Altai Bergland - der Schlüssel zur Bildung von Faunen in der nördlichen Hemisphäre

Altai Bergland – der Schlüssel zur Bildung von Faunen in der nördlichen Hemisphäre

Roman Jakowlew,
Professor, Forschungsleiter, Altai State University
"Kommersant Science" №6, September 2017

Das Lager der Entomologen in den Bergen Uvhod-Uul in der südwestlichen Mongolei. Foto: V. V. Doroshkin

Altai ist einzigartig. Es ist verfügbar für das Studium, aber es besitzt eine vollständige Reihe von Höhengürteln, eine reiche geologische Geschichte und fast nicht anthropogenem Druck ausgesetzt. Kein anderes Gebirgssystem kann eine solche Reihe von idealen Forschungseigenschaften bieten. Im Jahr 2017 erhielt das Zoologen-Team der Staatlichen Universität Altai ein Stipendium des Ministeriums für Bildung und Wissenschaft der Russischen Föderation "Integrierte Untersuchung der Biodiversität, Faunogenese und Zoogeographie der Bergstaaten der Holarktis (am Beispiel des Altai-Hochlandes)".

Warum Altai?

Die Wahl dieses Gebirgssystems als Modellgebiet zur Identifizierung von Mustern der Faunenbildung in der Holarktis (gemäßigte Zone Eurasiens und Nordamerikas) wird durch mindestens drei Gründe erklärt.

Doktorand Alexander Fomichev am Gletscher der Berge von Tsengel-Khaiirkhan

Altai ist sehr vielfältig in Bezug auf Landschaften. Wir sehen hier die Wüsten der südwestlichen Mongolei, endlose Bergsteppen,unpassierbar Taiga und vielfältig in seinen Bedingungen Hochgebirge. Dies ist die Grenze großer biogeographischer Abschnitte: die borealen und tetischen Regionen, die sich durch Biota auszeichnen. Die Bereiche des Nordwestaltais mit der von Regen überfluteten Taiga und die Berge der Südmongolei, in denen es unmöglich ist, eine benetzte Fläche über 3000 m zu finden, sind wie zwei verschiedene Planeten.

Sand im Gobi-Altai Aimag. Foto: Alexander Fomichev

Senior Researcher, geb. n Elena Guskova in den Bergen von Aj-Bogda im Süden der Mongolei. Foto: Roman Jakowlew

Altai überlebte die Eiszeit, und einige Orte waren nicht mit Eis bedeckt. Diese kleinen Gebiete sind Refugien, natürliche Rückzugsgebiete, in denen Reliktelemente voreiszeitlicher Faunen erhalten sind.

Und schließlich ist Altai noch fast zurückhaltend, die anthropogene Presse ist hier noch unbedeutend.

Andere mögliche Optionen verlieren. Der Ural ist niedrig und unterliegt einem starken anthropogenen Druck, die Pamirs sind zu hoch, die Sajans sind in Bezug auf Biogeographie homogener und so weiter. Altai ist sowohl in Bezug auf die relative Bewahrung der Natur als auch in der ganzen Bandbreite der Höhengürtel und in seiner reichen geologischen Geschichte makellos.

Warum AltGU?

Die Universität beschäftigt starke Spezialisten in verschiedenen Gruppen von Insekten, Tausendfüßlern und Spinnen. Jetzt müssen Sie nicht beweisen, ob dieses oder jenes Team stark oder schwach ist, besuchen Sie einfach die Website webofknowledge.com – und alles wird klar. Für eine regionale Universität sind über 100 Artikel indexiert. Web der Wissenschaft (und nicht weniger als ein Drittel in den Zeitschriften im zweiten Quartil der Zoologie), für fünf Personen in den letzten fünf Jahren – ziemlich viel. Darüber hinaus unterstützt die Universitätsleitung systematisch aktive Wissenschaftler, die nicht nur Menschen nicht verlieren, sondern auch starke Fachleute aus Nowosibirsk anziehen können. Normalerweise ist die Personalfluktuation in unserem Land in Westsibirien das Gegenteil: von Barnaul nach Tomsk, Novosibirsk … In unserem Fall ist es umgekehrt geworden. Wir alle waren auf die eine oder andere Weise mit der Fauna des Altai, Sibirien, benachbarten Regionen Zentralasiens beschäftigt, das heißt, die Grundlagen waren sehr solide.

Permutrowka Eugene – eine der Arten von Schmetterlingen, die im Hochland von Südsibirien und der Arktis leben. Foto: Roman Jakowlew

In den Oberläufen des Flusses Yelt-Gol in der Westmongolei. Foto: Alexander Fomichev

Zweitens haben wir eine sehr bequeme Geografie. Das Projekt beinhaltet bedeutende Expeditionsaktivitäten. Ohne ernsthafte Feldarbeit mit den Aufgaben ist es unmöglich zu bewältigen.Und Barnaul ist ein bequemer Ort für wissenschaftliche Forschung auf dem Gebiet der klassischen Biologie, Organisation von Expeditionsreisen. An einem Tag können Sie mit dem Auto in das Hochland des russischen Altai, in die Mongolei und nach Ostkasachstan gelangen. Sehr nah an den Ländern von Zentralasien und China.

