Fu-Shan (a) und Nan-Ren-Shan (b). Die Pselaphinae sind eine Unterfamilie der Familie der Staphylinidae, in Fu-Shan wurden von Februar 2001 bis Januar 2002 insgesamt 46 Individuen aus 12 Arten gefangen, in Nan-Ren-Shan 33 Individuen aus 4 Arten (Tab. 9). Ergebnisse 44 Tab. 9: Artenliste der Pselaphinae und Anzahl gefangener Käfer in Fu-Shan und Nan-Ren-Shan. Anzahl Art Fu-Shan Arthromelodes sp. Bryaxis planifer Loebl et Kurbatov 1996 1 1 Centrophthalmina sp. 1 Cratna abdominalis Loebl 1975 3 Harmophorus ciliatus Raffray 1894 Natypleurina sp. Odontalgus sp. Physomerinus schenklingi Raffray 1912 Nan-Ren-Shan 2 19(41.3%) 1 1 12(26.1%) Plagiophorus sp. 1 Pselaphus sp. Sathytes sp. 3 1 Tyrini (Tribus) sp.1 2 Tyrini (Tribus) sp.2 1 28(84.9%) 2 Bei den Pselaphinae konnte keine Lockwirkung durch Aasköder nachgewiesen werden, es wurden nie mehr Pselaphinen in der Gruppe der beköderten Fallen gefangen im Vergleich zu den unbeköderten. H. ciliatus kam bevorzugt in den Fallen ohne Köder im Vergleich zu den Fallen mit Köder (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.01, n = 12) vor. Die häufigsten Pselaphini in Fu-Shan waren H. ciliatus mit 41.3% und Phy. schenklingi mit 26.1%, in Nan-Ren-Shan war Phy. schenklingi die häufigste Art. Gemessen an den Fangzahlen einiger Staphylinini waren die Pselaphini aber eher selten. Bei den meisten Pselaphiniarten konnte nicht gezeigt werden, ob sie bevorzugt im Wald oder auf der Wiese vorkamen. Nur die Art Phy. schenklingi wurde in Nan-Ren-Shan bevorzugt im Wald gefangen (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.01, n = 12). Ergebnisse 45 3.4.2 Leiodidae In Fu-Shan und Nan-Ren-Shan wurden von Februar 2001 bis Januar 2002 insgesamt 1688 Individuen aus 8 Arten der Familie Leiodidae gefangen (Tab. 10). Tab. 10: Artenliste der Leiodiden und Anzahl gefangener Käfer in Fu-Shan und Nan-Ren-Shan. Art Anzahl Fu-Shan Nan-Ren-Shan Agathidium sp. Catops fuscus Panzer 1794 1 220(21.9%) Colon sp. Mesocatops imitator Schweiger 1956 Micronemadus pusillimus Kraatz 1877 Prionochaeta sp. Ptomaphaginus sauteri Portevin 1914 Ptomaphagus sp. 1 126(12.5%) 371(36.9%) 255(37.3%) 4 258(25.7%) 426(62.4%) 26 In Fu-Shan waren Mi. pusillimus, Pt. sauteri, Ca. fuscus und Me. imitator dominante Arten, 36.9%, 25.7%, 21.9% und 12.5% der gefangenen Leiodiden gehörten den vier Arten an. Pt. sauteri und Mi. pusillimus waren auch in Nan-Ren-Shan häufig und hier mit 62.4% und 37.3% der Individuen sogar eudominant. Die Arten Ca. fuscus, Me. imitator, Mi. pusillimus und Pt. sauteri wurden von Aasködern angelockt (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12). Bei den übrigen vier Arten konnte eine Lockwirkung durch Aasköder nicht nachgewiesen werden, insgesamt waren letztere Arten auch sehr selten. Die drei Arten Me. imitator, Mi. pusillimus und Pt. sauteri kamen bevorzugt im Wald vor (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12), die Art Ca. fuscus sowohl im Wald als auch auf der Wiese (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P = 0.068, n = 12). Für die übrigen vier Arten ließ sich nicht nachweisen, ob sie bevorzugt im Wald oder eher auf der Wiese vorkamen. Ergebnisse 46 Die Verteilung der vier häufigen Arten deutet darauf hin, dass unterschiedliche Temperaturen möglicherweise die Verteilung beeinflusst haben könnten. Die zwei nur im subtropischen Fu-Shan gefangenen Leiodidenarten Ca. fuscus und Me. imitator bevorzugen dort eher kühlere Jahreszeiten, in Fu-Shan kommen sie nur im Winter und frühen Frühjahr (Ca. fuscus, Abb. 22) oder hauptsächlich im Herbst (Me. imitator, Abb. 23) vor. Die zwei an beiden Standorten vorkommenden Arten Mi. pusillimus und Pt. sauteri ertragen offensichtlich höhere Temperaturen. 150 Anzahl 120 90 60 30 0 2 3 4 5 6 7 8 Monat 9 10 11 12 1 Anzahl Abb. 22: Anzahl gefangener Käfer der Art Ca. fuscus von Februar 2001 bis Januar 2002 in Fu-Shan. 60 50 40 30 20 10 0 2 3 4 5 6 7 8 Monat 9 10 11 12 1 Abb. 23: Anzahl gefangener Käfer der Art Me. imitator von Februar 2001 bis Januar 2002 in Fu-Shan. Vergleicht man die Hauptaktivitätszeiten der beiden Arten Pt. sauteri (Abb. 24) und Mi. pusillimus (Abb. 25) in Fu-Shan und Nan-Ren-Shan, Ergebnisse 47 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 30 25 20 15 10 5 durchschnittliche Temperatur o ( C) Anzahl dann fällt auf, dass in Nan-Ren-Shan beide Arten vor allem im Winter oder späten Herbst aktiv waren, während in Fu-Shan die Hauptaktivitätszeit von Pt. sauteri im Sommer ist und die von Mi. pusillimus im frühen Herbst. Die Befunde sprechen dafür, dass wieder die Temperatur entscheidend sein könnte für die jahreszeitliche Verteilung, in den Tropen sind die Tiere in der kühleren und in den Subtropen in der wärmeren Jahreszeit aktiv. 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Monat 120 30 100 25 80 20 60 15 40 10 20 5 0 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 durchschnittliche Temperatur o ( C) Anzahl Abb. 24: Anzahl gefangener Käfer der Art Pt. sauteri von Februar 2001 bis Januar 2002 in Fu-Shan ( ) und in Nan-Ren-Shan (---) und durchschnittliche Temperaturen (oC) in Fu-Shan (blau) und Nan-Ren-Shan (rot). 1 Monat Abb. 25: Anzahl gefangener Käfer der Art Mi. pusillimus von Februar 2001 bis Januar 2002 in Fu-Shan ( ) und in Nan-Ren-Shan (---) und durchschnittliche Temperaturen (oC) in Fu-Shan (blau) und Nan-Ren-Shan (rot). Ergebnisse 48 3.4.3 Carabidae An den zwei Standorten wurden von Februar 2001 bis Januar 2002 947 Individuen aus 45 Arten der Familie Carabidae gefangen (Tab. 11). Tab. 11: Artenliste der Carabiden und Anzahl der gefangenen Käfer in Fu-Shan und Nan-Ren-Shan (nr. = near). Art Anzahl Fu-Shan Nan-Ren-Shan Abacetus sp. Agonum sp.1 1 1 Agonum sp.2 60(37.7%) Agonum sp.3 1 Amara nr. chalcites Dejean 1828 Arhytinus sp. 22 Bradycellus sp. 1 2 Callistoides sp., nr. cyaniceps Chaudoir 1 Carabus sauteri Roeschke 1912 4 Chlaenius bimaculatus Dejean 1826 Chlaenius circumdatus Brulle 1856 1 1 Chlaenius formosanus Jedlicka 1935 16 Chlaenius hamifer Chaudoir 1856 1 1 Chlaenius sp.1, bimaculatus-Gruppe 1 1 Chlaenius sp.2, bimaculatus-Gruppe Chlaenius sp.3, bimaculatus-Gruppe 1 Chlaenius sp.4, nr. costiger Chaudoir 6 Cicindela batesi Fleutiaux 1893 3 Cicindela kaleea Bates angulimaculata Mandl 1866 Clivina sp., lobata-Gruppe Coleolissus sp. 7 3 42(5.3%) 1 25 Colliuris metallica Fairm 1 Diplocheila colossa Bates 1 Egadroma nr. smaragdulum Fabricius 3 Eustra chinensis Bänninger 1949 Harpalini gen.1 sp. 1 1 Harpalini gen.2 sp. 23 Harpalus sp. 3 2 Ergebnisse 49 Oodes sp. Oxycentrus sp. 1 6 Perigona nr. livens Putzeys 1 Pheropsophus beckeri Jedlicka 118(15.0%) Pheropsophus javanus Dejean 1825 411(52.2%) Platynus sp.1 Platynus sp.2 70(44.0%) 2 2 Polyderis brachys Andrewes var. decolour Andrewes 1925 1 Pterostichus distinctissimus Jedlicka 1940 13 Stenolophus sp. Synchus sp. 60 5 Tachys sp., fasciatus-Gruppe, nr. euryodes Bates 3 1 Therates alboobliquatus Horn 1909 6 Trephionus sp. 1 Trichotichnus sp. Trigonotoma sp. 1 3 1 Trigonotoma sp. 2 3 1 In Fu-Shan wurde 788 Individuen aus 34 Arten gefangen, in Nan-Ren-Shan 159 Individuen aus 18 Arten. Die Diversität der Carabiden war in Fu-Shan höher als in Nan-Ren-Shan, die Evenness, als Maß für die Gleichmäßigung der Artenzusammensetzung war an den zwei Standorten gleich (Tab. 12). Tab. 12: Diversität nach Shannon-Wiener, maximale Diversität (Hmax) und Evenness der Familie Carabidae an den Standorten Fu-Shan und Nan-Ren-Shan. Shannon-Wiener Index Hmax Evenness Fu-Shan 1.85 3.53 0.52 Nan-Ren-Shan 1.50 2.89 0.52 Aus der Familie Carabidae konnten 15 der 45 vorkommenden Arten bis zur Art bestimmt werden. Von den 15 bestimmten Arten kamen Phe. javanus, Phe. beckeri und Ci. kaleea häufig in Fu-Shan vor, 52.2%, 15.0% und 5.3% der gefangenen Carabiden gehörten den drei Arten an. In Ergebnisse 50 Nan-Ren-Shan war Phe. javanus ebenfalls eine dominante Art, 44.0% der gefangenen Individuen gehörten der Art an. Arten, die von Ködern angelockt wurden, waren Phe. javanus, Phe. beckeri und Ch. formosanus (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12). Bei den übrigen Arten konnte eine Anlockung durch Aasköder nicht nachgewiesen werden. Phe. javanus kam bevorzugt auf der Wiese vor (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12), Phe. beckeri und Ch. formosanus bevorzugt im Wald (Wilcoxon Vorzeichen- Rang-Test: P < 0.05, n = 12). Ci. kaleea kam sowohl im Wald als auch auf der Wiese vor, für die Art kann eine Bevorzugung für einen der Habitate nicht gezeigt werden (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P > 0.05, n = 12). In Fu-Shan deuten die Aktivitätsphasen der zwei im Wald vorkommenden Arten Phe. beckeri und Ci. kaleea auf eine zeitliche Einnischung der Arten hin. Phe. beckeri war im Frühling und am Anfang des Herbstes aktiv, während die Sandlaufkäferart Ci. kaleea im Sommer aktiv war (Abb. 26). Anzahl 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Monat Abb. 26: Anzahl gefangener Käfer von Phe. beckeri ( ) und Ci. kaleea (---) von Februar 2001 bis Januar 2002 in Fu-Shan. Phe. javanus und Phe. beckeri sind zwei Arten von Bombardierkäfern. In Fu-Shan erreichten die Aktivitäten der beiden Arten im August 2001 ein Maximum. Die räumliche Präferenz von Phe. javanus und Phe. beckeri kann als räumliche Einnischung interpretiert werden. Phe. javanus kam bevorzugt auf der Wiese vor, während Phe. beckeri bevorzugt im Wald Ergebnisse 51 gefangen wurde. Phe. javanus kam an beiden Standorten Fu-Shan und Nan-Ren-Shan häufig vor, die Hauptaktivitätsphasen der Populationen unterschieden sich jedoch. Die Aktivität von Phe. javanus war in Fu-Shan im August am höchsten, während sie in Nan-Ren-Shan im April am höchsten war (Abb. 27). Im August betrug die durchschnittliche Temperatur in Fu-Shan 23.3oC, in Nan-Ren-Shan herrschte eine entsprechende mittlere Temperatur zwischen April und Mai und zwischen Oktober und November. Die Temperatur könnte für die jahreszeitliche Verteilung entscheidend sein, in den Tropen ist Phe. javanus in der kühleren und in den Subtropen in der wärmeren Jahreszeit aktiv. a 250 Anzahl 200 150 100 50 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 9 10 11 12 1 Monat Anzahl b 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 2 3 4 5 6 7 8 M onat Abb. 27: Anzahl gefangener Individuen der Art Phe. javanus von Februar 2001 bis Januar 2002 in Fu-Shan (a) und in Nan-Ren-Shan (b). Ergebnisse 52 3.4.4 Hydrophilidae In Fu-Shan und Nan-Ren-Shan zusammen wurden von Februar 2001 bis Januar 2002 1184 Hydrophiliden aus 6 Arten gefangen (Tab. 13). Tab. 13: Artenliste der Hydrophiliden und Anzahl gefangener Käfer in Fu-Shan und Nan-Ren-Shan. Anzahl Fu-Shan Nan-Ren-Shan Art Armostus schenklingi d'Orchymont 1914 2 Armostus sp. 11 Cercyon sp. 796(87.9%) Magasternum sp. 92(10.2%) Omicrogiton sp. Psalitrus sauteri d'Orchymont 1929 272(97.7%) 5 4 2 Die beiden bis zur Art bestimmten Hydrophiliden Ar. schenklingi und Ps. sauteri kamen selten vor. Die zwei häufig vorkommenden Arten wurden nur bis zur Gattung Cercyon und Magasternum bestimmt, beide Arten wurden bevorzugt im Wald gefangen und von Aasködern angelockt (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: jeweils P < 0.01, n = 12). 