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Implementierung des International Plant Sentinel Network (IPSN) im Botanischen Garten der Universität Wien

theoretische Grundlagen, praktische Umsetzung und erste Ergebnisse

Sabine Becker

Art der Arbeit

Masterarbeit

Universität

Universität Wien

Fakultät

Fakultät für Lebenswissenschaften

Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)

Masterstudium Naturschutz und Biodiversitätsmanagement

Betreuer*in

Michael Kiehn

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DOI

10.25365/thesis.48412

URN

urn:nbn:at:at-ubw:1-24578.19291.353673-8

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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)

Abstracts

Abstract

(Deutsch)

Durch die stetige Zunahme des globalen Handels und des Fernreiseverkehrs steigt weltweit der Anteil von invasiven Arten. Diese gefährden heimische Arten, Biotope und Ökosysteme und zählen derzeit zu den 5 Hauptursachen des Verlustes an biologischer Diversität. Als globales Frühwarnsystem vor invasiven Arten wurde 2013 das internationale Netzwerk „International Plant Sentinel Network (IPSN)“ gegründet. Dieses versucht mit einem neuen Ansatz, invasive Arten zu identifizieren, bevor diese außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebietes als Schädlinge an Pflanzen auffallen. Basis des Netzwerkes sind möglichst viele weltweit verteilte Botanische Gärten und Arboreten. In diesen fungieren alle nicht-heimischen Pflanzen als sogenannte „Sentinels“, also Wächter, für den Befall durch heimische Arten. Bei massiver Schädigung einer Pflanze aus einem anderen Land durch eine heimische Tierart, Bakterienart, einem Virus oder Pilz, kann das Land, aus dem die geschädigte Pflanze stammt, kontaktiert und vor dem Schadorganismus gewarnt werden bzw. diese Information über ein Netzwerk wie das IPSN weitergegeben werden. Das Ziel dieser Arbeit bestand in der Implementierung des IPSN in den Botanischen Garten der Universität Wien. Dabei sollte neben den theoretischen Hintergründen über die praktischen Anwendungen und über erste Ergebnisse in der Zusammenarbeit des Botanischen Gartens der Universität Wien mit dem Netzwerk berichtet werden. Die praktischen Anwendungen bestanden im Testen von zwei Hilfsmitteln, welche den Mitgliedsgärten vom IPSN zur Verfügung gestellt werden: Zum einen ein Fragebogen zur professionellen Erhebung von Schädlingen und Krankheiten auf Pflanzen. Und zum anderen ein mobiles Felduntersuchungsgerät (Genie© II der Firma OptiGene), mit dem bestimmte invasive Schadorganismen mittels DNA-Schnelltest identifiziert werden können. Der Test der Materialien begann mit dem Fragebogen. In einem Monitoring 2014 und einem 2015 wurde dieser für jeweils 15 Monitorpflanzen ausgefüllt. Das Feedback der meisten Mitgliedsgärten 2014 an das Netzwerk ergab, dass der Fragebogen zu schwer auszufüllen war. Er wurde daher vom IPSN für das Monitoring 2015 etwas verändert, was jedoch keine wirkliche Erleichterung erbrachte. Alternativ wurde in dieser Arbeit ein Vorschlag für einen leichter auszufüllenden Fragebogen erarbeitet. Die Fragebogen-Aktion an sich wurde als sehr positiv bewertet, da sie zu einer Beschäftigung mit dem Thema invasive Arten führt, Interesse weckt und Wissen erweitert. Zusätzlich zur Bitte des Netzwerkes, Schaden und Schädlinge auf den Monitorpflanzen zu dokumentieren, wurden in dieser Arbeit auch alle Nützlinge mit aufgenommen, um zu ermitteln, was für Tiere sich überhaupt auf den Monitorpflanzen befinden. Die Dokumentation der aufgefundenen Fauna bestand im ersten Jahr in einer reinen Fotodokumentation, mit dem möglichen Ziel, die Fotos als Grundlage für eine vergleichende Schädlings-Datenbank zu verwenden. Es stellte sich jedoch heraus, dass Fotos oft für eine sichere Identifizierung nicht ausreichen, so dass beim zweiten Monitoring zusätzlich physische Belege gesammelt wurden. Weiterhin wurde der Einsatz von professionellen Fallen in Form von zwei Luft-Eklektoren getestet. An invasiven Arten fand sich die bekannte Rosskastanienminiermotte Cameraria ohridella sowie einige scheinbar harmlose Einzelexemplare von Evertebraten, welche sich später ebenfalls als bekannte invasive Arten herausstellten: Die Japanische Zwergzikade Orientus ishidae, die Deckelschildlaus Chionaspis pinifoliae und vermutlich ein Exemplar des Asiatischen Marienkäfers Harmonia axyridis. Da es dem IPSN jedoch um bislang unbekannte invasive Arten geht, waren diese Ergebnisse für das Netzwerk nur von geringer Bedeutung. Eine oder mehrere bislang unbekannte invasive Arten wurden während der Monitorings nicht gefunden. Als schwierig erwies sich die Identifizierung der aufgefundenen Organismen. Bislang fehlt es an einem Experten-Netzwerk, an welches Fotos oder Funde gesendet werden können. Ein solches Experten-Netzwerk zu generieren sollte in Zukunft eine der Aufgaben des Netzwerkes sein. Zum Testen der Handhabbarkeit des Genie© II – Gerätes wurden 2015 sechs Pflanzen aus dem Botanischen Garten auf folgende invasive Schadpilze getestet: Phytophthora kernoviae, Phytophthora ramorum und Chalara fraxinea. Die Bedienung des Gerätes war leicht erlernbar, jedoch ergaben sich in den praktischen Analysen diverse Probleme. Die Ursachen dieser Probleme wurden zusammen mit Verbesserungsvorschlägen aufgeführt. Ein Nachweis auf die getesteten Schadorganismen konnte nicht erbracht werden, jedoch waren die Ergebnisse aufgrund der aufgetretenen Probleme nicht sicher. Zusammenfassend stellte sich das noch junge Netzwerk in der Theorie als sehr gut heraus. In der Praxis bedarf es jedoch beim IPSN noch einiger Verbesserungen, um den Botanischen Garten der Universität Wien sowie die übrigen Mitgliedsgärten optimal bei der Suche nach neuen invasiven Arten unterstützen zu können.

