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Exploring groundwater habitats in Vienna
insights into the biodiversity of urban crustacean stygofauna, environmental drivers, and community dynamics - amphipods in focus
Charel Nilles
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Lebenswissenschaften
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Naturschutz und Biodiversitätsmanagement
Betreuer*in
Christian Griebler
DOI
10.25365/thesis.78620
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-12019.18737.499886-1
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Diese Studie untersucht die Vielfalt und die ökologischen Muster von Grundwasserkrebsen in Wien, mit einem Schwerpunkt auf Flohkrebse, um unser Verständnis von Grundwasserökosystemen, insbesondere in städtischen Umgebungen, zu verbessern. Insgesamt wurden 47 Grundwasserkrebs-Taxa identifiziert, die eine außergewöhnliche Vielfalt in diesem städtischen Umfeld unterstreichen, darunter sieben Amphipodenarten, die im Allgemeinen mit etablierten biogeografischen Verteilungsmustern übereinstimmen. Die meisten dieser Taxa wurden jedoch zum ersten Mal in Wien nachgewiesen, was erhebliche Lücken in unserem Wissen aufzeigt. Molekulare Techniken, insbesondere die Sequenzierung der Cytochrom-c-Oxidase-Untereinheit I (COI), wurden eingesetzt, um die Artidentitäten der Amphipoden zu klären, wodurch drei morphologische Bestimmungen korrigiert werden konnten und möglicherweise ein noch nicht beschriebenes Taxon (Niphargus aff. aquilex) entdeckt wurde. Die Studie untersuchte außerdem Umweltfaktoren, die das Vorhandensein bzw. Fehlen von Grundwasserkrebstieren beeinflussen, und identifizierte mehrere signifikante Parameter. Die wichtigsten davon waren die Konzentration des gelösten Sauerstoffs (DO) und damit verbundene Parameter, sowie mikrobiologisch-ökologische Faktoren wie gelöster organischer Kohlenstoff (DOC), mikrobielle Aktivität (intrazelluläres ATP) und die Gesamtanzahl prokaryotischer Zellen (TCC). Temperatur spielte ebenfalls eine wichtige Rolle, insbesondere in der Verteilung der Amphipoden, zusammen mit ihrer Präferenz für Aquifertypen mit größeren Porenräumen. Die Ostrakoden wichen jedoch deutlich von diesen Mustern ab, was auf die Notwendigkeit weiterer Untersuchungen zu ihren ökologischen Präferenzen und physiologischen Anpassungen hinweist. Ökologische Analysen der artspezifischen Umweltbeziehungen unter den Amphipoden ergaben nur minimale Unterschiede, was darauf hindeutet, dass generelle Schutzmaßnahmen mehrere Arten gleichzeitig wirksam schützen könnten. Besonders seltene Arten wie Bogidiella albertimagni oder Niphargus aff. aquilex bedürfen jedoch weiterer Untersuchungen. Während die Saisonalität keine Auswirkungen auf die Gemeinschaftszusammensetzungen hatte, waren Aquifertyp, DO-Konzentration und der Einfluss von Oberflächenwasser signifikante Determinanten, die Unterschiede in der Gemeinschaftsstruktur erklärten. Dennoch konnte nur ein kleiner Teil der Variation erklärt werden, was die ökologische Komplexität von Grundwassergemeinschaften unterstreicht. Die Gesamtheterogenität der Gemeinschaften im Datensatz war relativ gering, was zusammen mit der minimalen Differenzierung der Amphipodenarten nochmal darauf schließen lässt, dass allgemeine Schutzstrategien für die meisten Taxa anwendbar sein könnten. Diese Studie unterstreicht die Bedeutung molekularer Methoden für taxonomische Klärungen, den Einfluss von Umweltparametern auf Grundwasserkrebstiere und die Notwendigkeit fortlaufender Forschung. Die Ergebnisse bieten eine solide Grundlage für zukünftige Schutzbemühungen und betonen die Notwendigkeit eines sauerstoffreichen, oligotrophen Grundwassers, das frei von Verunreinigungen und übermäßiger Erwärmung ist. Die Studie spricht sich auch für gezielte Probenahmen aus, um die Datenbasis für seltene Taxa zu verbessern, und fordert interdisziplinäre Forschung, die molekulare, ökologische und hydrologische Perspektiven vereint, um das Wissen über Grundwasserökosysteme und deren Schutz zu verbessern.
