Forschungs- und Innovationsprojekt
Untersuchung von Zustand und Genetik bayerischer Rotwildpopulationen (JA19)
Das Rotwild besiedelte ursprünglich die unterschiedlichsten Lebensräume in Bayern: von Offenlandschaften bis hin zu größeren Waldgebieten, vom Flachland bis in die Alpen. Seine heutige Verbreitung in Bayern begrenzt sich auf insgesamt zehn Rotwildgebiete in verschiedenen Teilen Bayerns (z. B. Spessart/Rhön, Fichtelgebirge, Alpenraum). Diese wurden geschaffen, um jeweils sowohl den Lebensraum als auch den Bestand des Rotwildes zu sichern. Die Rotwildgebiete sind Teil der freien Natur, nicht abgezäunt und für Mensch und Tier frei zugänglich. Insgesamt weisen die bayerischen Rotwildgebiete eine Flächengröße von etwa 800.000 Hektar auf.
Der Einfluss durch das praktizierte Management und die Landschaftszerschneidung wird deutschlandweit, aber auch in Bayern, kritisch diskutiert. Befürchtet wird eine genetische Verarmung mit potenziellen Auswirkungen auf die Körperentwicklung und Fitness des Rotwildes.
Im Rahmen dieser Untersuchung wurde der genetische und körperliche Zustand der Rotwildpopulationen in ganz Bayern erfasst. Gerade hinsichtlich der Klima-, der Landschafts- und Landnutzungsveränderungen ist eine ausreichende genetische Diversität auch für die langfristige Anpassungsfähigkeit und Vitalität der Populationen wichtig.
Hintergrund
Rotwild ist in seinen Lebensräumen einer Vielzahl an menschlichen Einflüssen ausgesetzt. Verschiedene Formen der Landnutzung (z.B. Land- und Forstwirtschaft) verändern unter anderem die Habitatqualität und -größe. Wanderbewegungen zwischen den Hauptverbreitungsgebieten werden durch die Landschaftszusammensetzung beeinträchtigt (z.B. größere Straßen oder Siedlungsgebiete) oder auch gefördert (z.B. Grünbrücken). Managementmaßnahmen, wie die in Bayern normativ festgelegten Rotwildgebiete, beeinflussen ebenfalls die Wildbestände und ihren Austausch. Diese vielfältigen Prozesse können sich unter anderem auch auf die genetische Zusammensetzung der Rotwildpopulationen auswirken.
Ziel des Projektes
Aktuelle, flächendeckende populationsgenetische Untersuchungen liegen für das Rotwild in Bayern nicht vor. Um die Situation des Rotwilds in Bayern faktenbasiert und objektiv zu bewerten, sollen die Populationsstruktur, die genetische Diversität und der Isolierungsgrad zwischen Rotwildvorkommen mit einer umfassenden populationsgenetischen Studie untersucht werden. Die Teilziele der genetischen Studie zu den bayerischen Rotwildvorkommen sind: 1) die Erfassung und Darstellung der genetischen Populationsstruktur innerhalb und zwischen den bestehenden Rotwildgebieten, 2) die Ermittlung des genetischen Zustands der Rotwildpopulationen hinsichtlich Diversität und Inzucht, 3) die Ermittlung des körperlichen Zustands (Konstitution und Kondition) der Rotwildpopulationen, 4) die Abschätzung des Isolierungsgrads (genetische Differenzierung und Struktur) zwischen den ermittelten lokalen (Teil)-Populationen und 5) die zusammenfassende Bewertung des Zustands der Rotwildpopulationen sowie Ableitung etwaiger Handlungsempfehlung.
Methoden
Für die populationsgenetischen Untersuchungen konnten aus den 10 Rotwildgebieten Bayerns insgesamt 3.118 auswertbare Proben gewonnen werden. Auch angrenzende rotwildfreie Gebiete wurden mit einbezogen, sofern dort Rotwild erlegt wurde. Den erlegten Tieren wurde dafür eine Stanzprobe aus einem Ohr entnommen. Zusätzlich wurden zu jedem Tier Geschlecht, Alter und Messwerte für Kondition und Konstitution erfasst.
Aus den Gewebeproben wird im Labor (Kooperationspartner Apogene) DNA aufgereinigt und diese mit Mikrosatelliten-Markern – hochvariablen DNA-Abschnitten – untersucht. Mittels dieser genetischen Daten können sodann mit Clusteranalysen Populationsstrukturen abgegrenzt werden. Hierbei ist besonders die Frage relevant, ob die Rotwildgebiete jeweils eigene genetische Einheiten darstellen, ob manche Gebiete sogar mehrere Populationseinheiten enthalten oder aber mehrere Rotwildgebiete zu einer genetischen Einheit zusammengefasst werden können. Für die abgegrenzten Populationseinheiten kann anschließend untersucht werden, wie hoch die genetische Diversität jeweils ist. Außerdem kann überprüft werden, wie stark sich verschiedene Populationseinheiten voneinander unterscheiden. Dies ermöglicht auch Rückschlüsse über den rezenten Genfluss zwischen den Populationseinheiten.
