Umweltveränderungen durch natürliche und/oder menschliche Einflüsse (insbesondere der Verlust und die Fragmentierung von Lebensraum) sind wichtige Faktoren, die zum weltweiten Artenschwund beitragen. Einer der entscheidendsten Beiträge zum weltweiten Rückgang der biologischen Vielfalt, ist der kommerzielle Holzeinschlag. Insbesondere in tropischen Regenwäldern, etwa in Westafrika, ist dies besonders besorgniserregend, da wenig untersuchte, diverse Wirbeltiergemeinschaften von einem starken kommerziellen Holzeinschlag betroffen sind. Frühere Studien haben bereits die negativen Auswirkungen großflächiger Abholzung auf die taxonomische und funktionale Vielfalt von Amphibiengemeinschaften, aber auch auf die Gesundheit von Individuen identifiziert. Umweltveränderungen können sich also auch nachteilig auf eine Wirts- Parasit-Beziehung auswirken, was nicht zuletzt zu einer verringerten Überlebensfähigkeit der Wirtsarten führen kann. Die Untersuchung der Auswirkungen von Störungen Abholzung und Umweltveränderungen auf Amphibien, sowie auf bestehende Wirts-Parasiten-Beziehungen sind daher von größter Bedeutung um nachhaltige Waldwirtschaft und zukünftige Naturschutzmaßnahmen planen zu können.
In dieser Arbeit möchte ich mittels eines Regenerationsgradienten nach einer Störung (Abholzung) untersuchen, wie sich die Dynamik einer Amphibiengemeinschaft verschiebt und wie diese Störung die Wirts-Parasit-Beziehung beeinflusst. Ich verwende einen kombinierten Datensatz (Amphibie [Wirt], Milbe [Parasit] und Umweltbedingungen [Habitat]) der über zwei Zeiträumen im Abstand von 15 Jahren (1999-2000 und 2016-2017) an identischen Standorten (vor 45 Jahren abgeholzter Wald und Primärwald) im Taï-Nationalpark (TNP) in der Elfenbeinküste gesammelt wurde, um die Anpassungsfähigkeit von Fröschen und ihren Parasiten an sich ändernde Umgebungen zu untersuchen.
In einem ersten Artikel unterstreiche ich die Bedeutung auch kleiner Waldgebiete als potenzielle Quellen für unbeschriebene Biodiversität. In einem kleinen, nie zuvor untersuchten Sumpfwald in der südöstlichen Elfenbeinküste fand ich eine neue Blattstreufroschart der Gattung Phrynobatrachus. Anhand charakteristischer morphologischer Merkmale, einer beträchtlichen, molekulargenetischen Distanz zu anderen westafrikanischen Phrynobatrachus-Arten, sowie eines individuellen, männlichen Anzeigerufes beschreibe ich Phrynobatrachus tanoeensis sp. nov. als eine für die Wissenschaft neue Art.
Im zweiten Artikel untersuche ich die Widerstandsfähigkeit westafrikanischer Frösche in Wäldern, die vor über 45 Jahren selektiv abgeholzt wurden. Ich vergleiche die Diversität, Abundanz, Zusammensetzung und den Lebensraum von Amphibiengemeinschaften in abgeholzten und Primärwäldern innerhalt zweier Zeiträume (2000 und 2016- 2017). Ich konnte herausarbeiten, dass sich die Struktur des zuvor abgeholzten Waldes im Laufe von 45 Jahren langsam der des Primärwaldes annäherte, wobei die sichtbarsten Veränderungen in den letzten 15 Jahren auftraten. Während ich 30 Jahre nach dem Holzeinschlag zwar keine Unterscheide mehr in der Diversität und Abundanz der Amphibiengemeinschaft zum Primärwald feststellen konnte, beobachtete ich jedoch eine fortschreitende Konvergenz der Zusammensetzung der Amphibiengesellschaften in beiden Waldtypen. In den zuvor abgeholzten Wäldern erholten sich mehrere waldspezialisierte Arten (FS), während die Zahl mehrerer Generalisten (FG) über den 15-jährigen Probenahmezeitraum stetig abnahm. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass 45 Jahre nach der Abholzung der gestörte Lebensraum allmählich die Heterogenität des ungestörten Lebensraums annimmt, der in der in der Lage ist die originale Amphibiengemeinschaft aus Waldspezialisten (FS) zu erhalten.
Im dritten Artikel untersuche ich die Faktoren, die zu einem erhöhten Milbenbefall in den Amphibiengesellschaften des TNP führen. Ich fand heraus, dass die Wirts-Parasit-Beziehung zwischen Milben der Gattung Endotrombicula sehr spezifisch auf Frösche der Gattung Phrynobatrachus zugeschnitten ist, da offensichtlich nur die vier Arten P. phyllophilus, P. alleni, P. villiersi und P. plicatus befallen werden. Ebenso zeigte sich der Milbenbefall abhängig von der Art (höchste Prävalenz bei P. phyllophilus gefolgt von P. alleni), des Geschlechts (höhere Prävalenz bei Männchen als bei Weibchen, sowohl bei P. alleni und P. phyllophilus), des Alters (höhere Prävalenz bei Erwachsenen als bei Jungtieren in P. alleni) sowie der Jahreszeit (höhere Prävalenz während der Regenzeit im Vergleich zur Trockenzeit bei P. phyllophilus). Ich diskutiere diese Ergebnisse mit Bezug auf die Ökologie der Endotrombicula-Milben, die stark von feuchten Bedingungen abhängig sind, sowie die Überschneidung dieser Bedingungen mit denen der Wirtsfroscharten überschneiden. Des Weiteren beobachtete ich, dass die Prävalenz des Milbenbefalls in den letzten 15 Jahren (1999-2000 bis 2016-2017) abgenommen hat. Dieser steht möglicherweise im Zusammenhang mit den lokalen Auswirkungen des Klimawandels, was die in den letzten Jahren deutlich zurückgegangenen Niederschläge erklären würde.