3.4.5 Scarabaeidae In Fu-Shan und Nan-Ren-Shan zusammen wurden von Februar 2001 bis Januar 2002 1437 Individuen aus 21 Mistkäferarten aus der Familie Scarabaeidae gefangen (Tab. 14). Eine neue Art wurde entdeckt und im Jahr 2005 von Masumoto et al. als Haroldius hwangi beschrieben. Tab. 14: Artenliste und Anzahl gefangener Mistkäfer in Fu-Shan und Nan-Ren-Shan. Anzahl Art Aphodius taiwanicus Petrovitz 1976 Cassolus gotoi Masumoto 1986 Copris fukiensis Balthasar 1941 Fu-Shan 17 84(11.0%) 12 Nan-Ren-Shan Ergebnisse 53 Haroldius hwangi Masumoto et al. 2005 Onthophagus hsui Masumoto et al. 2004 11 4 Onthophagus formosanus Gillet 1924 15 Onthophagus kiuchianus Masumoto et al. 2004 115(15.1%) Onthophagus klapperichi Balthasar 1954 24 Onthophagus miyakei Ochi and Araya 1992 Onthophagus trituber Wiedemann 1823 2 14 Onthophagus hayashii Masumoto 1991 221(28.9%) Onthophagus proletarius Harold 1875 20 Onthophagus roubali Balthasar 1935 14 Onthophagus sauteri Gillet 1924 Onthophagus wangi Masumoto et al. 2004 605(89.9%) 129(16.9%) Onthophagus yangi (nov. spec., Masumoto in prep.) 13 Onthophagus anguliceps Boucomont 1914 45 Panelus crenatus Nomura 1973 14 Paragymnopleurus ambiguus Janssens 1943 Rhyssemus nanshanchicus Masumoto 1977 4 3 Synapsis masumotoi Ochi 1992 3 1 33 1 33 Alle Mistkäferarten konnten bis zur Art bestimmt werden, eine Art, deren vorläufiger Name O. yangi ist, wird von Prof. Masumoto demnächst beschrieben. In Fu-Shan wurden 764 Individuen aus 20 Arten gefangen, in Nan-Ren-Shan 673 Individuen aus fünf. O. hayashii, O. sauteri, O. kiuchianus und Cas. gotoi waren vier dominante Arten in Fu-Shan, 28.9%, 16.9%, 15.1% und 11.0% der gefangenen Individuen gehörten den Arten an. In Nan-Ren-Shan war O. formosanus eine eudominante Art, 89.9% der Individuen gehörten der Art an. Cas. gotoi, O. hsui, O. formosanus, O. kiuchianus, O. klapperichi, O. tritber, O. hayashii, O. proletarius, O. sauteri, O. yangi und Pa. crenatus waren über den Jahresverlauf in Köderfallen häufiger (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12), bei den anderen Arten konnte eine Lockwirkung durch Aasköder nicht festgestellt werden. O. proletarius und O. tritber kamen bevorzugt auf der Wiese vor (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12). Cas. gotoi, Co. fukiensis, O. hsui, O. formosanus, O. kiuchianus, O. klapperichi, O. hayashii und O. sauteri wurden bevorzugt im Wald gefangen (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12). In Fu-Shan kam die Art Pa. Ergebnisse 54 crenatus hauptsächlich im Wald vor (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12), während sie in Nan-Ren-Shan sowohl im Wald als auch auf der Wiese gefangen wurde (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P =0.641, n = 12). Bei den übrigen Arten war ein Unterschied in den Fangzahlen zwischen Wald und Wiese nicht nachweisbar. Anzahl Eine jahreszeitliche Einnischung war sichtbar in der Gattung Onthophagus in Fu-Shan. Die Aktivitätsphase von O. sauteri war im Sommer, während die Aktivität der zwei Arten O. kiuchianus und O. hayashii im September ihr jeweiliges Maximum erreichte. Die Art Cas. gotoi war aktiv am Ende des Sommers (Abb. 28). 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Cas. gotoi O. kiuchianus O. hayashii O. sauteri 2 3 4 5 6 7 8 Monat 9 10 11 12 1 Abb. 28: Anzahl gefangener Käfer der Arten Cas. gotoi, O. kiuchianus, O. hayashii und O. sauteri von Februar 2001 bis Januar 2002 in Fu-Shan. Bei der Art O. formosanus handelte es sich in Nan-Ren-Shan um eine eudominante Art innerhalb der Mistkäfer, sie kam auch in Fu-Shan, jedoch dort als eine rezedente Art, vor. Im Frühling und am Anfang des Sommers wurden in Nan-Ren-Shan nur wenige Individuen von O. formosanus gefangen, im Oktober 2001 war die Aktivitätsdichte der Art am höchsten (Abb. 29). Anzahl Ergebnisse 55 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Monat Abb. 29: Anzahl gefangener Käfer der Art O. formosanus von Februar 2001 bis Januar 2002 in Nan-Ren-Shan. 3.4.6 Histeridae In Fu-Shan und Nan-Ren-Shan zusammen wurden von Februar 2001 bis Januar 2002 insgesamt 150 Individuen aus 7 Arten der Familie Histeridae gefangen (Tab. 15). Tab. 15: Artenliste der Histeriden und Anzahlen der gefangenen Käfer in Fu-Shan und Nan-Ren-Shan. Art Anzahl Fu-Shan Nan-Ren-Shan Eblisia sauteri Bickhardt 1912 Epitoxus asiaticus Vienna 1986 3 1 Margarinotus formosanus Ôhara 1999 7 Margarinotus multidens Schmidt 1889 Saprinus optabilis Marseul 1855 130(92.9%) 1 Saprinus splendes Paykull 1811 Tribalus sp. 2 2 4 Ma. multidens war eine eudominante Art innerhalb der Familie Histeridae, 92.9% der gefangenen Individuen gehörten der Art in Fu-Shan an. Ma. multidens war in Köderfallen häufiger als in nicht beköderten Fallen (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12), bei den übrigen fünf Ergebnisse 56 Arten konnte eine Lockwirkung durch Aas nicht nachgewiesen werden. Ma. multidens zeigte keine Präferenz für Wald oder Wiese (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P = 0.075, n = 12). In Fu-Shan war die Aktivität von Ma. multidens im Mai am höchsten (Abb. 30). 100 Anzahl 80 60 40 20 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Monat Abb. 30: Anzahl gefangener Käfer der Art Ma. multidens von Februar 2001 bis Januar 2002 in Fu-Shan. 3.4.7 Silphidae In Fu-Shan wurden von Februar 2001 bis Januar 2002 175 Individuen aus drei Silphidenarten gefangen (Tab. 16), Silphiden kamen im tropischen Nan-Ren-Shan nicht vor. Tab. 16: Artenliste der Silphiden und Anzahl in Fu-Shan und Nan-Ren-Shan gefangener Käfer. Anzahl Art Fu-Shan Calosilpha cyaneocephala Portevin 1914 Nicrophorus concolor Kraatz 1877 79 12 Nicrophorus nepalensis Hope 1831 84 Nan-Ren-Shan Alle drei Arten Cal. cyaneocephala, N. concolor und N. nepalensis wurden von Aasködern angelockt (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12). N. nepalensis kam hauptsächlich im Wald vor (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12), Cal. cyaneocephala bevorzugt Ergebnisse 57 auf der Wiese (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P < 0.05, n = 12). Es ließ sich nicht nachweisen, ob die Art N. concolor eine Bevorzugung von Wald oder Wiese zeigt (Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: P = 0.2367, n = 12). N. concolor war nur eine sporadische Art. Im September wurden mit fünf Individuen noch die meisten Käfer pro Monat gefangen. Bei den zwei Arten N. nepalensis und Cal. cyaneocephala wurde nicht nur ein unterschiedliches räumliches Auftreten festgestellt, sondern auch ein unterschiedlich zeitliches. Die Hauptaktivitätszeit von N. nepalensis war im Frühling, im Sommer war N. nepalensis völlig verschwunden, im Herbst waren wieder einige Käfer aktiv. Die Art Cal. cyaneocephala kam von Frühlingsende bis Ende des Herbstes vor, im Mai erreichte die Aktivität von Cal. cyaneocephala ihren Höhepunkt. (Abb. 31). 30 Anzahl 25 20 15 10 5 0 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 Monat Abb. 31: Anzahl gefangener Käfer der drei Aaskäferarten N. nepalensis (rot), N. concolor (blau) und Cal. cyaneocephala (schwarz) von Februar 2001 bis Januar 2002 in Fu-Shan. Im Jahr 2002 wurde bei den drei Silphidenarten der Einfluss der Höhe auf die jahreszeitlichen Aktivitätsphase von Februar bis Juni untersucht, dabei kamen Köderfallen in Fu-Shan und A-Yu-Shan zum Einsatz. Alle drei Silphidenarten zeigten eine zeitliche Verzögerung ihrer Aktivität in der höheren Lage (Abb. 32; X2-Test: N. nepalensis: P < 0.001, N. concolor: P < 0.01, Cal. cyaneocephala: P < 0.001). Ergebnisse 58 400 350 a Anzahl 300 250 200 150 100 50 0 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 2 3 4 Monat 5 6 14 12 b Anzahl 10 8 6 4 2 0 350 300 c Anzahl 250 200 150 100 50 0 Abb. 32: Anzahl gefangener Käfer der drei Aaskäferarten N. nepalensis (a), N. concolor (b) und Cal. cyaneocephala (c) von Februar bis Juni 2002 in Fu-Shan (schwarz) und in A-Yu-Shan (rot). Die Analyse der Fangzahlen auf den zwei Höhenstufen zeigte eine Aktivitätszeit bei N. nepalensis im Februar und März in Fu-Shan, aber von April bis Juni in A-Yu-Shan. Die Aktivitätszeit von N. concolor war Ergebnisse 59 in Fu-Shan im Mai, in A-Yu-Shan aber im Juni. Die Aktivitätszeit der Art Cal. cyaneocephala war in Fu-Shan von Februar bis April, in A-Yu-Shan im Juni. Außer den drei Silphidenarten, die im Untersuchungszeitraum in den Fallen gefangen wurden, kamen in Fu-Shan auch zwei andere Silphidenarten, Necrodes nigricornis Harold und Diamesus bimaculatus Portevin, vor. Von der Art Ne. nigricornis wurden im Januar 2001 elf Käfer an einem frei liegenden Mausaas und ein Käfer im Dezember 2003 in einer Köderfalle gefangen. Die Käfer der Art Di. bimaculatus wurden im Sommer 2001 an einem Aas eines Muntiaks, Muntiacus reevesi micrurus Sclater, gefunden. Während des Untersuchungszeitraums wurden die beiden Arten nicht von Mäuse- oder Rattenäsern angelockt. 3.5 Körpergröße von Aaskäfern in unterschiedlichen Höhenlagen Zur Bestimmung von morphologischen Unterschieden von Käfern in den unterschiedlichen Höhenlagen wurden die Halsschildbreiten von zwei in Fu-Shan und in A-Yu-Shan gefangenen Aaskäfern, N. nepalensis und Cal. cyaneocephala, gemessen. Die jeweils 15 aufgestellten Fallen lagen in Fu-Shan auf einer durchschnittlichen Höhe von 697m und in A-Yu-Shan auf einer Höhe von 1205m. Die Halsschildbreiten der Käfer aus den beiden Populationen der Art N. nepalensis unterschieden sich, die gefangenen Käfer in A-Yu-Shan waren größer als die in Fu-Shan (Abb. 33; t-Test: P < 0.001, n = 469 in Fu-Shan, n = 281 in A-Yu-Shan). 7.00 Halsschildbreite (mm) 6.50 6.00 5.50 5.00 4.50 4.00 3.50 3.00 Fu-Shan A-Yu-Shan Abb. 33: Halsschildbreiten von Individuen der Art N. nepalensis in Fu-Shan und in A-Yu-Shan (Mittelwerte und Standardabweichungen). Ergebnisse 60 In Fu-Shan unterschieden sich die Halsschildbreiten zwischen Männchen und Weibchen nicht (Abb. 34a; t-Test: P = 0.927, Männchen: n = 273, Weibchen: n = 196). In A-Yu-Shan waren die Weibchen von N. nepalensis größer als die Männchen (Abb. 34b; t-Test: P < 0.001, Männchen: n = 119, Weibchen: n = 162). 6.50 6.50 b 6.00 6.00 5.50 5.50 Halsschildbreite (mm) Halsschildbreite (mm) a 5.00 4.50 5.00 4.50 4.00 4.00 3.50 3.50 3.00 3.00 Männchen Weibchen Männchen Weibchen Abb. 34: Vergleich der Halsschildbreiten von Männchen und Weibchen von N. nepalensis in Fu-Shan (a) und in A-Yu-Shan (b) (Mittelwerte und Standardabweichungen). Es gab auch Unterschiede zwischen den Populationen der Art Cal. cyaneocephala. Die Halsschildbreiten als Maß für die Körpergröße der Käfer waren in A-Yu-Shan größer als in Fu-Shan (Abb. 35; t-Test: P < 0.001, n = 195 in Fu-Shan, n = 334 in A-Yu-Shan). An beiden Standorten waren die Männchen von Cal. cyaneocephala größer als die Weibchen (Abb. 36; Fu-Shan: t-Test: P < 0.001, Männchen: n = 89, Weibchen: n = 106; A-Yu-Shan: P < 0.001, Männchen: n = 196, Weibchen: n = 138). Ergebnisse 61 11.00 10.50 Halsschildbreite (mm) 10.00 9.50 9.00 8.50 8.00 7.50 7.00 Fu-Shan A-Yu-Shan Abb. 35: Halsschildbreiten der Individuen der Art Cal. cyaneocephala aus den beiden Standorten Fu-Shan und A-Yu-Shan (Mittelwerte und Standardabweichungen). a b 11.00 10.50 10.50 10.00 10.00 Halsschildbreite (mm) Halsschildbreite (mm) 11.00 9.50 9.00 8.50 9.50 9.00 8.50 8.00 8.00 7.50 7.50 7.00 7.00 Männchen Abb. 36: Weibchen Männchen Weibchen Vergleich der Halsschildbreiten von Männchen und Weibchen aus zwei Populationen von Cal. Cyaneocephala, aus Fu-Shan (a) und aus A-Yu-Shan (b) (Mittelwerte und Standard- abweichungen). Ergebnisse 62 3.6 Ökologie und Verhalten der Art N. nepalensis 3.6.1 Populationsdynamik Um eine ungefähre Vorstellung zu bekommen, welche Populationsdichten und welche Dynamik in den Populationsgrößen herrschen, wurde mithilfe eines Wiederfangmodells versucht, einige Populationsparameter zu bestimmen. Zu dem angestrebten Zweck wurden die Käfer in einer aufeinanderfolgenden Serie in Abschnitten von vier Tagen gefangen, markiert und wieder freigelassen. Als Auswertungsmethode wurde das Wiederfangmodell nach Jolly angewandt, welches auch den Verlust durch Auswanderung der markierten Tiere berücksichtigt (Mühlenberg 1993), in der Theorie könnte daraus auch die Überlebensrate abgeschätzt werden. Die nach der Jolly-Methode errechnete Populationsgröße von N. nepalensis blieb vom 4. März bis zum 24. März 2002 relativ konstant und nahm dann zu. Die errechnete Populationsdichte erreichte nach dem 24. März innerhalb von acht Tagen den fünffachen Wert (Abb. 37). Das gewonnene Ergebnis ist in zweifacher Weise schwierig zu interpretieren. Zum einen ist, wie bei allen Wiederfangmodellen, keine eindeutige Aussage möglich, welchen Flächenbezug die Populationsgröße hat. Die zweite Schwierigkeit im speziellen Fall besteht darin, daß die errechnete Populationsgröße extrem zunimmt, die tatsächlichen Fangzahlen aber abnehmen. Unklar ist, ob diese Problematik dadurch auftritt, dass