Nahrung wirkt sich entscheidend auf nahezu alle Eigenschaften und physiologischen Prozesse von Organismen aus. Insbesondere Heterotrophe scheinen dabei besonders durch die Nahrungsqualität reguliert zu sein. Während zahlreiche Studien zum Einfluss von Nahrung bei herbivoren Insekten, sowie „klassischen“ Modellorganismen (bspw. Taufliegen oder Mäuse) existieren, ist nur wenig über die Zusammenhänge von Nährstoffen und Fitness, sowie Performanz bei Zersetztern (= Detritivore) bekannt. Im Rahmen dieser Arbeit habe ich mich daher mit den Einflüssen von Nahrung auf zahlreiche Eigenschaften von Hornmilben befasst. Bei Hornmilben (auch Moosmilben) handelt es sich um eine artenreiche Gruppe von bodenbewohnenden Kleinstwirbellosen („Mikroinvertebraten“), die weltweiten in nahezu allen terrestrischen Habitaten vorkommen und die Ausbildung von Bodenstrukturen, sowie die Bodengesundheit/-fruchtbarkeit fördern, und Energie- und Nährstoffkreisläufen beteiligt sind. Dabei interessierte mich besonders, wie Nahrung die Verteidigung und Lebenslauf-Eigenschaften („life history traits“), sowie die Stoffflüsse und den Einbau von Biomolekülen aus der Nahrung ins Tier beeinflusst und welche Mechanismen der Nahrungswahl zugrunde liegen. Zur Klärung dieser Zusammenhänge habe ich die parthenogenetische Hornmilbenart Archegozetes longiestosus verwendet, die sich innerhalb der letzten 25 Jahre als eine Musterspezies zur Erforschung von Hornmilben, sowie bodenbiologischen Fragestellungen etabliert hat. Diese Milbe besitzt viele einfach zumessende Lebenslauf-Eigenschaften und morphologische Eigenschaften. Darüber hinaus besitzt sie große opisthontale Drüsen, die eine Mischung von chemischem Verteidigungssekret synthetisieren, das als effektives Repellent gegen Fraßfeinde angewendet wird. Dementsprechend beeinflusst chemische Verteidigung die Struktur, sowie die Stabilität von Bodennahrungsnetzen. Generell wurden alle Lebenslauf-Eigenschaften von A. longiestosus durch Ressourcen beeinflusst und die stöchiometrische Zusammensetzung des Futters kann diese Änderungen zumindest teilweise erklären bzw. vorhersagen. Weiterhin zeigte sich, dass Nahrungsqualität nicht nur den Mittelwert einer bestimmten Eigenschaft („trait“) beeinflusst, sondern auch dessen Variation. Dementsprechend, habe ich stöchiometrische Optima für die Eigenschaftsvariation gefunden; ein Zusammenhang, der auch als „Betrand’s Regel“ oder „Grenzwert-Elementeverhältnis“ bekannt ist. Fokussierend auf die chemische Ökologie der Musterspezies fand ich, dass sowohl Alter („Ontogenie“) als auch Zusammensetzung bereitgestellter Nährstoffe einen Einfluss auf die Komposition, sowie die Menge des Verteidigungssekretes hat. Diese Daten habe ich zur Parametrisierung eines Modelles, das die funktionelle Reaktionsantwort von chemisch beeinflussten Räuber-Beute-Beziehung über die Zeit beschreibt verwendet. Dieses numerisch-ökologische Modell zeigte, dass die Aufrechterhaltung von chemischer Verteidigung über längere Zeiträume mit den Nährstoffen in der Nahrung, insbesondere Kohlenhydraten und Fetten, zusammenhängt. In Bezug auf die Translokation von spezifischen Biomolekülen konnte ich einen direkten trophischen Transfer von Fettsäuren neutraler Lipide von der Nahrung in das Fettgewebe der Milben nachweisen. Dies bestätigte den Einbau von Fettsäuren als verlässliche Biomarker in der Nahrungsnetzökologie. Im Gegensatz dazu fand ich eine selektive Verwendung von Aminosäuren, die eine Homöostase dieser Stoffklasse für Hornmilben nach sich zieht. Darüber hinaus konnte ich ebenfalls beweisen, dass die hoch bioaktiven Aromaten im Wehrsekret von A. longiestosus de novo aus kohlenhydrat- oder fett-abgeleiteten Vorläufermolekülen synthetisiert werden können. Diese belegte nochmal die Wichtigkeit von Zuckern und Fetten zur Aufrechterhaltung einer effektiven chemischen Verteidigung. Olfaktorische Wahlversuche mit semi-natürlichen Ressourcen (Bakterien-, Pilz-, Flechten- und Laubstreupulver), die verschiedene flüchtige organische Substanzen emittierten und eine unterschiedliche Nährstoffkomposition aufwiesen, offenbarten eine immanente olfaktorische Präferenz bei Hornmilben. Archegozetes longiestosus bevorzugte dabei insbesondere Futter mit einem hohen Anteil an Fettsäuren. Dies legt den Schluss einer möglichen adaptiven Beziehung von Ressourcenselektion und chemischer Verteidigung gegen Fraßfeinde über zwei trophische Ebenen für Hornmilben nahe.

Schlagworte: Ernährungsökologie, evolutionäre Ökophysiologie, Bodennahrungsnetz, Milben, biochemische Ökologie