Mittels der erfassten Konditions- und Konstitutionsparameter wird der körperliche Zustand der Rotwildvorkommen in den verschiedenen Gebieten erfasst und verglichen und Zusammenhänge mit der individuellen genetischen Diversität untersucht.
Ergebnisse
Populationsstruktur innerhalb und zwischen Rotwildgebieten
Die ermittelte genetische Struktur folgte weitgehend den Abgrenzungen der Rotwildgebiete (Abbildung 1). In einigen Bereichen konnten jedoch auch Abweichungen festgestellt werden. Die beiden durch das Inntal separierten Teilgebiete des Rotwildgebiets Oberbayern Hochgebirge bilden genetisch zwei unterschiedliche Gruppen. Dagegen unterscheiden sich die Individuen im oberbayerischen Hochgebirge westlich des Inns (Hochgebirge West) genetisch kaum von denen im Rotwildgebiet Schwaben (Allgäu). Auch in der nördlichen Oberpfalz zeigte sich, dass genetische Strukturen und administrative Grenzen nicht immer zusammenfallen: Der nördliche Teil des Rotwildgebiets Oberpfalz Nord und Veldensteiner Forst war genetisch dem Fichtelgebirge zuzuordnen, an das er aber auch direkt angrenzt. Im Rotwildgebiet Spessart/Rhön wurde eine genetische Unterteilung festgestellt, die das Gebiet in einen südwestlichen und einen nordöstlichen Teil aufteilt. Ein Sonderfall ist das Rotwildgebiet Haßberge: Das Gebiet war weder eine eigene genetische Einheit, noch konnte es einem der anderen Gebiete genetisch zugeordnet werden. Das Rotwild in den Haßbergen zeigte dagegen eine Ähnlichkeit mit den Rotwildvorkommen im Frankenwald entlang der Thüringer Grenze. Diese Bereiche bilden einen genetischen Übergang zwischen der Rhön und den Vorkommen an der tschechischen Grenze.

Abb. 1: Darstellung der genetischen Populationsstruktur von Rotwild in Bayern. Die Rotwildgebiete sind schwarz umrandet und mit Nummern gekennzeichnet. Die beprobten Bereiche außerhalb von Rotwildgebieten sind ohne schwarze Umrandung dargestellt. Das Rotwildgebiet Haßberge und die Rotwildvorkommen im Frankenwald sind mit einem Farbübergang dargestellt, da sich für diese Bereiche keine eindeutige Zuordnung ermitteln ließ. Hintergrundkarte: BayernAtlas
Ermittlung des genetischen Zustands der Rotwildpopulationen hinsichtlich Diversität und Inzucht
Kennwerte für die genetische Diversität
Ein wichtiger Parameter für die genetische Diversität ist der Heterozygotiegrad. Dieser kann Werte zwischen 0 und 1 annehmen und gibt wieder, wie viele Individuen für ein Merkmal mischerbig sind, also auf jedem ihrer zwei Chromosomen eine unterschiedliche Variante eines bestimmten Genorts haben. Gemittelt über ein Gebiet oder eine Population gibt der Heterozygotiegrad Auskunft über die genetische Diversität dieser Einheit. Ein weiterer Parameter ist die allelische Vielfalt. Dieser Wert gibt wieder, wie viele unterschiedliche Varianten in einer Population für einen bestimmten Genort gefunden wurden. Um Populationen mit verschiedenen Probenanzahlen vergleichen zu können, wird der Wert für die Stichprobengröße korrigiert. Für beide Parameter gilt: je höher der Wert, desto diverser die Population.
Die genetische Diversität wurde für die jeweiligen Rotwildgebiete (also die aktuellen Managementeinheiten) berechnet, lediglich die Teilgebiete West und Ost des Rotwildgebiets Oberbayern Hochgebirge wurden separat betrachtet. Viele Rotwildgebiete zeigten sowohl für die Heterozygotie als auch für die allelische Vielfalt hohe Werte (Abbildung 2). Besonders genetisch vielfältig waren die Rotwildgebiete Spessart/Rhön und Bayerischer Wald. Ein hoher Allelreichtum fand sich auch in den Rotwildgebieten im Alpenraum. Niedriger fielen die Werte für den Allelreichtum in den Gebieten Oberpfalz Süd und Nord sowie dem Odenwald aus. Bei der Heterozygotie erreichten die Rotwildgebiete in der Oberpfalz aber ähnliche Werte wie die Alpengebiete.