aufgrund der hohen Mobilität der Totengräber, die Auswanderung nicht genügend im Modell berücksichtigt wird. Anzahl gefangener Käfer 3000 80 2500 60 2000 40 1500 1000 20 500 0 Populationsgröße 3500 100 0 4. Mrz. 8. Mrz. 12. Mrz. 16. Mrz. 20. Mrz. 24. Mrz. 28. Mrz. 1. Apr. Abb. 37: Anzahl gefangener Käfer (magenta) und nach der JollyMethode abgeschätzte Populationsgröße (blau) von N. nepalensis im Jahr 2002 in Fu-Shan. Ergebnisse 63 30% 25% 20% 15% 10% 5% 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0% 0 Anteil gemessener Flugstrecken Durch die Markierung und den Wiederfang konnte ein Maß für die Mobilität der Käfer bestimmt werden. Die am häufigsten beobachteten Distanzen, die Käfer innerhalb von vier Tagen geflogen waren, lagen mit 27.9% der Fälle bei 50 - 100 Meter und mit 14.7% bei 250 - 300 Meter (Abb. 38). Der Median der minimal zurückgelegten und ermittelten Flugdistanzen innerhalb von vier Tagen betrug 174.4 Meter (erstes Quartil: 97.4m, drittes Quartil: 308.1m). Distanz innerhalb von 4 Tagen (m) Abb. 38: Mobilität von Individuen der Art N. nepalensis im Jahr 2002 in Fu-Shan (n=68). Die registrierten, zurückgelegten Distanzen wurden in Distanzkategorien eingeteilt (z.B. 0-50m = 50m; 50-100m = 100m; usw.). Die zurückgelegten Distanzen wurden weder von der Körpergröße (Abb. 39; Regression: n = 68, r2=0.03, P = 0.156) noch vom Geschlecht des Käfers beeinflußt (Abb. 40; U-Test: P = 0.497, Weibchen: n = 28, Männchen: n = 40). Ergebnisse 64 Distanz in m / 4 Tage 1000 800 600 400 200 0 3 4 5 Halsschildbreite (mm) 6 Abb. 39: Zurückgelegte Minimaldistanzen innerhalb von vier Tagen in Abhängigkeit von der Halsschildbreite der Individuen von N. nepalensis. Distanz in m / 4 Tage 500 400 300 200 100 0 Weibchen Männchen Abb. 40: Zurückgelegte Distanzen von N. nepalensis in Abhängigkeit vom Geschlecht (Mediane, erste und dritte Quartile) Vom 28. Februar 2002 bis 22. April wurden insgesamt 532 markierte Käfer in Fu-Shan freigesetzt, drei von ihnen (0.6 %) wurden in A-Yu-Shan wiedergefangen. Die Distanz von Fu-Shan bis A-Yu-Shan Ergebnisse 65 beträgt ungefähr 4000 Meter. Der Fang der drei Käfer in A-Yu-Shan erfolgte ein oder zwei Monate nach dem Aussetzen der Tiere in Fu-Shan. 3.6.2 Anpassung an die Temperatur 3.6.2.1 Lebensdauer der adulten Käfer Im Labor gezüchtete und nie mit einem Fortpflanzungsaas in Kontakt gekommene Imagines der Art N. nepalensis überlebten bei 20oC im Median 121 Tage (Abb. 41; 1. Quartil: 96 Tage, 3. Quartil: 146, n = 50). 5 Anzahl 4 3 2 1 0 39 59 79 99 119 139 Lebensdauer (Tage) 159 179 Abb. 41: Anzahl Käfer der Art N. nepalensis, die bei 20oC eine bestimmte Zeit überlebten (n = 50). 3.6.2.2 Toleranz gegenüber der Temperatur In ihrer natürlichen Umgebung können Totengräber der Art N. nepalensis große Temperaturschwankungen erleben. Um die Lethaltemperaturen zu bestimmen wurde die Temperatur eines Klimaschranks beginnend bei 21°C alle zwei Tage um 1oC erhöht. Zu Beginn des Versuches waren die Käfer 41 Tage alt und nachts normal aktiv. Bei 26oC war annähernd die Hälfte (19/50) der Käfer inaktiv, ein Käfer war bereits tot. Die Todesrate der Käfer war beim Übergang von 27° zu 28oC am höchsten (Abb. 42), eine Temperatur von 29°C überlebte kein Käfer. Anzahl toter Käfer (%) Ergebnisse 66 100% 80% 60% 40% 20% 0% 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 o Temperatur ( C) Abb. 42: Mortalität von N. nepalensis in Abhängigkeit von der Temperatur (n = 50). Kumulative Todesfälle bei täglicher Temperaturerhöhung um ein Grad. o Maximale Temperatur ( C) Die maximal erreichten Monatstemperaturen zur Zeit der Untersuchung zeigen die Monate an, in denen die Lufttemperatur ungünstig für eine Aktivität der Käfer waren. Die Temperatur wurde während der Expositionszeit der Fallen kontinuierlich 5 cm über der Bodenoberfläche alle 30 Minuten gemessen. Die für N. nepalensis lethalen Temperaturen über 26oC traten in Fu-Shan von Juni bis August, in Nan-Ren-Shan von April bis Oktober (Abb. 43) auf. 35 30 25 20 15 10 5 0 2 3 4 5 6 7 8 Monat 9 10 11 12 1 Abb. 43: Maximale Monatstemperatur (oC) während der Untersuchungszeit von Februar 2001 bis Januar 2002 in Fu-Shan ( ) und Nan-Ren-Shan (---), die rote Linie zeigt die Temperatur von 26oC. Ergebnisse 67 3.6.3 Tageszeitliche Aktivität Aktivität (%) Hält man Käfer im Klimaschrank bei einem Tag/Nacht-Rhythmus von 11/13h bei 20oC, kann man beobachten, dass die Anzahl aktiver Käfer in den Nachtstunden höher ist als in den Tagstunden (Abb. 44; Wilcoxon Vorzeichen-Rang-Test: Männchen: n = 7 Wochenwerte, P < 0.05, Weibchen: n = 7 Wochenwerte, P < 0.05). Beobachtet wurden jeweils 20 Männchen und 20 Weibchen über 12 Stunden, die Hälfte der Käfer hatten einen um 12 Stunden verschobenen Lichtrhythmus (s. Methode). Bei Helligkeit versteckten sich die Käfer im Torf und waren inaktiv. Wenn das Licht im Klimaschrank ausgeschaltet wurde, kamen die Käfer aus dem Torf heraus und liefen in der Dose umher. Sobald das Licht wieder angeschaltet wurde, gruben sich die Käfer in den Torf ein. 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 Tag Nacht Männchen Tag Nacht Weibchen Abb. 44: Mittlerer Anteil an Aktivität (%) von Männchen und Weibchen am Tag und in der Nacht. Die Anteile an aktiven Tieren wurden für die Tagstunden und Nachtstunden getrennt berechnet. Mittelwerte und Streuungen (s) beziehen sich auf die Werte von sieben Wochen (n = 7 Wochen). Die Dauer der Aktivität der Käfer bzw. der Anteil an aktiven Käfern während der Dunkelphase war abhängig vom Alter der Käfer (Abb. 45; Friedman-Test: Männchen: P < 0.01, Weibchen: P < 0.001, n = 13). Ergebnisse Anteil aktiver Käfer a 68 1 0.8 0.6 0.4 0.2 a a,b b a,b b a,b a,b 1. 2. 3. 4. Alter (Woche) 5. 6. 7. a,b,c a a b a,c b b 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 0 Anteil der aktiven Käfer b 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 Alter (Woche) Abb. 45: Relativer Anteil von Männchen (a) und Weibchen (b), die während verschiedener Stunden der Dunkelphase aktiv war. Aktivität in Abhängigkeit vom Alter (n = 13 Stundenabschnitte; Mediane, erste und dritte Quartile; verschiedene Buchstaben zeigen signifikante Unterschiede an p < 0.1; Wilcoxon-Wilcox-Test). Die Männchen waren in der ersten Woche nach dem Schlupf relativ inaktiv (Abb. 45a). Eine größere Aktivität zeigten die Männchen in der dritten und fünften Woche. Die Streuungen während der Untersuchungszeit in den Aktivitätsverteilungen waren relativ groß im Vergleich zu den im Experiment gemessenen Unterschieden, so dass für den Verlauf nur wenige Unterschiede abzusichern waren, daher ist eine plausible Interpretation nicht möglich. Bei der Aktivitätsverteilung der Weibchen gilt im Prinzip dasselbe, wenn auch bei diesen zwischen den Lebenswochen größere Unterschiede zu Ergebnisse 69 sein scheinen, jedoch ein eindeutig interpretierbares Bild lässt sich auch dort nicht erkennen. Die Weibchen zeigten in den Wochen 4, 6 und 7 eher geringere Aktivitäten, während sie in den Wochen 2 und 3 eher eine höhere Aktivität zeigten. In der Dunkelphase (17:00-6:00) war die Aktivität der Männchen unabhängig von der Uhrzeit (Abb. 46a; H-Test: n = 7, P = 0.101), während die Aktivität der Weibchen von der Uhrzeit abhing (Abb. 46b; H-Test: n = 7, P < 0.05). Zu Beginn der Dunkelphase waren die Weibchen aktiver, als zu späteren Zeiten. Im Vergleich zu den Zeiten nach 22 Uhr lagen die Aktivitätswerte um 18 und 19 Uhr am höchsten (Tukey- Ansatz), eine eindeutige Lokalisation des Effektes war nicht möglich (alle p’s > 0,1). a 1 Anteil der aktiven Käfer 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 17 18 19 20 21 22 23 24 1 24 1 2 3 4 5 Uhrzeit Anteil der aktiven Käfer b 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 17 18 19 20 21 22 23 2 3 4 5 Uhrzeit Abb. 46: Anteil von aktiven Männchen (a) und Weibchen (b) während der Dunkelphase (Mediane, erste und dritte Quartile; n = 7). Ergebnisse 3.6.4 70 Die Steuerung der Reifung der Gonaden unter unterschiedlichen Temperaturen und Tageslängen 3.6.4.1 Einfluß der Tageslänge auf die Gonadenentwicklung Anteil geschlechtsreifer Weibchen (%) Das Einsetzen der Geschlechtsreife bei den Käfern war abhängig von der Tageslänge, bei der die Käfer gehalten wurden. Je länger die Tageslänge war, desto weniger Weibchen waren geschlechtsreif nach zwanzig Tagen in der betreffenden Tageslänge (Abb. 47; X2-Test: P = 0.01, n = 30). 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 a 11 a,b a,b b 12 13 14 Tageslänge (Stunden) Abb. 47: Anteil geschlechtsreifer Weibchen bei vier erlebten Tageslängen bei 20 oC. Die acht getesteten Tageslängen wurde zu vier zusammengefaßt (Tag/Nacht-Rhythmen von 10.5/13.5h und 11/13h = 11/13h; 11.5/12.5h und 12/12h = 12/12h; 12.5/11.5h und 13/11h = 13/11h; 13.5/10.5h und 14/10h = 14/10h). Die Käfer wurden 20 Tage nach dem Schlupf mit einem Aas angesetzt (Verschiedene Buchstaben zeigen signifikante Unterschiede an p < 0.05; Post Hoc Test für X2-Test). Ergebnisse 71 3.6.4.2 Geschlechtsreife unter natürliche Bedingungen Unter drei möglichst natürlichen Bedingungen, bei einem Tag/NachtRhythmus von 11/13h bei 15oC, von 12.5/11.5h bei 20oC und von 14/10h bei 25oC wurden jungfräuliche Käferpaare drei Tage nach dem Imaginalschlupf das erste Mal und dann nach zwei Wochen ein zweites Mal mit einem Aas angesetzt. Der Zeitpunkt der Geschlechtsreife, festgestellt durch die Eiablage der Weibchen, unterschied sich nicht bei 15oC und bei 20oC (Abb. 48; n = 10, Mann-Whitney U-Test: P = 0.734). Alle Käfer aus den Temperaturen 15° und 20°C waren bei dem zweiten Ansetzen geschlechtsreif, zu dieser Zeit waren die Käfer zwei Wochen alt. Woche 3 2 1 0 15 20 25 Temperatur(oC) Abb. 48: Zeitpunkt der Geschlechtsreife unter drei natürlichen Bedingungen, Tag/Nacht-Rhythmus von 11/13h bei 15oC, von 12.5/11.5h bei 20oC und von 14/10h bei 25oC. Der erste Ansatz mit einem Paar Käfer und einem Aas wurde 3 Tage nach dem Schlupf der Käfer durchgeführt (Mediane, erste und dritte Quartile, Quartile fallen mit dem Median zusammen, n = 10). Bei einem Tag/Nacht-Rhythmus von 14/10h bei 25oC legte kein Weibchen Eier ab. Die Äser wurden von den Käfern nicht bearbeitet. Die Käfer starben bei 25oC im Mittel sechs Wochen nach dem Schlupf. Ergebnisse 72 3.6.4.3 Der Einfluss der Ernährung auf die Geschlechtsreife Bei keiner der getesteten Tageslängen gab es eine nachweisbare Abhängigkeit des Erreichens der Geschlechtsreife von der Fütterung (Tab. 17; Fishers exakter Test: jeweils p > 0.05). Es werden nicht mehr Weibchen innerhalb von 20 Tagen geschlechtsreif, wenn sie mit Aas ernährt werden. Bei den mit Aas ernährten Tieren bestätigt sich das im vorigen Kapitel dargestellte Phänomen, dass das Erreichen der Geschlechtsreife von der Tageslänge abhängt. Bei 11 Stunden Licht werden mehr Weibchen geschlechtsreif als bei einem längeren Tag mit 13 Stunden Licht (Tab. 17; X2-Test p < 0,01). Tab. 17: Anzahl von geschlechtsreifen Weibchen bei Tag/NachtRhythmen von 11/13h, 12/12h und 13/11h bei 20 oC und 20 Tagen Aufenthalt bei den entsprechenden Tageslängen. Die Tiere wurden, beginnend zehn Tage vor dem Ansetzen an ein Aas, zweimal pro Woche mit Rinderleber oder Mehlwürmern gefüttert, getestet wurden jeweils 15 Käfer. Futter Rinderleber Mehlwürmer 3.6.5 11 Std. 13 10 Tageslänge 12 Std. 14 9 13 Std. 7 8 Eingraben eines Aases Totengräber graben Aas ein, um sich daran fortzupflanzen und um mit dem Aas ihre Nachkommen zu füttern. Jedoch nutzen Totengräber Aas auch zur eigenen Ernährung. Ein einzelnes Männchen, ein einzelnes Weibchen oder ein Käferpaar wurden drei Tage nach dem Imaginalschlupf mit einem Aas angesetzt. Ein Teil der Äser war drei Tage nach dem Ansetzen eingegraben. Ob ein Aas eingegraben wurde, war nicht abhängig davon, ob ein Männchen allein, ein Weibchen allein oder ein Käferpaar mit einem Aas angesetzt wurde (Abb. 49; X2-Test: P = 0.519). Offensichtlich graben Totengräber auch Aas ein, wenn sie noch nicht geschlechtsreif sind, durch das Eingraben können die Tiere ein Aas für die eigene Ernährung sichern. Ergebnisse 73 Anteil eingegrabener Äser (%) 60 50 