Meine Arbeiten zeigen, dass das Verständnis der Vielfalt westafrikanischer Amphibien noch lange nicht vollständig ist. Es zeigt sich, dass weiterhin Forschungsarbeit geleistet werden muss, um den tatsächlichen Amphibienreichtum besser abschätzen zu können. Darüber hinaus habe ich gezeigt, dass sich Amphibiengemeinschaften in abgeholzten Wälder zurück zum ursprünglicheren Zustand regenerieren können, was die Bedeutung unterstreicht, genutzten Wäldern ausreichend Zeit zu lassen, um sich zu regenerieren. Ob die Milbenprävalenz tatsächlich auf Grund des Klimawandels abnahm, sollte in Zukunft genauer untersucht werden. / Environmental changes due to both natural phenomena and/or human disturbance (i.e. habitat loss, disturbance and fragmentation) are important factors contributing to global species declines. Commercial logging is amongst the greatest contributor to this disturbance resulting in widespread biodiversity declines. In tropical rainforests, particularly those of West Africa, this is particularly troubling as diverse vertebrate assemblages are subject to heavy commercial logging. Previous studies have identified negative impacts of these logging practices on the taxonomic and functional diversity of amphibian communities and species. Furthermore, logging and other environmental changes may affect host-parasite interactions, resulting in exacerbated negative impacts of these pressures and reduced survivability of host species. As such, determining the effects of logging on amphibians, their subsequent recovery following selective logged forest, and the effects of environmental change on host-parasite relationships, will be paramount for informing future conservation action.
In this thesis, I aim to determine how amphibian community dynamics shift over a regeneration gradient following disturbance (logging), and how this disturbance influences amphibian-parasite interactions. I use combined data sets (amphibian, parasite and habitat) from two time periods 15 years apart (1999-2000 and 2016-2017) collected in identical sites (logged forest since 45 years and old growth forest) within Taï National Park (TNP) Ivory Coast, in order to examine the adaptive capacities of frogs and their parasites to changing environments.
In the first paper, I underline the importance of forest, even small, as potential source of undescribed biodiversity. In that small swamp forest, never survey before located in southeastern Ivory Coast, I found a new leaf-litter species of the Phrynobatrachus genus. Based on morphological characteristics, considerable molecular genetic distance to other West African Phrynobatrachus species, as well as advertisement calls, I describe Phrynobatrachus tanoeensis sp. nov. as a species new to science.
In the second paper, I investigate the resilience of West African frogs in forests selectively logged over 45 years ago by comparing data (amphibian diversity, abundance, composition and habitat) from previously logged and old growth forest over two time periods (2000 and 2016-2017). I found that the structure of previously logged forest slowly recovered toward old growth forest states over the course of 45 years, with most visible changes occurring in the last 15 years. I also found no changes in amphibian diversity and abundance in the previously logged forest over time but observed a progressive convergence of amphibian composition in previously logged forests toward that of unlogged forest amphibian communities. In contrast, several forest specialist species (FS) recovered, whilst forest generalist (FG) species declined in the previously logged forest over the 15 years sampling period. These findings suggest that 45 years since logging activities the previously logged forest gradually provides habitat heterogeneity capable of maintaining FS amphibian species and more intact amphibian communities.
In paper 3, I investigate the factors leading to increased mite infestation in the amphibian assemblages of TNP. I found that mites of the Endotrombicula genus seem to be specific to Phrynobatrachus frogs and infested only four leaf-litter species (P. phyllophilus, P. alleni, P. villiersi and P. plicatus). I also found that mite infestation was associated with species (highest prevalence in P. phyllophilus followed by P. alleni), sex (higher prevalence in males than females in P. alleni and P. phyllophilus), age (higher adult prevalence than juveniles in P alleni) as well as season (higher prevalence during the wet compared to the dry season in P. phyllophilus). I discuss these findings with reference to the ecology of Endotrombicula mites which rely heavily on humid conditions, conditions which overlap with the reproductive requirements of the host taxa. Additionally, I observed that the prevalence of mite infestation decreased over the last 15 years (1999-2000 to 2016-2017). This decreased mite infestation over time is potentially linked to local climate change, which exhibited distinctly lower rainfall in recent years.
These studies show that West African amphibian diversity is far to be complete. Thus, more survey work needs to be done in order to have an idea of amphibian richness. Additionally, I showed that to environmental changes in the context of recovery following logging have a positive impact on amphibian. Forest amphibian community recovers in the previously logged forest, which highlight the importance to leave those forest to regenerate. However, although mite prevalence decreased over time, future research of post logging restoration and climate change impact on mite prevalence need be more investigate.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:HUMBOLT/oai:edoc.hu-berlin.de:18452/25506 |
| Date | 27 June 2022 |
| Creators | Kpan, Tokouaho Flora |
| Contributors | Rödel, Mark-Oliver, Fröbisch, Nadia, Müller, Jörg, Rueß, Liliane |
| Publisher | Humboldt-Universität zu Berlin |
| Source Sets | Humboldt University of Berlin |
| Language | English |
| Detected Language | German |
| Type | doctoralThesis, doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Rights | http://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/ |
| Relation | 10.11646/zootaxa.4388.2.5, 10.1016/j.foreco.2021.119489, 10.1111/btp.12649 |
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