Das Lager der Entomologen auf dem Saurenrücken. Foto: Vyacheslav Doroshkin

Jetzt leugnen viele Wissenschaftler, sogar Biologen, die Notwendigkeit, aktive Feldforschung fortzusetzen. Oft gibt es Worte, dass alle Objekte bereits gefunden wurden und auf Taxonomen in Museen warten. Das ist nicht so. Arbeiten auf separaten Hochgebirgskämmen, wo der Entomologe nie ging, ist äußerst vielversprechend. Dutzende von grundlegend neuen Arten von Arthropodentieren wurden nie in den Alpika des Altai und anderen Bergsystemen gefunden.

Solpuga (Phalanx) im Sand der südlichen Mongolei. Foto: Alexander Fomichev

Aufgaben und erste Ergebnisse

Basierend auf der phylogeographischen Analyse verschiedener Gruppen von Arthropodentieren werden wir die Wege zur Bildung der Biota des Altai-Hochlandes bestimmen müssen. Sequenzierung der Genome des endemischen Altai – für die überwiegende Mehrheit der Arten wird dies zum ersten Mal geschehen.Eine Bestandsaufnahme der lokalen Faunen von besonders geschützten Naturgebieten, von denen einige, insbesondere im mongolischen Altai, überhaupt nicht untersucht wurden. Erforschen Sie detailliert die Verteilung von Modell-Taxa von Tieren innerhalb der Region. All dies zusammen wird uns helfen, einen Algorithmus für die Erforschung der Lebensbedingungen in anderen gebirgigen Ländern zu entwickeln.

Ridge Zhargalant-Khairkhan in der Westmongolei. Foto: Alexander Fomichev

Mitarbeiter der Altai-Universität, zusammen mit mongolischen Studenten im Baitag-Bogdo-Grat an der Grenze zu China. Foto: Peter Kossatschow

Die Hauptaufgabe für diese Jahreszeit ist das Studium der Faunen des extremen Hochlandes, die neue, noch nicht offene Verbindungen des Alpengürtels des Altai und der Arktis aufdecken werden. Wir haben bereits die Außenbezirke der Region auf dem Gebiet der Republiken Altai und Tyva, Mongolei (hauptsächlich in der Govi-Altai-Region) und Ost-Kasachstan-Region (Katon-Karagai-Nationalpark) besucht. Gefundene Objekte in Höhenlagen von fast 4000 m sind höchstwahrscheinlich neue Arten für die Wissenschaft. Zum Beispiel für Spinnen ist es eine Aufzeichnung der Höhenverteilung in unseren Breiten.

Von besonderem Interesse ist die Bearbeitung von Gebühren auf speziell kontrollierten isolierten Bergketten: Aj-Bogd, Baytag-Bogd, Zhargalant-Khayirkhan, Khasagt-Khayirkhan, Saur, Tarbagatai.Ganz ähnliche Arten von Arthropoden (und Schmetterlinge, sowie Käfer und Arachniden) bewohnen den alpinen Gürtel dieser hohen Berge (über 2800-3200 m). Aber sie sind vom nächsten Hochland um Dutzende oder sogar Hunderte von Kilometern von Wüstentieflanden abgeschnitten, die jetzt für Höhentaxa absolut unüberwindbar sind. Bis jetzt ist das Zeitalter der Wüsten in Zentralasien ein kontroverses Thema (es gibt Versionen von außergewöhnlicher Altertümlichkeit, andere neigen zu sehr jungen Ursprüngen). Molekulargenetische Untersuchungen von vollständig voneinander isolierten Populationen von Schmetterlingen, Spinnen, Käfern werden die richtige Lösung finden.

Doktorand Yury Dyachkov in Kasachstan

Die Fauna der Arachniden, zum Beispiel in der Westmongolei, wurde überhaupt nicht untersucht, es gibt weiße Flecken in der Umgebung. Jede neue Bergkette, zumindest leicht von anderen Hochebenen isoliert, ist eine neue Art. Es gibt einen Inseleffekt, klassisch für die biologische Geographie. Bei einer Reihe von Arten wurden Habitate aufgrund der Klimaerwärmung disjunkt (gebrochen). Sie sind im Kolyma-Tal und im Altai gefunden. Oder zum Beispiel ein Schmetterling, der nur in Island und auf dem Hochplateau Ukok (Kosh-Agachsky-Region der Altai-Republik) zu finden ist.

Das Ukok-Plateau in der Republik Altai. Foto: Roman Jakowlew

Freiwilliger Assistent. Foto: Roman Jakowlew

Diese Arten sind äußerst interessant für die genetische Forschung. Wir wissen, wann diese Lücken in ihren Bereichen auftraten. Und wie der Genotypus verändert wurde, wie schnell sich genetische Veränderungen in jungen Gruppen ansammeln, wie sich konservative alte Taxa verhalten – diese Fragen müssen noch gelöst werden. Auf dem Weg dorthin werden Arten von Arthropoden, die für die Wissenschaft neu sind, zweifellos beschrieben werden.