40 30 20 10 0 Männchen Weibchen Paar Abb. 49: Anteil eingegrabener Äser durch nicht geschlechtsreife Männchen (n = 15), Weibchen (n = 15) und Paare (n = 17). Totengräber graben Aas ein, um daran ihre Nachkommen aufzuziehen. Einzelne an ein Aas kommende Individuen haben unterschiedliche Erfolgsaussichten. Treffen Männchen und Weibchen zusammen, dann kann eine Fortpflanzung stattfinden. Ein einzelnes Weibchen kann sich nur dann fortpflanzen, wenn sie bereits begattet ist, einzelne Männchen müssen die Ankunft eines Weibchens abwarten. Um die Reaktion einzelner Tiere zu testen, wurden jungfräuliche aber nun geschlechtsreife Käfer 20 Tage nach dem Imaginalschlupf auf die gleiche Weise wie im vorigen Versuch mit einem Aas angesetzt. Die Äser waren drei Tage nach dem Ansetzen durch einzelne Männchen weniger bearbeitet als durch Käferpaare das Verhalten einzelner Weibchen liegt zwischen den Ergebnissen für Paare und Männchen (Abb. 50; X2-Test: P < 0.01). Vergleicht man nur das Verhalten einzelner Männchen mit dem einzelner Weibchen so zeigt sich auch hier ein Unterschied (Fishers exakter Test p = 0.01). Das Ergebnis könnte bedeuten, dass Weibchen, auch wenn sie nicht begattet sind, mit dem Eingraben von Aas beginnen und möglicherweise Eier legen, Männchen aber eher abwarten mit der Bearbeitung und dem Eingraben, bis ein Weibchen am Aas eintrifft. Ergebnisse 74 90 Anteil bearbeiteter Äser (%) 80 70 60 50 40 a a,b b Männchen Weibchen Paar 30 20 10 0 Abb. 50: Anteil bearbeiteter Äser durch Männchen (n = 15), Weibchen (n = 7) und Paare (n = 15), die 20 Tage nach dem Schlupf mit einem Aas angesetzt wurden (Verschiedene Buchstaben zeigen signifikante Unterschiede an p < 0.05; Post Hoc Test für X2-Test). Nach dem Versuch wurden alle Käfer präpariert und die Ergebnisse nur der geschlechtsreifen Käfer in die Analyse miteinbezogen. 3.6.6 Nutzung von Aas als Nahrung oder zur Fortpflanzung Ein eingegrabenes Aas dient den Totengräbern als Nahrungsressource für die Nachkommen. Um eine bestimmte Anzahl von Nachkommen erfolgreich aufziehen zu können, muss ein Aas eine bestimmte Größe besitzen. Für ein Wahlexperiment wurden Totengräbern Labormäuse verschiedenen Alters angeboten und zwar 5, 14, 21, und 28-35 Tage alte Mäuse, unterschiedlich alte Mäuse sind unterschiedlich groß. Getestet wurde, ob ein betreffendes Aas als Fortpflanzungsaas angenommen wird, als Kriterium wurde bewertet, ob ein Weibchen das Aas eingräbt und Eier ablegt. Die Anzahl der Eier ablegenden Weibchen war abhängig vom Alter der verwendeten Maus (Abb. 51; X2-Test: P < 0.05). Ein kleines Mausaas wurde von mehr Käfern als Futterquelle betrachtet, eine Fortpflanzung fand häufiger an einem Aas einer alten und damit größeren Maus statt. Ergebnisse 75 18 a a,b a,b 5 Tage 14 Tage b Anzahl 12 6 0 21 Tage 28-35 Tage Mausalter Abb. 51: Anzahl von Weibchen, die bei vier unterschiedlichen Mausaltersklassen (n = 18) Eier ablegten (Verschiedene Buchstaben zeigen signifikante Unterschiede an p < 0.05; Post Hoc Test für X2-Test). 3.6.7 Gelegeregulation In der Regel graben Totengräber beinahe jedes Aas ein, unabhängig davon wie groß es ist. Um eine optimale Nutzung zu ermöglichen, haben die Käfer bestimmte Mechanismen entwickelt, mit denen sie die Brutgröße an ein vorhandenes Aas anpassen können. Zur Bestimmung der Abhängigkeit der Gelegegröße vom Aasgewicht wurden Äser zweier Gewichtskategorien, circa 5g und circa 20g, insgesamt neun Weibchen dargeboten. Das Aasgewicht hatte einen nachweisbaren Einfluss auf die Gelegegröße (Abb. 52; Regression: P < 0.01, r2 = 0.72, n = 9). Ergebnisse 76 Anzahl abegelegter Eier 70 60 50 40 30 20 10 0 0 5 10 15 Aasgewicht (g) 20 25 Abb. 52: Anzahl der von N. nepalensis-Weibchen abgelegten Eier an Aas aus zwei Gewichtskategorien. In einem weiteren Experiment zur Abhängigkeit der Gelegegröße von der Aasgröße konnte der gezeigte Unterschied nicht bestätigt werden. Bei den Aasgewichten 5g, 15g und 25g unterschieden sich die Gelegegrößen nicht (Abb. 53; Kruskal-Wallis H-Test: P = 0.693). In diesem Wiederholungsexperiment legten die Weibchen in der Tendenz an großem Aas weniger Eier als im vorigen Experiment, eine plausible Erklärung hierfür ist nicht möglich. 50 45 Anzahl abgelegter Eier 40 35 30 25 20 15 10 5 0 5g 15g 25g Aasgewicht Abb. 53: Anzahl abgelegter Eier an Aas aus drei unterschiedlichen Gewichtsklassen, 5g (n = 3), 15g (n = 12) und 25g (n = 13) (Mediane, erste und dritte Quartile). Ergebnisse 3.6.8 77 Anzahl Nachkommen in Abhängigkeit der Aasgröße Wie bei den meisten bisher untersuchten Totengräbern regulierten auch bei N. nepalensis die Eltern die Larvenzahl. Bei unterschiedlichen Aasgrößen zwischen circa 3g und 23g pflanzten sich 24 Käferpaare fort. Die Anzahl der überlebenden Larven war abhängig vom Aasgewicht. Je größer ein Aas war, desto mehr Larven überlebten bis zur Verpuppung (Abb. 54; n = 24, Regression: P < 0.01, r2 = 0.336). Da die Eizahlen (Abb. 53) deutlich höher lagen, sowohl bei 5 g als auch bei 25g, muß man von einer Larvenregulation ausgehen. Anzahl überlebender Larven 35 30 25 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 Aasgewicht Abb. 54: Anzahl überlebender Larven bei verschiedenen Aasgewichten (n = 24). 3.6.9 Anzahl Nachkommen und Ausnutzung von kleinem und großem Aas N. nepalensis ist fähig, sich an einem großen Aas fortzupflanzen, das mehr als 100g wiegt. Um zu verstehen, ob die Käfer an einem großen Aas ein anderes Verhalten zeigen als an einem kleinen und ob sie sich eventuell gemeinsam fortpflanzen oder gar kooperieren, wurden in einem PVC-Rohr (d = 15cm) jeweils ein Männchen und drei Weibchen von N. nepalensis an ein circa 20g schweres Mausaas oder an ein circa 130g Ergebnisse 78 schweres Rattenaas gesetzt. Das Experiment erfolgte unter einem natürlichen Tag/Nacht- Rhythmus von 12.5/11.5h bei 20oC. Obwohl ein Rattenaas der gewählten Größe Nahrung für fünfmal mehr Nachkommen darstellen könnte, gab es keinen Unterschied in der Anzahl überlebender Larven (Abb. 55; Mann-Whitney U-Test: P = 0.1138). Die Anzahl überlebender Larven pro Gramm Aas war damit bei einem Mausaas höher als bei einem Rattenaas. Offensichtlich waren die Käfer im Experiment nicht in der Lage, das große Aas optimal zu nutzen. Anzahl überlebeneder Larven 35 30 25 20 15 10 5 0 Mausaas Rattenaas Abb. 55: Anzahl überlebender Larven bei Maus- und Rattenäsern (bei Mausaas: n = 16, bei Rattenaas: n = 15; Mediane, erste und dritte Quartile). Dementsprechend war die Aasausnutzung an dem Rattenaas niedriger als die Ausnutzung eines Mausaases (Abb. 56; Mann-Whitney U-Test: P < 0.001). Die Ausnutzung eines Aases, als Maß für die Effektivität der Nutzung einer vorhandenen Ressource, wird berechnet über das Gesamtbrutgewicht in Relation zum Gewicht des angebotenen Aases. Das Gesamtbrutgewicht eines Ansatzes ist die Summe der Gewichte aller Puppen. Ergebnisse 79 Ausnutzungsrate (%) 30 25 20 15 10 5 0 Mausaas Rattenaas Abb. 56: Ausnutzungsrate (%) von Mausäsern gemessen in 16 Ansätzen und von Rattenäsern gemessen in 15 Ansätzen (Mediane, erste und dritte Quartile). Bei der Anzahl der überlebenden Larven an Maus- und Rattenäsern gab es keinen Unterschied, jedoch waren die Nachkommen aus den Ansätzen mit einem Rattenaas größer als die Nachkommen aus den Ansätzen mit einem Mausaas, die mittleren Puppengewichte der Nachkommen unterschieden sich beim Vergleich von Ratten- und Mausäsern (Abb. 57; Mann-Whitney U-Test: P < 0.01). Durchschnittliches Puppengewicht (g) 0.40 0.35 0.30 0.25 0.20 Mausaas Rattenaas Abb. 57: Durchschnittliche Gewichte von Puppen aus 16 Bruten, aufgezogen an Mausaas, und 15 Bruten, aufgezogen an Rattenaas (Mediane, erste und dritte Quartile, Anzahl von Puppen je Brut zwischen 5 und 50). Diskussion 80 4. Diskussion 4.1 Mikrogemeinschaften am Aas und Vermeidung von Konkurrenz Wenn Organismen sterben, werden ihre Überreste zu einer Ressource für andere Organismen und zu einem kleinen Habitat. Kleine in sich abgeschlossene Habitate und die darin lebenden Organismen werden als Mikrogemeinschaften bezeichnet (Allee et al. 1949). Der Abbau eines Aases wurde von Wissenschaftlern in unterschiedliche Phasen eingeteilt (Fuller 1934; Howdon 1950; Reed 1958). Die Zusammensetzung der an einem Aas vorkommenden Organismen verändert sich im Verlauf der Abbauphasen und im Verlauf der Jahreszeiten (Fuller 1934; Reed 1958; Payne 1965; Payne & Crossley 1966; Johnson 1975). Die wichtigsten Mitglieder in der an einem Aas entstehenden Mikrogemeinschaft sind Arthropoden, Tiere aus den vier Taxa Coleoptera, Diptera, Hymenoptera und Araneida betrugen 78% bis 90% der an großem Aas vorkommenden Organismen (Payne 1965; Johnson 1975). Insekten spielen eine wichtige Rolle beim Abbau eines Aases. Wenn der Zugang von Insekten zu einem Aas unterbunden wird, dauert sein Abbau mehrere Monate, bei Anwesenheit von Insekten dauert es nur einige Tage (Payne 1965). Die in der dargestellten Untersuchung verwendeten Äser wurden durch Käfige vor großen aasfressenden Wirbeltieren geschützt, deshalb blieb und bleibt unklar, welcher Anteil von Äsern von Wirbeltieren im Freiland genutzt werden. In den gemäßigten Breiten werden 60 bis 100% von kleinen Äsern von aasfressenden Wirbeltieren genutzt (Akopyan 1953; Stoddart 1970; Putman 1976). Im Vergleich eines subtropischen und eines tropischen Standorts in Taiwan hatten aasfressende Wirbeltiere unterschiedliche Chancen, Aas zu bekommen. An der subtropischen Untersuchungsstelle Fu-Shan wurden 75% der ausgelegten Äser von Wirbeltieren gefressen, an der tropischen Untersuchungsstelle Nan-Ren-Shan weniger als 20%. Die Zusammensetzung der an der Zersetzung beteiligten Mikrogemeinschaft hängt von den jeweiligen Umweltbedingungen ab, die Zersetzungsrate wird unter anderem von der Temperatur stark beeinflusst (Swift et al. 1979). Die mittleren Monatstemperaturen in Fu-Shan waren ungefähr um 4.5 Grad niedriger als die Temperaturen in Nan-Ren-Shan. Im Vergleich mit Äsern in Nan-Ren-Shan, die innerhalb von vier Tagen völlig zersetzt waren, waren die Äser in Fu-Shan im Winter vier Tage nach dem Ausbringen noch ohne Diskussion 81 Zersetzungsspuren. Die Geschwindigkeit der Zersetzung spielt eine Rolle für die Verfügbarkeit von fressbaren Äsern für Wirbeltiere. Im Winter und im Frühling sind ausgelegte Äser lange haltbar, aasfressende Wirbeltiere haben dann genügend Zeit und eine große Chance, ein Aas zu finden. Das unterstützt eine Hypothese, dass die Aktivität von aasfressenden Wirbeltieren bedingt durch die Verfügbarkeit von Aas abhängig von den Jahreszeit ist (Putman 1983). Die Geschwindigkeit der Zersetzung kann durch zwei Faktoren bestimmt werden. Die erste Möglichkeit ist, dass eine niedrige Temperatur die Geschwindigkeit der Zersetzung durch Mikrofauna und Mikroflora generell verlangsamt. Die zweite Möglichkeit ist, dass die Aktivität von necrophagen Insekten im Winter niedrig ist und so die Zersetzung verlangsamt wird. Im Sommer wurden in Fu-Shan mehr Äser von Wirbellosen genutzt als von aasfressenden Wirbeltieren gefressen, im Gegensatz dazu wurden im Winter alle ausgelegten Äser von aasfressenden Wirbeltieren als Nahrung genommen. Durch eine automatische Infrarotkamera konnte beobachtet werden, dass hauptsächlich die Art Mustela sibirica Pallas, das sibirische Feuerwiesel, zum Aas kam. In Nan-Ren-Shan hatten aasfressende Wirbeltiere geringere Chancen, ein Aas zu finden, als in Fu-Shan. Die Entdeckungschance eines Aases für Wirbeltiere wird nicht nur durch unterschiedliche Temperaturen entlang der Breitengrade, sondern auch durch unterschiedliche Temperaturen in den vier Jahreszeiten beeinflusst. In der Regel sind bei der Zersetzung von Aas, wenn man Wirbeltiere ausschließt, hauptsächlich Käfer und Fliegen beteiligt, 60% der beteiligten Organismen gehörten in der Untersuchung von Payne (1965) zu den beiden Ordnungen. In Nan-Ren-Shan wurden 64% der ausgelegten Äser von Käfern und Fliegen zersetzt, in Fu-Shan nur 23%. Berücksichtigt man allerdings nur die Äser, die nicht von Wirbeltieren gefressen wurden, so ist der Anteil von Äsern, die von Fliegen und Käfern