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In the framework of the PNRA (Italian National Antarctic Research Program) project CARBONANT focusing on biogenic carbonates and held in January–February 2002, several Ross Sea banks were sampled to obtain samples of biogenic carbonates. In the Mawson Bank, species belonging to the isopod genus Chaetarcturus Brandt, 1990 were recorded, including a specimen that did not match any described species. In this paper we describe Chaetarcturus cervicornis sp. n., which is characterized by supraocular spines and two pairs of tubercle-like protrusions on the cephalothorax. The new species is very similar to C. bovinus (Brandt & Wägele, 1988) and C. adareanus (Hodgson, 1902), but has a clearly different spine pattern. The study of the species of the genus Chaetarcturus in the Ross Sea contributes to increase our knowledge on the diversity of the Antarcturidae in the Southern Ocean. Ross Sea banks seem to hold an interesting and not-well-known fauna, deserving attention in future research.
Oaks may contribute to the stabilization of European forests under climate change. We utilized two common gardens established in contrasting growth regimes, in Greece (Olympiada) and Germany (Schwanheim), to compare the diurnal photosynthetic performance of a Greek and an Italian provenance of two Mediterranean oaks (Quercus pubescens and Q. frainetto) during the 2019 growing season. Although the higher radiation in the southern common garden led to a strong midday depression of chlorophyll a fluorescence parameters (maximum quantum efficiency of PSII, performance index on absorption basis), comparable light-saturated net photosynthetic rates were achieved in both study areas. Moreover, both species and provenances exhibited analogous responses. Q. pubescens had enhanced chlorophyll a fluorescence traits but similar photosynthetic rates compared to Q. frainetto, whereas the provenances did not differ. These findings indicate the high photosynthetic efficiency of both oaks under the current climate in Central Europe and their suitability for assisted migration schemes.
The Culex pipiens complex encompasses five species and subspecies of the genus Culex. Over time, a multitude of morphologically indistinguishable species has been assigned to this complex with several species being classified as important vectors for different diseases. Some species of this complex hibernate in subterranean habitats, and it has been proven that viruses can survive this phase of hibernation. However, studies focusing on the environmental requirements, ecology and spatial and temporal distribution patterns of mosquitos in underground habitats are sparse. Here, we investigate the main environmental factors and dependencies of Culex, considering the number of individuals and survival probabilities in underground habitats during the winter months. Methods. Since the State of Hesse, Germany harbors about 3500 to 4000 subterranean shelters ample availability of subterranean habitats there provides a good opportunity to conduct detailed investigations of the Culex pipiens complex. In this study, we identified a sample of 727 specimens of overwintering females within the Culex pipiens complex from 52 different underground sites collected over a period of 23 years using qPCR. A complete data set of samplings of hibernating mosquitos from 698 subterranean habitats in Central Germany over the same period was available to study the spatial and temporal patterns and the effect of temperature and precipitation conditions on these hibernating populations using a generalized linear model (GLM). Results. Our qPCR-results show, similar to aboveground studies of mosquitos, that Culex pipiens pipiens and Culex torrentium occur sympatrically. On the other hand, Culex pipiens molestus occurred very rarely. The GLM revealed no shifts in species composition over time, but different preferences for subterranean hibernacula, chemical effects on overwintering populations as well as effects of annual and seasonal mean temperature and precipitation during the active phase from March to November. Cx. p. pipiens and Cx. torrentium are the most common species within Hessian caves and other underground habitats during winter. They co-occur with different frequency without any patterns in species composition. Weather conditions influence the number of overwintering mosquitos during the activity phase. Depending on cave parameters, the number of mosquitos decreases during the winter months.