Abstract

(Englisch)

Increasing globalisation of trade and long distance tourist travel has led to a rise of invasive species. These foreign organisms endanger native species, habitats and ecosystems. The introduction of invasive species is considered to be one of the five main causes for the loss of biodiversity. In 2013, the International Plant Sentinel Network (IPSN) was founded to serve as an early warning system to recognise new and emerging plant pests and pathogens. Various globally distributed botanic gardens and arboreta constitute the IPSN, allowing all non-native plants to be monitored for damage by native pests and diseases. Although native to their current location, the pests and diseases are non-native in the foreign plant`s country of origin and could become invasive species there. In this way, all foreign plants act as so-called “sentinels” for the attack of species, that are native to their current location. Information about new identified pests and pathogens accordingly is passed on to the network, which informs the relevant National Plant Protecting Organisations. The aim of this thesis is the implementation of the IPSN in the Botanical Garden of the University of Vienna. It includes the theoretical background and a report about the practical applications and first results of the cooperation between the Botanical Garden of the University of Vienna and the network. The practical applications consisted of testing two means of information gathering /data acquisition, provided by the IPSN to support the participating member gardens: a) a specifically designed questionnaire to document pests and diseases on plants b) a hand-held examination device (Genie© II, OptiGene) for the identification of specific invasive organisms by DNA flash test. In Vienna, the questionnaire was filled in for 15 plants during two monitoring periods, in 2014 and in 2015. Feedback to the network of all member gardens in 2014 showed that the majority found the questionnaire very difficult to fill in. Although the IPSN changed the questionnaire in 2015 in order to make it easier to fill in, there was no significant improvement in the outcome. Therefore, the current work proposes a simplified questionnaire. In addition to the network’s request to monitor pests and damage to plants, harmless invertebrates were also documented to catalogue the species actually inhabiting the monitor-plants. In the first year documentation of the animals detected exclusively consisted of photographs with the aim to use these photos for a pest data bank. However, as the images were often insufficient for the precise identification of both the invasive and non-invasive species, the specimens themselves were also collected and preserved in alcohol during the second monitoring. Furthermore two professional traps (“air-eclectors”) were tested. During the monitoring, the well-known invasive species horse chestnut leaf-miner Cameraria ohridella was identified. In addition, three single finds of invertebrates initially thought to be harmless turned out to represent the following already known invasive species: The Japanese leafhopper Orientus ishidae, the pine needle scale insect Chionaspis pinifoliae and one tentatively identified specimen of the Asian ladybeetle Harmonia axyridis. As the IPSN aims to find new invasive species, these results were irrelevant for the network. The identification of the detected organisms proved difficult, because there is a lack of experts to whom photos or findings could be sent. Therefore, one of the aims of the IPSN should be to generate an expert network in future. To test the usability of the Genie© II, six plants from the botanical garden were tested in 2015 for the following invasive fungi: Phytophthora kernoviae, Phytophthora ramorum and Chalara fraxinea. Although the device was easy to operate, many problems appeared in the practical analysis. The reasons for the problems are shown together with suggestions for improvement. There was no evidence for the tested organisms, but the results were inconclusive because of the above mentioned problems. In summary, the still young network is very good in theory but in practice there is still some optimising required to enable the Botanical Garden of the University of Vienna to contribute to a better identification of novel invasive species.

Autor*innen

Sabine Becker

Haupttitel (Deutsch)

Implementierung des International Plant Sentinel Network (IPSN) im Botanischen Garten der Universität Wien

Hauptuntertitel (Deutsch)

theoretische Grundlagen, praktische Umsetzung und erste Ergebnisse

Publikationsjahr

2017

Umfangsangabe

316 Seiten : Illustrationen, Diagramme

Sprache

Deutsch

Beurteiler*in

Michael Kiehn

Klassifikation

42 Biologie > 42.45 Botanische Gärten, Herbarien

AC Nummer

AC13797902

Utheses ID

42772

Studienkennzahl

UA | 066 | 879 | |

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