genutzt werden, in derselben Größenordnung wie in der Untersuchung von Payne (1965), in Nan-Ren-Shan 77% und in Fu-Shan 91%.. Außer Käfern, Fliegen und Wirbeltieren waren beim Abbau der Äser auch Ameisen beteiligt. Obwohl die Zahl der vorkommenden Ameisenarten in Fu-Shan und in Nan-Ren-Shan fast gleich war, wurden in Nan-Ren-Shan mehr ausgelegte Äser von Ameisen monopolisiert. Ein ausgelegtes Aas von circa 20g ist allerdings so schwer, dass Ameisen es als ganzes in ihr Nest eintragen könnten. Wenn Ameisen ein großes Aas finden, wird das Aas mit Erde bedeckt, die Struktur der benutzten Diskussion 82 Erdklumpen läßt vermuten, dass sie von den Ameisen möglicherweise gebildet werden. In Fu-Shan wurden nur 2% der ausgelegten Äser von Ameisen monopolisiert, in Nan-Ren-Shan jedoch 19%. Insbesondere die zwei Arten, Phd. affinis und Ph. formosensis, besitzen besonders große Kolonien im tropischen Wald. Wird ein Aas von solchen Kolonien gefunden, kommen hunderte, sogar tausende Arbeiterinnen zum Aas, sehr große Soldaten bewachen das Aas. Die Art C. dohrni besitzt ebenfalls die Fähigkeit, ein Aas zu bedecken. C. dohrni baut ihr Nest auf Baumästen, die Art hat keine Soldaten, die einen Beutezug bewachen könnten. Wenn ein Aas von C. dohrni bedeckt und genutzt wurde, war ihr Nest immer in der Nähe. In Fu-Shan und Nan-Ren-Shan wurden Vertreter von insgesamt 34 Käferfamilien gefangen, necrophile Käfer, Arten also, die von Aasködern angelockt wurden, gab es in den neun Familien Carabidae, Histeridae, Hydrophilidae, Lampyridae, Leiodidae, Scarabaeidae, Silphidae, Staphylinidae und Trogidae. Die Individuen aus den neun Familien stellten mehr als 97% aller gefangenen Käfer. Vertreter aus nur fünf Familien, Carabidae, Hydrophilidae, Leiodidae, Scarabaeidae, und Staphylinidae spielten eine Rolle in den Mikrogemeinschaften am Aas. Die Käfer aus diesen fünf Familien stellten 90.6% aller gefangenen Käfer in Fu-Shan und 96.4% in Nan-Ren-Shan. Das zahlenmäßige Auftreten der Vertreter aus den neun Familien unterschied sich zwischen den Subtropen und den Tropen. Am Aas dominierte in den Subtropen allein die Familie der Staphylinidae. Die Häufigkeiten des Vorkommens der Vertreter der anderen vier Familien, Carabidae, Hydrophilidae, Leiodidae und Scarabaeidae, waren ähnlich und deutlich niedriger als die Häufigkeit der Staphylinidae. Am Aas des tropischen Standorts war die Familie der Staphylinidae nicht mehr allein dominant, Mistkäfer und Leiodiden nahmen zusammen mit den Staphyliniden jetzt eine dominante Stellung am Aas ein. In Nan-Ren-Shan kamen keine Vertreter aus den zwei Familien Silphidae und Trogidae vor. In den Tropen war nicht nur die Artenzahl an gefangenen Käfern geringer als in den Subtropen, sondern auch die Gesamtzahl der gefangenen Individuen. Die Zersetzung eines Aases wird durch die Mikrofauna und -flora bei hohen Temperaturen beschleunigt (Swift et al. 1979). Das bedeutet, dass ein Aas als Nahrung in den Tropen schneller verschwindet als ein Aas in den Subtropen. Das schnellere Verschwinden könnte nicht nur auf necrophage Käfer und auf die Entwicklung der Dipterenlarven direkt Diskussion 83 einwirken, sondern auch das Vorkommen von Käfern, die als Räuber oder als Parasiten die Primärnutzer an einem Aas erbeuten, indirekt beeinflussen. Die Benutzung von Bodenfallen ist eine einfache, schnell und fast überall auch in größeren Mengen dauerhaft einsetzbare Fangmethode, mit der sehr viele Tiere erfaßt werden können. Die Fangergebnisse mit einer Falle sind abhängig von der Laufaktivität der Tiere und daher zwischen einzelnen Arten möglicherweise unterschiedlich (Mühlenberg 1993). Eine Bodenfalle in Kombination mit einer Anlockung, zum Beispiel mit Licht (Heap 1988) oder mit anderen Ködern, erfasst nicht nur mehr Individuen, sondern auch ein breiteres Spektrum an Arten. Die Anlockwirkung eines Köders kann abhängig von den artspezifischen Ernährungsgewohnheiten der potentiell zu fangenden Tieren sein (De Vries 1987). Sowohl im subtropischen Fu-Shan als auch im tropischen Nan-Ren-Shan konnten in, mit Aas bestückten Fallen, in jedem Biotop mehr Arten und mehr Individuen gefangen werden als in Fallen ohne Aas. Allerdings muß eine größere Artenzahl in der Falle nicht dazu führen, dass die Diversität eines Fanges in gleicher Weise zunimmt. Die Diversität wird nicht nur von der Anzahl der Arten in einer Gemeinschaft bestimmt, sondern sie wird auch von der Anzahl der Individuen der Arten beeinflusst. Wenn die Mehrzahl von gefangenen Individuen auf einige wenige Arten konzentriert sind, wird der Wert der Diversität erniedrigt. Die Werte der Diversität und der Evenness in den Fallen mit Aas deuten an, dass die meisten hier gefangenen Käfer wenigen Arten angehörten aber mit großen Zahlen auftraten. Die Zusammensetzung der Artengemeinschaften in den vier Biotopen, tropischer Wald, tropische Wiese, subtropischer Wald und subtropische Wiese, war unterschiedlich. Die Ähnlichkeit der Gemeinschaften zwischen je zwei Biotopen oder zwischen Nan-Ren-Shan und Fu-Shan betrug weniger als 5%. Viele berühmte Naturforscher, zum Beispiel Linnè, Humboldt, Darwin, Wallace usw., bemerkten, dass die Artengemeinschaften in den Tropen sehr reich und vielfältig sind. Im letzten Jahrhundert wurde dargelegt, dass der Artenreichtum abhängig von der geographischen Breite ist. Je weiter entfernt ein untersuchtes Gebiet vom Äquator ist, desto geringer ist der Artenreichtum (Dobzhansky 1950), dies scheint aber nicht für jede Tiergruppe zu gelten (Janzen 1981). Die von Aasködern angelockte Käfergemeinschaft in Fu-Shan (24o45’N) war nicht nur artenreicher als die Käfergemeinschaft Diskussion 84 in Nan-Ren-Shan (22o03’N), sondern auch vielfältiger. Die Anzahl von Arten und Individuen dürfte abhängig sein von der zur Verfügung stehenden Aasmenge. Die verfügbare Aasmenge ist von der Populationsgröße und der Mortalitätsrate der Wirbeltierarten abhängig. Die Populationsgrößen der Wirbeltiere und ihre Mortalität können schwierig abgeschätzt werden, deshalb ist die Quantität der Äser nicht bestimmbar und nicht vorhersagbar. Die Dauer der Verfügbarkeit vorhandener Äser wird aber von der Geschwindigkeit ihrer Zersetzung beeinflusst. Im tropischen Nan-Ren-Shan war die Gesamtzahl der gefangenen Käfer in allen Versuchsmonaten fast konstant. Im kühleren subtropischen Fu-Shan verlängert sich die Persistenz des Mikrohabitates Aas wegen der langsameren Zersetzung , deshalb könnten mehrere Käfer die Chance haben von einem Aas angelockt zu werden. Vom Frühling bis zum Herbst war die Anzahl der gefangenen Käfer in Fu-Shan größer als die Anzahl in Nan-Ren-Shan. Im Winter waren die Käfer in Fu-Shan allerdings weniger aktiv als die Käfer in Nan-Ren-Shan. In Fu-Shan fand die Zersetzung oder Nutzung im Winter nicht durch Insekten statt, in dieser Zeit haben aasfressende Wirbeltiere die Leichen gefressen. Im Jahr 1872 hat Darwin die zentrale Bedeutung der Konkurrenz für die Evolution der Arten beschrieben. Er postulierte, dass bei starker Konkurrenz eine unterlegene Art aussterben oder eine unterlegene Varietät durch Konkurrenz verschwinden kann. Aus frühen Modellen konnte man ableiten, dass zwei oder mehr konkurrierende Arten bei Nutzung der gleichen Ressource nicht koexistieren können (Lotka 1925; Volterra 1928). Einen solchen Prozess und ein solches Ergebnis wurde als Konkurrenzausschluss-Prinzip bezeichnet, was später zu der Formulierung führte, dass n Arten nicht mit weniger als n limitierende Ressourcen oder n limitierende Faktoren koexistieren können (MacArthur & Levins 1964; Levins 1968). Nach den Arbeiten von Lack (1946, 1947) und nach der Entwicklung der quantitativen Nischentheorie (Hutchinson 1958) betrachteten die Wissenschaftler die Konkurrenz als einen bedeutsamen Evolutionsfaktor. Konkurrenz führt aber nicht unbedingt zum Aussterben einer Population oder Art, sondern wirkt als Selektionsfaktor zur Etablierung differenter Merkmale. Aus der Definition der Konkurrenz nach Ricklefs (1980) würde man ableiten, dass Konkurrenz unter zwei Voraussetzungen entsteht: 1. Zwei Individuen wollen dieselbe Ressource nutzen. 2. Die Verfügbarkeit dieser Ressource Diskussion 85 ist endlich und nimmt bei Nutzung durch einen Organismus ab (Müller 1983). Wenn die Verfügbarkeit einer gemeinsam genutzten Ressource nicht ausreichend für zwei Individuen ist, wird es einen Gewinner und einen Verlierer geben, die Fitness des Gewinners wird höher sein, die des Verlierers niedriger. Die Eigenschaften einer Art werden als ein Teil ihrer ökologischen Nische betrachtet (Hutchinson 1958). Alle Eigenschaften können interpretiert werden als Anpassungen an n Faktoren. Konkurrenz beeinflusst die Nischendimensionen einer Art in ihrer nächsten Generation. Intraspezifische Konkurrenz vergrößert die Variabilität einer Population und bewirkt eine Nischenerweiterung, interspezifische Konkurrenz verschiebt Merkmalsausprägungen von konkurrierenden Arten und führt zu Divergenz und Nischentrennung. Obwohl interspezifische Konkurrenz den Ausschluß einer Art verursachen kann, ist eher eine Merkmalsdivergenz zwischen zwei Arten zu erwarten (Müller 1983). In den untersuchten Biotopen wurden häufig auftretende Arten, jeweils getrennt nach ihrer phylogenetischen Verwandtschaft, verglichen, da Organismen der gleichen Familie relativ ähnliche Merkmale besitzen. Wenn es keine Konkurrenz in einem durch ein Aas entstandenen Mikrohabitat gäbe, könnten über das ganze Jahr verteilt alle Arten gleichzeitig mit gleich hoher Aktivität vorkommen. Jedoch handelt sich bei einem Aas um eine limitierte Ressource, was zu Konkurrenz zwischen den Arten führt. Aus diesem Grund war eine Trennung etwa der zeitlichen Nischen der Arten zu erwarten und ist auch beobachtet worden. Die Anzahlen von Arten und gefangenen Individuen von Staphyliniden waren in Fu-Shan größer als in Nan-Ren-Shan. Verbunden damit war die Diversität in Fu-Shan höher als in Nan-Ren-Shan, die Evenness jedoch war in Fu-Shan niedriger. Das Ergebnis bedeutet, dass die Artenzusammensetzung der Staphyliniden am untersuchten subtropischen Standort zwar vielfältiger war, jedoch die relativen Häufigkeiten der Arten waren weniger gleichmäßig als in den untersuchten Tropen. In Fu-Shan waren Anotylus, Aleochara, Philonthus und Oxytelus die vier individuen- und artenreicheren Gattungen innerhalb der Staphyliniden. Die Imagines der Gattung Aleochara fressen Fliegenmaden (Peschke & Fuldner 1977, Klimaszewski 1984), ihre Larven parasitieren die Fliegenpuppen (Kemner 1926; Peschke & Fuldner 1977). Die Imagines der Gattung Oxytelus ernähren sich von Dung (Hanski 1987) oder Aas. Die Vertreter der Gattung Anotylus sind Räuber am Aas oder parasitieren Puppen von Fliegen (Omar et al. 1991). Vertreter der Gattung Philonthus Diskussion 86 ernähren sich von Eiern und Maden von Fliegen (Hu & Frank 1998). Die vier am Aas vorkommenden Gattungen zeigten eine zeitliche Einnischung. Oxytelus kam hauptsächlich im Februar und im März vor, Aleochara im Mai, Philonthus im Juni und Anotylus im Juli. Genaue Beschreibungen einer interspezifischen Einnischung und der Anpassungsstrategien der Arten innerhalb der Gattungen lassen sich nicht geben, weil die meisten der dominanten Arten außer Phi. longicornis nicht eindeutig determiniert werden konnten. Eine Anpassung an die Temperatur zeigte Phi. longicornis,. in Nan-Ren-Shan erreichte ihre Aktivität im April ihr Maximum, in Fu-Shan erst im Juni. Die durchschnittliche Temperatur in Nan-Ren-Shan betrug im April 22.5oC, in Fu-Shan 22.9 oC im Juni. Aus der Aktivitätszeit könnte man schließen, dass Phi. longicornis eine stenotherme Art ist, Phi. longicornis war nur in einem engen Temperaturbereich aktiv im Freiland. Die Ernährungsweisen der Leiodidae unterscheiden sich zwischen den Arten. Die Imagines fressen Pilze, verfaulendes Obst oder Mikroorganismen am Aas. Wegen der engen Beziehungen der Vertreter der Leiodidae mit den unterschiedlichen Mikrohabitaten wurden die Leiodidae als Indikatororganismen für die Beschreibung des Zustands eines Waldes vorgeschlagen (Chandler & Peck 1992). Aus