Stechmücken (Dipteren: Culicidae) sind weltweit mit über 3500 Arten und mit Ausnahme der arktischen Regionen ubiquitär vertreten. Die medizinische Relevanz dieser Tiergruppe, begründet durch die hämatophage Lebensweise der Weibchen, erschloss sich bereits Ende des 19. Jh. und hat bis heute Bestand. Jedes Jahr sterben rund 600.000 Menschen an den Folgen der Malaria und fast 100 Mio. Menschen infizieren sich mit dem Denguefieber. Zwar beziehen sich diese Zahlen fast ausschließlich auf die Entwicklungsländer, aber im Zuge des Klimawandels und des immer stärkeren Welthandels kommt es auch in Europa und den USA immer wieder zu Ausbrüchen vorher nicht relevanter Krankheiten. So hat sich das West-Nil- Virus seit 1999 in Nordamerika rasant verbreitet. Im Jahr 2013 gab es dort rund 2500 Fälle, von denen 119 zum Tod führten. In Europa traten hingegen Krankheiten wie das Chikungunyafieber (Italien 2007) oder das Denguefieber (Frankreich 2010/2013) auf. Die Gründe für diese Ausbrüche sind vor allem in der Einschleppung neuer Vektorspezies und Krankheitserreger sowie in den veränderten Wirtspräferenzen einheimischer Stechmückenarten zu suchen. Das Wissen um das Vektorpotential der in Deutschland heimischen Stechmücken konnte vor allem durch die seit 2009 initiierten Monitoring-Programme stetig erweitert werden. Auch die Veränderung der heimischen Fauna durch invasive Arten wie Ochlerotatus japonicus japonicus oder Aedes albopictus wird intensiv erforscht. Dennoch ist hinsichtlich der Biologie, Ökologie sowie Genetik vieler Arten noch immer wenig bekannt.
Die vorliegende Dissertation, welche auf Basis von vier (ISI-) Einzelpublikationen kumulativ angefertigt wurde, beschäftigte sich mit der Analyse der genetischen Variabilität sowie der Zoogeographie der untersuchten Arten und der Etablierung einer schnellen und kostengünstigen Methode zur Artdiagnostik. Besonderes Augenmerk wurde bei den Analysen auf die beiden heimischen Arten Culex pipiens und Culex torrentium sowie die invasive Art Ochlerotatus japonicus japonicus gelegt. Ziel war es, die noch bestehenden Wissenslücken zu füllen, um zukünftige Monitoring-Programme besser koordinieren sowie Analysen zur Vektorkompetenz und Genetik dieser Arten gezielter durchführen zu können.
Es konnte gezeigt werden, dass Cx. pipiens und Cx. torrentium deutliche Unterschiede in ihren Populationsstrukturen aufwiesen welche auf verschiedene evolutive Prozesse hindeuten. Die geringere genetische Variabilität in Cx. pipiens lässt auf positive Selektion durch z.B. Insektizidresistenz im Zuge durchgeführter Bekämpfungsmaßnahmen oder die Infektion mit Wolbachien schließen. Die analysierte Populationsstruktur von Cx. torrentium spricht hingegen für eine geringe Ausbreitung, wodurch der genetische Austausch reduziert wurde und so die untersuchten Populationen genetisch stärker voneinander abwichen. Des Weiteren ließen die Analysen des Cytochrom c Oxidase Untereinheit 1-Fragmentes (cox1) Rückschlüsse auf die Zoogeographie dieser Arten in Deutschland zu - wobei beide Arten über das Untersuchungsgebiet verteilt waren, Cx. torrentium jedoch in den neuen Bundesländern weniger häufig nachgewiesen wurde als in den alten und eine geringere gefangene Individuenzahl aufwies. Basierend auf der ökologischen Nischenmodellierung konnten potentiell neue Verbreitungsgebiete für die Art Ochlerotatus japonicus japonicus identifiziert werden. Als klimatisch besonders günstig zeigten sich dabei Südhessen, das Saarland sowie nördliche Teile Nordrhein-Westfalens. Mit Hilfe der etablierten Methode der direct-PCR wird in Zukunft eine schnellere und kostengünstigere Identifizierung von Stechmücken erfolgen können, welche aufgrund bestimmungsrelevanter Merkmale nicht mehr morphologisch zu identifizieren sind.
Um das Wissen über die Stechmücken in Deutschland fortlaufend zu intensivieren, ist sowohl das Weiterführen der Monitoring-Programme als auch die molekularbiologische Aufarbeitung der Proben nötig. Durch die Anwendung neuer Techniken und weiterer molekularer Marker wird es möglich sein, weitere Krankheitserreger sowie genetische Besonderheiten der heimischen Stechmückenfauna nachzuweisen. Aber auch die Überwachung invasiver Stechmückenarten durch die Modellierung potentieller Verbreitungsgebiete und die Anwendung molekularbiologischer Analysemethoden zum Detektieren der Arten und möglicher Krankheitserreger wird ein wichtiger Bestandteil der weiteren Forschung sein.