Abstract
(Englisch)
This study investigates the diversity and ecological patterns of groundwater crustaceans in Vienna, with a focus on amphipods, to enhance our understanding of urban groundwater ecosystems. A total of 47 groundwater crustacean taxa were identified, highlighting an exceptional diversity in this urban setting, including seven amphipod species that generally align with established biogeographic distribution patterns. The majority of these taxa, however, were recorded for the first time in Vienna, underscoring significant gaps in our knowledge. Molecular techniques, particularly cytochrome c oxidase subunit I (COI) sequencing, were employed to clarify the species identities of amphipods, correcting three morphological identifications and potentially discovering an undescribed taxon (Niphargus aff. aquilex). The study also examined environmental factors influencing the presence and absence of groundwater crustaceans, identifying several significant parameters. The most important of these were the concentration of dissolved oxygen (DO) and related parameters, as well as microbiological-ecological factors such as dissolved organic carbon (DOC), microbial activity (intracellular ATP), and total prokaryotic cell counts (TCC). Temperature also played a key role especially in amphipod distribution, alongside their preference for aquifers with larger pore spaces. However, ostracods deviated significantly from these patterns, highlighting the need for further investigation into their ecological preferences and physiological adaptations. Ecological analyses of species-specific environmental associations among amphipods suggested minimal differentiation, implying that broad conservation measures could protect multiple species simultaneously. However, especially rare species, such as Bogidiella albertimagni or Niphargus aff. aquilex, require further investigation. While season had no impact on community composition, aquifer type, DO concentration, and surface water influence were significant determinants explaining differences in community structure. Nevertheless, only a small portion of the variation could be explained, underscoring the ecological complexity of environmental conditions in the shallow subsurface of Vienna as well as its invertebrate communities. The overall heterogeneity of the communities in the dataset was relatively low, which, together with the minimal differentiation among amphipod species, further indicates that general conservation strategies could be applicable to most taxa. This study underscores the importance of molecular methods for taxonomic clarification, the influence of environmental parameters on groundwater crustaceans, and the necessity for ongoing research. The findings provide a solid foundation for future conservation efforts, emphasizing the need for oxygen-rich, oligotrophic groundwater that is free from contamination and excessive warming. The study also advocates for targeted sampling to improve datasets for rare taxa and calls for interdisciplinary research that integrates molecular, ecological, and hydrological perspectives to advance groundwater ecosystem knowledge and conservation.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Grundwasserfauna Flohkrebse Grundwasserkrebse Artenvielfalt Grundwasserökologie Stadtökologie Wien Stygofauna Umweltfaktoren Gemeinschaften Amphipoda Crustacea Invertebraten Naturschutz Artenschutz urbane Lebensräume Österreich Grundwasser Umweltstressoren Standortfaktoren anthropogene Einflüsse Arteninventar COI-Sequenzierung Limnologie Gewässer Biodiversität Biologie Nischendifferenzierung
Schlagwörter
(Englisch)
Groundwater fauna Amphipods Groundwater crustaceans Species diversity Groundwater ecology Urban ecology Vienna Stygofauna Environmental factors Communities Crustacea Invertebrates Nature conservation Species conservation Urban habitats Austria Site factors Anthropogenic impacts Species inventory COI sequencing Limnology Water bodies Biodiversity Biology Niche differentiation
Autor*innen
Charel Nilles
Haupttitel (Englisch)
Exploring groundwater habitats in Vienna
Hauptuntertitel (Englisch)
insights into the biodiversity of urban crustacean stygofauna, environmental drivers, and community dynamics - amphipods in focus
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
VI, 165 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Christian Griebler
AC Nummer
AC17563879
Utheses ID
76155
Studienkennzahl
UA | 066 | 879 | |