der Familie der Leiodiden wurden vier Arten, Ca. fuscus, Me. imitator, Mi. pusillimus und Pt. Sauteri, von Aasködern angelockt. Die drei Arten Me. imitator, Mi. pusillimus und Pt. sauteri kommen im subtropischen Wald, die zwei Arten Mi. pusillimus und Pt. sauteri im tropischen Wald gemeinsam vor, ihre jeweiligen zeitlichen Nischen waren nicht deutlich von einander getrennt. Nur die Art Ca. fuscus im subtropischen Wald zeigte eine deutliche Trennung der zeitlichen Nische im Vergleich zu den anderen Arten. Die Imagines der Gattung Catops sind kaltangepasst (Huijbregts 2005), in Taiwan kam die Art Ca. fuscus hauptsächlich zu Beginn des Frühlings vor, am tropischen Standort wurden keine Vertreter der Gattung Catops gefangen. Die anderen nachgewiesenen Arten der Familie Leiodidae sind offensichtlich an wärmere Bedingungen angepasst, sie kamen in den Subtropen im Sommer oder im Herbst vor. Die zwei auch in den Tropen vorkommenden Arten Mi. pusillimus und Pt. sauteri waren dort hauptsächlich im Winter aktiv. Diskussion 87 Wie bei den Staphyliniden war auch die Anzahl der Arten und der gefangenen Individuen der Carabiden in Fu-Shan größer als in Nan-Ren-Shan. Die Diversität in Fu-Shan war ebenfalls höher, die relativen Anteile der Arten waren an beiden Standorten ähnlich, was sich an einem vergleichbaren Wert der Eveness ablesen läßt. Der Fang der meisten Carabiden hängt nur von deren Aktivität ab und ist nicht selektiv, eine Anlockwirkung durch Aasköder konnte bei ihnen mit wenigen Ausnahmen nicht nachgewiesen werden. Nur drei Arten aus insgesamt 45 der Familie Carabidae, Phe. javanus, Phe. beckeri und Ch. formosanus wurden nachweisbar von Aasködern angelockt. In der Mikrogemeinschaft spielten die zwei Bombardierkäfer Phe. javanus und Phe. beckeri eine gewisse Rolle. Die Larven der Bombardierkäfer gelten als Parasiten an Eiern von Grillen (Lake 2000; Zerm 2003), die Nahrung der adulten Käfer bleibt unklar. Jedoch wurde vielmals an beiden Standorten beobachtet, dass die Käfer der beiden Arten Phe. javanus und Phe. beckeri Fliegenmaden an einem Aas fraßen. In Fu-Shan waren die beiden Arten Anfang Herbst sehr aktiv, es existierte keine Trennung der zeitlichen Nischen zwischen ihnen, obwohl die Art Phe. beckeri auch im Frühling aktiv war. Bei der Nischentrennung der zwei Arten Phe. javanus und Phe. beckeri könnte man von einer räumliche Trennung sprechen, das Habitat von Phe. beckeri lag im Wald, das von Phe. javanus auf der Wiese. Im subtropischen Wald kam eine Sandlaufkäferart Ci. kaleea vor, damit sind Phe. beckeri und Ci. kaleea zwei Räuber im gleichen Habitat. Eine zeitliche Einnischung konnte bei ihnen nachgewiesen werden. Phe. beckeri war im März und August, Ci. kaleea im Juni aktiv. Die Hauptaktivitätsphasen der Art Phe. javanus an den beiden Standorten Fu-Shan und Nan-Ren-Shan deuten auf eine Anpassung an die Temperatur an. Die Aktivität der Art erreichte im subtropischen Fu-Shan im August, im tropischen Nan-Ren-Shan im April ihr jeweiliges Maximum. An beiden Standorten herrschte jeweils eine durchschnittliche Temperatur von 23.3oC während der jeweiligen Hauptaktivitätsphase der Art. Die Käfer der Art Phe. javanus fressen Fliegenmaden. Unter den Scarabaeidae spielen die Mist- und Dungkäfer eine gewisse Rolle beim Abbau von Aas. Mist- und Dungkäfer fressen sowohl Dung als auch Aas (Hanski 1983; Boonrotpong et al. 2004). An beiden Standorten kamen die Mistkäfer hauptsächlich im Wald vor. In Nan-Ren-Shan dominierte mit O. formosanus nur eine Art, O. formosanus Diskussion 88 ist hauptsächlich im Herbst aktiv. In Fu-Shan kamen vier Scarabaeidenarten O. hayashii, O. sauteri, O. kiuchianus und Cas. gotoi häufig vor, die Trennung ihrer Nischen war nicht deutlich. Die Aktivitätszeiten von O. hayashii und O. kiuchianus waren fast identisch, beide Arten kamen vom Frühling bis zum Herbst vor, ihre Aktivitäten erreichten im September ihr jeweiliges Maximum. Nur bei O. sauteri und O. kiuchianus war eine Trennung der zeitlichen Nischen erkennbar. O. sauteri war hauptsächlich im Sommer aktiv, O. kiuchianus im Herbst. Die Aktivitätszeit von Cas. gotoi lag zwischen Sommer und Herbst. Außer einer möglichen zeitlichen und räumlichen Trennung sollte es andere Faktoren geben, die die Nischen von O. hayashii und O. kiuchianus trennen. Die Nutzungsweise am Aas könnte unterschiedlich sein zwischen O. hayashii und O. kiuchianus. Aus den beiden Familien Hydrophilidae und Histeridae gab es jeweils nur eine häufige Art. Bei diesen Familien könnte ein Ausschluß von unterlegenen Arten eine Rolle gespielt haben. Aus der Familie Hydrophilidae dominierte nur eine Art aus der Gattung Cercyon, aus der Familie Histeridae dominierte die Art Ma. multidens. Aus der Familie der Silphidae, den Aaskäfern, wurden die drei Arten N. nepalensis, N. concolor und Cal. cyaneocephala im subtropischen Fu-Shan gefangen. Die Art N. nepalensis hat ihren Verbreitungsschwerpunkt in der orientalischen Region, die Art ist in Nordpakistan, im Himalaja, in Indonesien, auf Java, in Flores, in China, in Laos, in Burma, in Malaysia, auf den Ryukyu Inseln, die zu Japan gehören, auf den Philippinen, in Thailand, in Vietnam und in Taiwan verbreitet (Sikes et al. 2002). Der Verbreitungsschwerpunkt der Art N. concolor liegt in der paläarktischen Region, die Art ist in Japan, in Korea, in China, in Russland, in Nordindien, in Nepal, in Butan und in Taiwan verbreitet (Sikes et al. 2002). Die zwei Arten N. nepalensis und N. concolor nutzen für ihre Fortpflanzung kleine Äser, die die Größe einer Maus oder einer Ratte haben, und größere Äser so wie ein Muntiak als Fressaas. Wenn ein zur Fortpflanzung geeignetes Aas von den Käfern der Gattung Nicrophorus gefunden wird, bearbeiten die Käfer das Aas und betreiben Brutpflege (Pukowski 1933; Bartlett 1987; Fetherston et al. 1990; Trumbo 1990b, 1991; Robertson 1992; Eggert et al. 1998). Die Art Cal. cyaneocephala nutzt Äser jeglicher Größe sowohl zur Fortpflanzung Diskussion 89 als auch als Fressaas. Bei der Fortpflanzung betreiben die Käfer keine Brutpflege. Die Aaskäfer zeigten im Jahr 2001 in Fu-Shan sowohl eine zeitliche als auch eine räumliche Trennung. Die Art N. nepalensis war im Frühling und am Ende des Herbstes im Waldgebiet aktiv, Cal. cyaneocephala im Sommer und im Herbst auf der Wiese. Die Art N. concolor war im ganzen Jahr außer im Winter aktiv, N. concolor ist aber sehr selten. Die Art N. concolor hat ihren Verbreitungsschwerpunkt in der paläarktischen Region, es könnte also sein, dass die Art N. concolor in Taiwan am südlichen Rande ihres Verbreitungsgebietes angekommen ist und dort nur noch auf höheren Bergen vorkommen kann. Vergleichbare Klimabedingungen und eine vergleichbare Vegetation wie in den gemäßigten Breiten können auf Bergen existieren, deren Höhe mehr als 3000m ist (Su 1984). Totengräber auf größeren Höhen sind größer als artgleiche Populationen auf niedrigeren Höhen (Smith et al. 2000). Für Taiwan konnte dieses Phänomen ebenfalls belegt werden. Die Imagines der Arten N. nepalensis und Cal. cyaneocephala in Fu-Shan waren kleiner als die Käfer in A-Yu-Shan. Die individuelle Körpergröße eines Käfers hat einen starken Einfluss auf den Ausgang intraspezifischer Auseinandersetzung bei der Monopolisierung von Aas (Dressel 1987; Bartlett & Ashworth 1988; Otronen 1988; Müller et al. 1990a). Die Frage, ob die Körpergröße der Arten zwischen den Populationen in Fu-Shan und in A-Yu-Shan durch die Zersetzungsgeschwindigkeit, die auf die Verfügbarkeit von Nahrung für die Larven wirkt, oder durch die Auseinandersetzung der Käfer beeinflusst wurde, fordert weitere Untersuchungen. Als erstes müsste geklärt werden, ob die Unterschiede aufgrund von genetischen oder aber nur aufgrund von phänotypischen Unterschieden zustande kommen. 4.2 Ökologie und Verhalten von N. nepalensis In der Regel wird die Größe einer Population von dichteabhängigen Faktoren bestimmt. Das Klima ist zwar ein dichteunabhängiger Faktor, es kann aber indirekt über dichteabhängige Faktoren auf Populationsgrößen einwirken (Gibbs & Grant 1987; Grant & Grant 1989). Das Klima beeinflußt sowohl die Aktivitätsphasen und Aktivitätsdauern eines Nahrung suchenden Käfers (Hadley et al. 1992) als auch die Zersetzungsgeschwindigkeit und damit die Verfügbarkeit eines Aases Diskussion 90 (Swift et al. 1979). Konkurrenz um eine limitierte Ressource, die sich auf das Überleben und die Reproduktionswahrscheinlichkeit auswirkt, ist der klassische dichteabhängige Faktor, der die Populationsgrößen mitbestimmt. Bei der Untersuchung der Dynamik von Populationsentwicklungen müssen Überlebens-, Reproduktions- und Wanderungsraten berücksichtigt werden. Um eine Grundlage für die Untersuchung der Populationsdynamik zu schaffen, muss zuerst die Populationsgröße in einem bestimmten Zeitraum bestimmt werden. Im Frühling 2002 wurde die Populationsgröße von N. nepalensis durch Markierung, Fang und Wiederfang mit Hilfe der Jolly-Methode abgeschätzt. Die abgeschätzte Populationsgröße von N. nepalensis im Untersuchungsgebiet Fu-Shan war vom 4. bis zum 24. März relativ konstant und betrug ungefähr 500 Individuen. Die errechnete Populationsdichte nahm nach dem 24. März 2002 sehr stark zu und verfünffachte sich innerhalb von acht Tagen. Einwanderung unmarkierter Tiere und Auswanderung von markierten Käfern kann dazu führen, dass die Populationsgröße überschätzt wird. Ein so starkes Anwachsen einer lokalen Population scheint eher unmöglich. Ein Anwachsen einer lokalen Populationsgröße könnte bedingt sein durch erhöhte Schlupfraten oder erhöhte Einwanderungsraten. Für den Zeitraum der Untersuchung gibt es keine Hinweise für eines der Phänomene, zumindest haben die frisch geschlüpften Käfer nicht auffallend zugenommen. Obwohl es einen Unterschied in der Körpergröße der Käfer zwischen den zwei Populationen in Fu-Shan und in A-Yu-Shan gibt, sind die Populationen offensichtlich miteinander verbunden. Die mittleren Flugdistanzen, die innerhalb von vier Tagen zurückgelegt werden, liegen unter 300 Meter, trotzdem hatte die Population der Art N. nepalensis von Fu-Shan Kontakt mit der von A-Yu-Shan, die vier Kilometer entfernt von Fu-Shan ist. In Fu-Shan freigesetzte markierte Käfer wurden in A-Yu-Shan wiedergefangen. Der Toleranzbereich gegenüber der Temperatur wird durch die Lethaltemperaturen einer Art bestimmt. Bei 26oC war annähernd die Hälfte der Käfer der Art N. nepalensis inaktiv, die Käfer überlebten Temperaturen über 27 oC nicht. Bei 25 oC unter annähernd natürlichen Lichtbedingungen im Labor war die Lebensdauer der Käfer deutlich verkürzt, alle Käfer waren inaktiv. Die nicht mehr tolerierten Temperaturen über 26oC traten in Fu-Shan von Juni bis August, in Nan-Ren-Shan von April bis Oktober zeitweise auf. In den genannten Diskussion 91 Monaten waren die Lufttemperaturen damit so hoch, dass die Käfer nicht aktiv werden würden. In den genannten Monaten zeigt N. nepalensis in Fu-Shan höchstens eine geringe Aktivität. In Nan-Ren-Shan gibt es die Art nicht, möglicherweise, weil die Temperaturen sich zu kurz im Jahresverlauf in tolerierbaren Bereichen bewegen. Wieso N. nepalensis nur an einen relativ engen Temperaturbereich angepasst ist und keine Anpassung für höhere Temperaturen erworben hat, kann man aus der Verfügbarkeit der Äser erklären. Bei hohen Temperaturen, oberhalb der Toleranz von N. nepalensis, könnte die Zersetzung eines Aases so schnell sein, dass der von Maden, anderen Arthropoden und Mikroorganismen übrig gebliebene Aasrest nicht mehr für die Fortpflanzung für Totengräber mit einer Mindestentwicklungszeit der Eier und Larven von sieben Tagen geeignet ist. Bei relativ niedrigen Temperaturen ist die Haltbarkeit eines Aases zwar relativ lang (Swift et al. 1979) und auch die Entwicklung der Maden dauert länger (Nishida 1984), jedoch werden bei niederen Temperaturen, etwa im Winter in Fu-Shan, die meisten Äser von Wirbeltieren genutzt (Akopyan 1953; Stoddart 1970; Putman 1976). Totengräber sind den Wirbeltieren in der Monopolisierung eines Aases unterlegen. Die Aktivitätseinnischung von N. nepalensis in einen