Der Blattkäfer Yakovlev ist eine seltene endemische Art im zentralen Teil des mongolischen Altai. Foto: Roman Jakowlew

Eine wichtige Richtung unseres Projektes ist die parallele Verarbeitung von völlig unterschiedlichen Objekten der Modellgruppen von Tieren: aktiv fliegend / sesshaft; phylogenetisch alt / fortgeschritten; Räuber / Phytophagen. Wir versuchen daher, alle möglichen Wirbellosen zu erfassen. Unser Team hat sich das ehrgeizige Ziel gesetzt, unangefochtener Führer nicht nur in Russland, sondern auch weltweit in der Erforschung einiger wirbelloser Tiere in Südsibirien und Zentralasien zu werden. Das Interesse russischer Biologen an zentralasiatischen Themen war und ist traditionell bedeutend. Im Schatten solcher Kolosse zu sein, wie leider schon A. A. Yunatov, R. V., der uns verlassen hatKamelin, I.M. Kerzhner, G.S. Medwedew, O.L. Kryzhanowski, I. K. Lopatin ua haben wir uns zum Ziel gesetzt, die Position der russischen Biowissenschaften in der zentralasiatischen Region zu stärken.

Erebiya tsengelskaya – endemisch in der westlichen Mongolei. Foto: Roman Jakowlew

Bluebird orbitulia kommt in den Hochalpen und im Altai vor. Foto: Roman Jakowlew

Bluebird idas ist eines der interessanten Objekte für molekulargenetische Studien. Foto: Roman Jakowlew

Neben der Lösung grundlegender Probleme sollten Sie die angewandte Komponente des Projekts nicht vergessen. Die meisten Objekte unserer Forschung können gute Modelle sein, um die ständig wachsende anthropogene Presse zu überwachen. Viele Insektenarten sind Schädlinge der Land- und Forstwirtschaft, und die Verbreitung einiger Arten, beispielsweise in der Mongolei, wurde überhaupt nicht untersucht. Nur wenige Menschen wissen, dass der gleiche schreckliche Schädling in der Wüste Gobi wie in der sibirischen Taiga gefunden wird – ein ungepaarter Seidenraupenzahn (Lymantria dispar). Wie es sich entwickelt, was seine Futterpflanzen in einer harten Wüste sind, ist noch unbekannt. Und das ist für die Spezies – eine Quarantäneeinrichtung, die einen wirtschaftlichen Mehraufwand von mehreren Millionen in verschiedenen Ländern verursacht!

Senior Researcher, geb. n Pavel Nefedyev im Tal des Flusses Tschulyshman (Republik Altai)

Altair Perlglanz – eine typische Art von mittleren und hohen Bergen des Altai. Foto: Roman Jakowlew

Wir werden das Material in unserem führenden Lagerhaus, dem Zoologischen Institut der Russischen Akademie der Wissenschaften in St. Petersburg, bearbeiten und planen, mit anderen Forschungszentren in Russland und der Europäischen Union (Österreich, Deutschland, Großbritannien) zusammenzuarbeiten. Die Verarbeitung großer Datenfelder ist ohne eine qualitativ hochwertige mathematische Verarbeitung nicht möglich: Wir planen, mehrere Datenbanken zu registrieren, einschließlich solcher, die GIS verwenden. Es ist wichtig (insbesondere im Hinblick auf den zentralasiatischen Entwicklungsvektor unserer Universität), aktive Forscher aus den Nachbarländern in die Forschung einzubeziehen, insbesondere mit dem Ziel, gemeinsame Arbeit zu leisten und hochqualifiziertes Personal auszubilden. Jetzt haben sich zwei talentierte Wissenschaftler aus Kasachstan, beide im Rahmen der Bundesbehörde "Rossotrudnichestvo", unserer Universität angeschlossen (unter meiner Leitung), um die Schule zu absolvieren. Sie beschäftigen sich mit ähnlichen Problemen.

Schwebfliegen in der Westmongolei. Foto: Vyacheslav Doroshkin

Wir können bereits über die ersten Ergebnisse sprechen: Wir haben fünf neue Arten von Lepidoptera, zwei Spinnenarten, gefunden, um einen Überblick über die Blattkäfer des mongolischen Altai zu geben (alle in seriösen internationalen Zeitschriften).Material wurde für molekulargenetische Studien von endemischen Arten in den Republiken Altai, Tyva, sowie in der Mongolei und Kasachstan gesammelt. Das Inventar des Katon-Karagai-Nationalparks (Region Ostkasachstan) wurde erheblich erweitert, und für das Hasagt-Nuruu-Reservat (Gobi-Altai-Aimak) erhielten wir die ersten Daten zur Arthropodenfauna.

Der Autor des Artikels ist Roman Yakovlev auf der Spitze des Tas-Berges (der Saur-Bereich, Ostkasachstan). Foto: Vyacheslav Doroshkin

Unsere Mitarbeiter präsentierten Berichte über die Ergebnisse des 15. Kongresses der Russischen Entomologischen Gesellschaft und des 17. Internationalen Kongresses für Myriapodologie und veröffentlichten zehn indexierte Artikel Scopus und Web der Wissenschaft.


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