engen Temperaturbereich könnte eine Anpassung an die Vermeidung der Konkurrenz mit Wirbeltieren im Winter und anderen Arthropoden im Sommer in Fu-Shan sein. In Nan-Ren-Shan schwankte die Gesamtaktivität der anderen Käfer und der Ameisen kaum im Jahresverlauf. Obwohl die Temperatur im Winter in Nan-Ren-Shan tolerierbar für sich fortpflanzende N. nepalensis war, wurden keine Käfer der Art gefangen. Eine Erklärung wäre die bereits erwähnte geringe Verfügbarkeit der Äser wegen der schnellen Zersetzung. Die Käfer der Art N. nepalensis sind nachtaktiv, auch wieder ein Hinweis, dass N. nepalensis eher die kühleren Tageszeiten nutzt. Die frisch geschlüpften Männchen waren relativ inaktiv, in den späteren Wochen zeigten sie eine größere Aktivität. Das Aktivitätsmuster könnte dadurch erklärt werden, dass die frisch geschlüpften Männchen vermeiden, geschlechtsreifen Käfern am Aas zu begegnen. Die Flügeldecken der Tiere sind drei Tage nach dem Schlupf noch nicht ausgehärtet, bei eventuell auftretenden Kämpfen könnte dies zu schweren Verletzungen führen. Die Weibchen zeigten nach dem Schlupf eher eine höhere Aktivität, Diskussion 92 jedoch in den späteren Wochen wieder eine niedrige. Die Aaskäfer brauchen nach dem Schlupf, in Abhängigkeit vom Ernährungszustand, 15 bis 21 Tage, um ihre Ovarien bis zu einem bestimmten Reifeszustand zu entwickeln (siehe auch Wilson & Knollenberg 1984; Trumbo & Robinson 2004 für die amerikanischen Arten). Die Frage, ob frisch geschlüpfte Weibchen von N. nepalensis am Anfang aktiv nach Aas suchen, um die Gonaden zu einem bestimmten Reifeszustand zu bringen, erfordert weitere Untersuchungen. Die Männchen waren die ganze Nacht über unabhängig von der Uhrzeit aktiv, während die Weibchen ihr Aktivitätsmaximum eine Stunde nach Beginn der Nacht hatten. Außer der Suche nach einem Aas, zu dem auch die Weibchen kommen, haben die Männchen der Gattung Nicrophorus bei der Fortpflanzung eine andere Taktik. Männchen geben Pheromone ab, um Weibchen anzulocken, auch wenn sie kein Aas haben (Müller & Eggert 1987; Eggert & Müller 1989). Diese Taktik der Männchen könnte den Unterschied in der Aktivitätszeit zwischen Männchen und Weibchen von N. nepalensis in der Nacht erklären. Da die Weibchen von N. nepalensis zu Beginn der Nacht sehr aktiv waren, sollten die Männchen zu Beginn der Nacht sterzeln und erst danach nach Aas suchen. Dann wären die Männchen in der ganzen Nacht aktiv. Die unterschiedlichen Aktivitätsmuster verlangen weitere Untersuchungen über das Sterzelverhalten bei Männchen der Art N. nepalensis. Der Zeitpunkt des Eintretens der Geschlechtsreife wurde bei Weibchen von der Tageslänge und von der Temperatur beeinflusst. Die monatlichen Durchschnittstemperaturen während der Aktivitätszeit lagen zwischen 13.0 oC und 21.3 oC. In diesem Temperaturbereich sind die Käfer in der Lage, sich fortzupflanzen. Die Temperaturen in der Luft und am Boden werden durch den Sonnenstand und durch die Tageslänge beeinflusst. Bei der Gattung Nicrophorus kann eine Ästivation durch Langtag ausgelöst werden (Nisimura et al. 2002). So wie niedrige Temperaturen während der Winterdiapause die Rückbildung der Ovarien eines Weibchens verursachen können (Weisser 2000), wird die Rückbildung der Ovarien eines Weibchens während der Ästivation durch veränderte Tageslängen gesteuert (Nisimura et al. 2002). Ausserdem können hohe Temperaturen die Reproduktion bei Totengräbern ebenfalls verhindern (Nisimura et al. 2002). In der vorliegenden Arbeit zeigte sich ein Einfluss der Tageslänge Diskussion 93 bei 20 oC auf die Reifung der Gonaden bei N. nepalensis. Je länger die Tageslänge war, desto weniger Weibchen waren nach zwanzig Tagen geschlechtsreif. Bei 25 oC im Labor gruben die Käfer kein Aas ein und ihre Lebensdauer betrug nur ein Viertel der Lebensdauer bei 20 oC. Die Käfer versteckten sich im Torf und nahmen keine Nahrung zu sich. Bei einer Tageslänge, die der Tageslänge im Sommer im Freiland entsprach, waren mehrere Weibchen 20 Tage nach dem Schlupf noch nicht geschlechtsreif. Im Sommer wurde N. nepalensis in Fu-Shan nicht gefangen. Im Freiland haben die Käfer die Chance, sich tief in die Erde einzugraben und sich vor der Hitze schützen. Wenn ein zur Fortpflanzung geeignetes Aas von den Totengräbern gefunden wird, bearbeiten geschlechtsreife Käfer das Aas, pflanzen sich fort und betreiben Brutpflege (Pukowski 1933; Bartlett 1987b; Fetherston et al. 1990; Trumbo 1990, 1991; Robertson 1992; Eggert et al. 1998). Mehr als ein Drittel der Käfer der Art N. nepalensis, die noch nicht geschlechtsreif waren, gruben angebotene Äser dennoch ein. Ob ein Aas eingegraben wurde, war nicht abhängig davon, ob einem Männchen allein, einem Weibchen allein oder einem Käferpaar ein Aas angeboten worden war. Die Äser wurden nicht für die Fortpflanzung genutzt, sondern als Fressaas. Nur wenn die Käfer geschlechtsreif waren, wurde ein gefundenes Aas zu einer Kugel geformt und in einem Hohlraum der sogenannten Krypta für die Larven vorbereitet. Wenn ein geschlechtsreifes Männchen oder ein geschlechtsreifes Weibchen allein ein Aas fanden, traten beim Bearbeiten eines Aases Unterschiede zwischen den Geschlechtern auf. Während geschlechtsreife Männchen ein gefundenes Aas nicht bearbeiteten, bereiteten fast alle geschlechtsreife Weibchen ein Aas für die Brutpflege vor, auch wenn sie noch nicht begattet waren. Obwohl die biparentale Brutpflege der Totengräber als eine Besonderheit innerhalb der nicht sozialen Insekten gilt, gibt es doch große Unterschiede in der Investition im elterlichen Aufwand bei den Männchen (Pukowski 1933; Fetherston et al. 1990). Eine uni- sowie biparentale Brutpflege kommen sogar innerhalb einer Art nebeneinander vor (Trumbo 1990a; Scott 1994b). Ein Aas kann mit Hilfe eines Männchens besser konserviert (Halffter et al. 1983), und die an einem Aas konkurrierenden Fliegenmaden können auch schneller und effektiver Diskussion 94 beseitigt werden (Trumbo 1994). Ein Käferpaar kann sein Aas vor interund intraspezifischen Konkurrenten besser schützen als ein einzelnes Weibchen (Bartlett 1988; Scott 1990, 1994; Trumbo 1990a, 1991; Robertson 1993). Ausserdem, wenn ein Weibchen vorzeitig während der Brutpflege stirbt, könnte ein Männchen seine Partnerin ersetzen (Trumbo 1991; Fetherston et al. 1994). Um zu untersuchen, ob Männchen von N. nepalensis zur Bewachung in der Nähe des Aases bleiben und die Brut gegen potentielle Konkurrenten verteidigen oder die Brut verlassen und andere Paarungschancen suchen, sollte der Zeitpunkt bestimmt werden, an dem Männchen die Brut endgültig verlassen. Innerhalb der Gattung Nicrophorus sind die Größen der zur Fortpflanzung geeigneten Äser unterschiedlich zwischen den Arten. Bei der kleinen Art N. vespilloides lagen die im Labor angenommenen Äser in ihrem Gewicht zwischen 1g und 75g (Easton 1979, Bartlett 1987b; Bartlett & Ashworth 1988; Otronen 1988; Müller et al. 1990b), während die zur Fortpflanzung von der großen Art N. americanus verwendeten Äser in einem Gewichtsbereich zwischen 80 und 200g lagen (Holloway & Schnell 1997). Bei der Art N. nepalensis handelt es sich um eine mittelgroße Art, Äser, deren Gewicht zwischen 3g und 170g betrug, konnte diese Art zur Fortpflanzung nutzen. Obwohl die Käfer der Art N. nepalensis ein kleines Mäuseaas zur Fortpflanzung nutzen können, wurde kleines Mäuseaas eher als Fressaas genutzt. Je größer ein Mäuseaas war, desto größer war die Wahrscheinlichkeit, dass es für eine Brut bearbeitet wurde. In Taiwan auf einer Höhe von 200-2400 Meter ist die dominante Art innerhalb der Nagetiere Niviventer coxingi (Lee & Lin 1992). Das Gewicht der im Freiland gefangenen Männchen von Ni. coxingi liegt zwischen 80g bis 250g, das Gewicht der Weibchen zwischen 60g bis 200g (Liu 1990, Chang 1991, Lin 1996, Yu & Lin 1998, Wu & Yu 2000). Ni. coxingi könnte eine wichtige Ressource für die Fortpflanzung von N. nepalensis sein. Im Labor wurden von den Käfern Laborratten, deren Gewicht zwischen 120g und 170g lagen, angenommen. Während die kleine Art N. vespilloides sich aufgrund von interspezifischer Konkurrenz mit größeren Nicrophorus-Arten an kleines Aas angepasst hat (Müller et al. 1990b), könnte die mittelgroße Art N. nepalensis eine reiche Auswahl an Aasgrößen besitzen, weil die Population des potentiellen Konkurrenten, die große Art N. concolor, im Bereich, in dem die Art N. nepalensis vorkam, sehr klein war. Diskussion 95 Totengräber finden und nutzen Aas unterschiedlicher Größe. Ein gefundenes Aas kann nur für eine gewisse kurze Zeit zur Verfügung stehen. Bei einem eingegrabenen Aas handelt es sich um die einzige Nahrungsressource für die Larven. Deshalb ist eine optimale Nutzung eines Aases nur dann möglich, wenn Weibchen in der Lage sind, ihre Brutgröße an die Aasgröße anzupassen. Wenn eine Brut zu klein wäre, würde ein Teil der Ressource vergeudet und die Ressource nicht optimal genutzt. Wenn eine Brut zu groß wäre, hätten nicht alle Nachkommen ausreichend Nahrung. Eine geringe Larvengröße bedeutet einen relativ kleinen zukünftigen Fortpflanzungserfolg (Dressel 1987; Bartlett & Ashworth 1988; Otronen 1988). Die möglichen Mechanismen der Brutgrößenregulation sind die Regulation der Gelegegröße (Easton 1979; Bartlett 1987b; Müller 1987; Bartlett & Ashworth 1988; Müller et al. 1990b) und die Regulation der Larvenzahl durch elterlichen Kannibalismus (Wilson & Fudge 1984; Bartlett 1987b; Bartlett & Ashworth 1988; Otronen 1988; Müller & Eggert 1990; Müller et al. 1990b; Beninger & Peck 1992). Unter einem Aasgewicht von 25g könnten beide Mechanismen bei der Art N. nepalensis eine gewisse Rolle spielen. Obwohl die Zahl der Weibchen, die bei Äsern von weniger als 5g Eier ablegten, gering war, gab es eine positive Korrelation zwischen der Gelegegröße und den Aasgewichten zwischen circa 5g und circa 20g auf. In einem weiteren Experiment zur Abhängigkeit der Gelegegröße von der Aasgröße 5g, 15g und 25g konnte jedoch der gezeigte Effekt nicht bestätigt werden. Eine Regulation durch Kannibalismus der Larven könnte ebenso von Bedeutung sein. Die Zahl der überlebenden Larven war kleiner als die Zahl der abgelegten Eier, und die Zahl der überlebenden Larven war bis zu einer oberen Grenze von 25g abhängig vom Aasgewicht. Zwischen Rattenäsern, die in ihrem Gewicht zwischen 120g und 170g lagen, und Mausäsern von circa 20g gab es keinen Unterschied in der Zahl der überlebenden Larven. Die Ausnutzungsrate an einem Rattenaases war niedriger als die Ausnutzungsrate eines Mausaases. Die an einem Rattenaas aufgezogenen Nachkommen waren viel schwerer als die Nachkommen, die an einem Mausaas aufgezogen wurden. Im Versuch wurden ein Männchen und drei Weibchen mit einem Mausaas oder mit einem Rattenaas angesetzt. Wenn mehr als ein Weibchen an einem Mausaas Nachkommen hat, wird das größere Weibchen weniger Nachkommen haben. Ein Konflikt kann dadurch zwischen den Weibchen Diskussion 96 entstehen (Eggert & Müller 1992). Ein großes Aas wird oft von mehr als einem Männchen oder von mehr als einem Weibchen eingegraben und bearbeitet (Scott & Traniello 1990; Trumbo 1992). Zwei Käferpaare können besser das Aas gegen Fliegenmaden verteidigen als nur ein Käferpaar (Scott 1994a). Obwohl die Ressource an einem Rattenaas für Bruten mehrerer Weibchen ausreichte, zeigten die Weibchen der Art N. nepalensis keine Kooperation in Bezug auf Brutpflege. Die Art N. nepalensis ist in der Lage, ein Rattenaas einzugraben. Eine Kooperation für die Brutpflege könnte genauso die gesamte Nachkommenzahl eines überlegenen Weibchens bei einem Rattenaas erniedrigen. Wenn es noch einen großen Rest des Aases nach der ersten Brut gibt, kann ein Aaskäferweibchen ein Nachgelege produzieren (Müller 1987). Ein Rattenaas könnte für mehr als eine Brut zur Verfügung stehen, wenn die Geschwindigkeit der Dekomposition nicht sehr hoch wäre. Zusammenfassung 97 5. Zusammenfassung Untersucht wurden Konkurrenz und Aasnutzung necrophager und necrophiler Käfer in Nord- und Südtaiwan. Die Biologie von Nicrophorus nepalensis wurde untersucht und mit der Biologie mitteleuropäischer Arten verglichen. 1. 2. 3. 4. 5. 6. Im subtropischen Fu-Shan wurden ausgelegte Äser vom Herbstende bis zum Winter ausschließlich von Wirbeltieren genutzt. Im Juni und im Juli 2001 hatten wirbellose Tiere in Fu-Shan größere Chancen, ein Aas zu nutzen, während die meisten Äser im Verlauf des Jahres im tropischen Nan-Ren-Shan von Wirbellosen abgebaut wurden. Ameisen monopolisierten in den Tropen mehr Äser als in den Subtropen. In Fu-Shan wurden 23 Ameisenarten gefangen. Waldarten in Fu-Shan waren C. dohrni fabricans, F. japonica und L. kitteli. M. chinense, Ph. formosensis und S. Solifontis kamen in Fu-Shan bevorzugt auf der Wiese vor. Die Arten P. luteipes und P. Javanus kamen sowohl im Wald als auch auf der Wiese vor. Die eudominante Art war P. luteipes. Die dominanten Arten waren P. javanus und Ph. formosensis. In Nan-Ren-Shan wurden 24 Ameisenarten gefangen. Waldarten waren P. javanus, D. thoracicus, T. nipponense und Phd. affinis. C. dohrni fabricans und Po. dives kamen bevorzugt auf der Wiese vor. Die Arten Ph. formosensis und L. kitteli kamen sowohl im Wald als auch auf der Wiese vor. Die dominanten Arten waren Ph. formosensis, D. thoracicus, Phd. affinis, Po. dives und P. javanus. In den Tropen hatten Ameisen kein deutliches Aktivitätsmaximum. Die Ameisen kamen im ganzen Jahr vor. In den Subtropen jedoch war die Hauptaktivitätszeit der Ameisen im Sommer. Im Winter wurde ihr Aktivitätsgebiet verkleinert oder die Ameisen waren inaktiv. Insgesamt 10613 Käfer aus 323 Arten und 34 Familien wurden in Fu-Shan und in Nan-Ren-Shan gefangen. Necrophile Käferarten wurden nur aus den Carabidae, Histeridae, Hydrophilidae, Lampyridae, Leiodidae, Scarabaeidae, Silphidae, Staphylinidae und Trogidae gefangen. Im tropischen Nan-Ren-Shan wurden keine Silphidae und Trogidae gefangen. Die Individuen aus den neun Familien hatten einen Anteil von mehr als 97% aller gefangenen Zusammenfassung 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 98 Käfer. In den Subtropen dominierte die Familie der Staphylinidae, in den Tropen die drei Familien Staphylinidae, Leiodidae und Scarabaeidae. Sowohl im subtropischen Fu-Shan als auch im tropischen Nan-Ren-Shan wurden in Fallen, die mit Aas bestückt waren, in jedem Biotop mehr Arten und mehr Individuen gefangen werden als in Fallen ohne Aas. In den Bodenfallen ohne Köder war die Verteilung der Individuen auf die gefangenen Arten gleichmäßiger als in den Köderfallen. Die Ähnlichkeiten zwischen den vier untersuchten Biotopen waren sehr gering. Die Artenzusammensetzung im untersuchten subtropischen Regenwald war vielfältiger und gleichmäßiger als im untersuchten tropischen Regenwald. Die monatliche Aktivität der Käfer in Nan-Ren-Shan war im gesamten Untersuchungszeitraum ungefähr gleich, während die monatliche Aktivität der Käfer in Fu-Shan im Frühling und im Sommer sehr hoch war und im Herbst allmählich abnahm. Im Winter war die Aktivität der Käfer am niedrigsten. Der Diversitätswert der Familie Staphylinidae war in Fu-Shan höher als in Nan-Ren-Shan, die Evenness war jedoch in Nan-Ren-Shan höher. Die Art Phi. longicornis, die eine dominante Art in Fu-Shan und eine subdominante in Nan-Ren-Shan war, war in den Tropen früher im Jahr aktiv als in den Subtropen. Bei den Pselaphinae konnte keine Lockwirkung durch Aasköder nachgewiesen werden. H. ciliatus kam bevorzugt in den Fallen ohne Köder im Vergleich zu den Fallen mit Köder vor. In Fu-Shan dominierten H. ciliatus und Phy. schenklingi in der Subfamilie Pselaphinae, während Phy. schenklingi in Nan-Ren-Shan eine eudominante Art war. Bei der Leiodidae waren Mi. pusillimus, Pt. sauteri, Ca. fuscus und Me. imitator dominante Arten in Fu-Shan. Pt. sauteri und Mi. pusillimus waren auch häufig in Nan-Ren-Shan und sogar eudominant. Die Arten Ca. fuscus, Me. imitator, Mi. pusillimus und Pt. sauteri wurden von Aasködern angelockt. Die drei Arten Me. imitator, Mi. pusillimus und Pt. sauteri kamen bevorzugt im Wald vor, die Art Ca. fuscus sowohl im Wald als auch auf der Wiese. Die zwei nur im subtropischen Fu-Shan gefangenen Leiodidenarten Ca. fuscus und Me. imitator bevorzugen dort eher kühlere Jahreszeiten. Zusammenfassung 99 Die zwei an beiden Standorten vorkommenden Arten Mi. pusillimus und Pt. sauteri ertragen offensichtlich höhere Temperaturen, in den Tropen sind beide Arten in der kühleren und in den Subtropen in der wärmeren Jahreszeit aktiv. 14. Die Diversität der Carabiden war in Fu-Shan höher als in Nan-Ren-Shan, die Evenness war an den zwei Standorten gleich. Phe. javanus, Phe. beckeri und Ci. kaleea kamen häufig in Fu-Shan vor. In Nan-Ren-Shan war Phe. javanus eine dominante Art. Phe. javanus, Phe. beckeri und Ch. formosanus waren die Arten, die von Ködern angelockt wurden. Phe. javanus kam bevorzugt auf der Wiese vor. Phe. beckeri und Ch. formosanus bevorzugt im Wald. Ci. kaleea kam sowohl im Wald als auch auf der Wiese vor. In Fu-Shan deuten die Aktivitätsphasen der zwei im Wald vorkommenden Arten Phe. beckeri und Ci. kaleea auf eine zeitliche Einnischung der Arten hin, die räumliche Präferenz von Phe. javanus und Phe. beckeri auf eine räumliche Einnischung. In den Tropen ist Phe. javanus in der kühleren und in den Subtropen in der wärmeren Jahreszeit aktiv. 15. Eine neue Art der Familie der Scarabaeidae wurde entdeckt und im Jahr 2005 von Masumoto et al. als Haroldius hwangi beschrieben. O. hayashii, O. sauteri, O. kiuchianus und Cas. gotoi waren vier dominante Arten in Fu-Shan, in Nan-Ren-Shan war O. formosanus eine eudominante Art. Cas. gotoi, O. hsui, O. formosanus, O. kiuchianus, O. klapperichi, O. tritber, O. hayashii, O. proletarius, O. sauteri, O. yangi und Pa. crenatus waren die Arten, die von Ködern angelockt wurden. Cas. gotoi, Co. fukiensis, O. hsui, O. formosanus, O. kiuchianus, O. klapperichi, O. hayashii und O. sauteri wurden bevorzugt im Wald gefangen. O. proletarius und O. tritber kamen bevorzugt auf der Wiese vor. In Fu-Shan kam die Art Pa. crenatus hauptsächlich im Wald vor, während sie in Nan-Ren-Shan sowohl im Wald als auch auf der Wiese gefangen wurde. Eine jahreszeitliche Einnischung war sichtbar in der Gattung Onthophagus in Fu-Shan. Die Aktivitätsphase von O. sauteri war im Sommer, während die Aktivität der zwei Arten O. kiuchianus und O. hayashii im September ihr jeweiliges Maximum erreichte. Die Art Cas. gotoi, war aktiv am Ende des Sommers. 16. Bei den zwei Familien Hydrophilidae und Histeridae war jeweils nur eine einzelne Art eudominant. Bei den Hydrophiliden dominierte sowohl in den Subtropen als auch in den Tropen nur die Art der Zusammenfassung 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 100 Gattung Cercyon im Waldgebiet. Bei den Histeriden dominierte die Art Ma. multidens nur in den Subtropen, Ma. multidens zeigte keine Präferenz für Wald oder Wiese. Bei den Silphiden wurden im subtropischen Fu-Shan N. nepalensis, N. concolor und Cal. cyaneocephala gefangen. Die zwei Arten N. nepalensis und Cal. cyaneocephala waren sowohl zeitlich als auch räumlich eingenischt. Die Art N. concolor kam im untersuchten Gebiet sehr selten vor. Die drei untersuchten Silphidenarten zeigten eine zeitliche Verzögerung ihrer Aktivität in höherer Lage. Die Körpergröße der gefangenen Aaskäferarten N. nepalensis und Cal. cyaneocephala war in A-Yu-Shan größer als die in Fu-Shan. Die Weibchen von N. nepalensis in A-Yu-Shan waren größer als die Männchen, während sich die Halsschildbreiten zwischen Männchen und Weibchen in Fu-Shan nicht unterschieden. Die Männchen von Cal. cyaneocephala waren größer als die Weibchen. Der Median der Flugdistanzen innerhalb von vier Tagen betrug 174.4 Meter bei der Art N. nepalensis. Die am häufigsten beobachteten Distanzen innerhalb von vier Tagen waren zwischen 50 - 100 Metern (27.9%) und zwischen 250 - 300 Meter (14.7%). Die zurückgelegten Distanzen wurden weder durch die Körpergröße noch durch das Geschlecht beeinflußt. Die Lebensdauer der Art N. nepalensis war im Mittel 121 Tage bei 20oC. Der Toleranzbereich der Temperatur wird durch eine Lethaltemperatur von 27 oC begrenzt. Die Aktivität von N. nepalensis war in der Dunkelphase abhängig vom Alter der Käfer. Die frisch geschlüpften Männchen waren weniger aktiv. Die Weibchen waren drei Wochen nach dem Schlupf weniger aktiv. Die Käfer der Art N. nepalensis sind nachtaktiv. Die Männchen waren die ganze Nacht über aktiv, während die Weibchen nur zu Beginn der Nacht relativ aktiv waren. Das Einsetzen der Geschlechtsreife bei den Käfern war abhängig von der Tageslänge, bei der die Käfer gehalten wurden. Je länger die Tageslänge war, desto weniger Weibchen waren geschlechtsreif nach zwanzig Tagen in der betreffenden Tageslänge. Der Zeitpunkt der Geschlechtsreife, festgestellt durch die Eiablage der Weibchen, unterschied sich nicht bei einem Tag/Nacht- Zusammenfassung 26. 27. 28. 29. 30. 31. 101 Rhythmus von 11/13h bei 15oC, von 12.5/11.5h bei 20oC. Bei einem Tag/Nacht-Rhythmus von 14/10h bei 25oC legte kein Weibchen Eier ab. Die Käfer starben bei 25oC im Mittel sechs Wochen nach dem Schlupf. Der Zeitpunkt der Geschlechtsreife der Käfer der Art N. nepalensis war unabhängig vom Ernährungszustand. Ein Teil der Äser wurde drei Tage nach dem Ansetzen durch nicht geschlechtsreife Käfer der Art N. nepalensis eingegraben. Ob ein Aas eingegraben wurde, war nicht abhängig davon, ob ein Männchen allein, ein Weibchen allein oder ein Käferpaar mit einem Aas angesetzt wurde. Aas, dessen Gewicht zwischen 3g und 170g betrug, konnte die Art N. nepalensis für die Fortpflanzung nutzen. Ein kleines Mausaas wurde von mehr Käfern als Futterquelle betrachtet, eine Fortpflanzung fand häufiger an einem Aas einer alten und damit größeren Maus statt. Das Aasgewicht, wenn es unter 25g lag, hatte einen nachweisbaren Einfluss auf die Gelegegröße. In einem weiteren Experiment zur Abhängigkeit der Gelegegröße von der Aasgröße 5g, 15g und 25g konnte der gezeigte Unterschied nicht bestätigt werden. Die Anzahl der überlebenden Larven war abhängig vom Aasgewicht. Je größer ein Aas war, desto mehr Larven überlebten bis zur Verpuppung. Es gab keinen Unterschied in der Anzahl überlebender Larven einer Brut zwischen einem Mäuseaas und einem Rattenaas. Die Ausnutzungsrate eines Rattenaases war bei der Fortpflanzung von N. nepalensis niedriger als die Ausnutzungsrate eines Mäuseaases. Die Nachkommen aus den Ansätzen mit einem Rattenaas waren größer als die Nachkommen aus den Ansätzen mit einem Mausaas. Literatur 102 6. Literatur 1. Akopyan, M. M. (1953): The fate of suslik corpses on the steppe. Zoologischeskii zhurnal 32: 1014-1019. 2. Allee, W. C., Emerson, A. E., Park, O., Park, T. & Schmidt, K. P. (1949): Principles of animal ecology. W. B. Saunders Co., Philadelphia, 837 p. 3. Bartlett, J. (1987): Filial cannibalism in burying beetles. Behav. Ecol. Sociobiol. 21: 179–183. 4. Bartlett, J. (1988): Male mating success and paternal care in Nicrophorus vespilloides (Coleoptera: Silphidae). Behav. Ecol. Sociobiol. 23: 297-303. 5. Bartlett, J. & Ashworth, C. M. (1988): Brood size and fitness in Nicrophorus vespilloides (Coleoptera: Silphidae). Behav. Ecol. Sociobio. 23: 297-303. 6. Beninger, C. W. & Peck, S. B. 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Lin danke ich für die Hilfe bei der Bestimmung der Ameisen. Herrn Dr. C.-F. Lee danke ich für die Hilfe bei der Bestimmung der Familie der Hydrophilidae. Herrn Dr. I. Lobl und Herrn Dr. S. Nomura danke ich für die Hilfe bei der Bestimmung der Unterfamilie der Pselaphinae. Herrn Prof. Dr. K. Masumoto danke ich für die Hilfe bei der Bestimmung der Mist- und Dungkäfer. Herrn Prof. Dr. S. Mazur danke ich für die Hilfe bei der Bestimmung der Familie der Histeridae. Herrn Dr. M. Perreau danke ich für die Hilfe bei der Bestimmung der Familie der Leiodidae. Herrn Dr. H. Schillhammer danke ich für die Hilfe bei der Bestimmung der Familie der Staphylinidae. Frau S. Steiger und Herrn E. Wagenhoff danke ich für die Korrektur der Grammatik und der Rechtschreibung meiner Dissertation. Zum Schluß danke ich meiner Frau für ihre Unterstützung und ihr Verständnis.