Das Gebiet Oberbayern Isarauen fiel durch besonders niedrige Werte auf: Sowohl bei der allelischen Vielfalt als auch bei der Heterozygotie lagen die Werte signifikant unter denen von fast allen anderen Rotwildgebieten. Die Unterschiede zwischen der allelischen Vielfalt und der Heterozygotie lassen sich möglicherweise durch die Populationsgeschichte erklären: So können aktuell große und gut durchmischte Gebiete wie Oberpfalz Süd und Nord zwar eine hohe Heterozygotie besitzen, Schwankungen der Populationsgröße in der Vergangenheit lassen sich aber noch immer an der allelischen Vielfalt ableiten (z.B. genetischer Flaschenhals).

Abb. 2: Messwerte für die genetische Vielfalt in den bayerischen Rotwildgebieten. Links ist die allelische Vielfalt dargestellt, bezogen auf die kleinste Stichprobe (hier: Haßberge), rechts die Heterozygotie. Je höher der jeweilige Wert, desto höher ist die genetische Diversität. (© LWF)
Ermittlung des körperlichen Zustands (Konstitution und Kondition) der Rotwildpopulationen
Die Daten zur Kondition/Konstitution zeigten erwartbare Unterschiede hinsichtlich Alter und Geschlecht (z. B. längere Unterkiefer und Hinterläufe bei männlichen Individuen; deutliche Unterschiede zwischen den Altersklassen). Zudem gab es in einzelnen Messwerten regionale Unterschiede. Die geringsten Körpergewichte, Unterkieferlängen und Hinterlauflängen fanden sich in der Oberpfalz Nord / Veldensteiner Forst, die höchsten Werte jeweils im Bayerischen Wald. Zusammenhänge zwischen der genetischen Diversität eines Rotwildgebiets und dem körperlichen Zustand wurden nicht festgestellt.
Abschätzung des Isolierungsgrads (genetische Differenzierung und Struktur) zwischen den ermittelten lokalen (Teil-)Populationen
Die Analysen zur genetischen Differenzierung, also zur Größe der genetischen Unterschiede zwischen den Rotwildgebieten, zeigten, dass sich die Gebiete im bayerischen Alpenraum genetisch sehr ähnlich sind. Dies lässt sich durch regelmäßigen genetischen Austausch und eine gemeinsame Populationsgeschichte im Alpenraum erklären. Überraschend war, dass auch der Bayerische Wald den Alpengebieten sehr ähnlich war; er zeigte aber auch Ähnlichkeit mit dem Bereich entlang der tschechischen Grenze und dem geografisch weit entfernten Gebiet Spessart/Rhön. Wenig Ähnlichkeit mit den umliegenden Gebieten zeigten die Rotwildgebiete Oberpfalz Süd und Nord sowie das Fichtelgebirge. Besonders deutlich unterschieden sich jeweils die Isarauen und der Odenwald von allen anderen Gebieten. Dies ist ein Hinweis auf geringen genetischen Austausch und eine dadurch gegenüber anderen Rotwildgebieten weitgehend entkoppelte genetische Entwicklung. Die Analysen zur Differenzierung lieferten daher einen interessanten Einblick in Populationsgeschichte und Vernetzung.
Zusammenfassende Bewertung des Zustands der Rotwildpopulationen sowie Ableitung etwaiger Handlungsempfehlung
Insgesamt sind sieben der zehn bayerischen Rotwildgebiete genetisch gut aufgestellt und umfassen viele große, gut mit Nachbargebieten oder angrenzenden Ländern vernetzte Gebiete mit mittlerer bis hoher genetischer Diversität. Für diese Gebiete besteht kein Handlungsbedarf. Hinsichtlich der genetischen Diversität zeigte lediglich das Rotwildgebiet Isarauen zeigte deutliche Anzeichen einer genetischen Verarmung. Für das sehr kleine Rotwildgebiet Haßberge konnte zwar eine noch ausreichende genetische Diversität festgestellt werden, die aber nur durch den in dieser Untersuchung nachgewiesenen Austausch mit umliegenden Rotwildvorkommen aufrechterhalten werden kann. Nur geringfügig verringerte Werte für die genetische Diversität konnten für das Rotwildgebiet im Odenwald ermittelt werden, auch hier besteht jedoch aufgrund der relativ geringen Größe und des fehlenden genetischen Austauschs das Risiko eines weiteren Rückgangs der genetischen Vielfalt. Für die drei genannten kleineren Rotwildgebiete sind der Erhalt bzw. die Förderung der genetischen Diversität von Bedeutung. Bei der etwaigen Umsetzung von entsprechenden Maßnahmen müssen neben wildbiologischen Aspekte Belange der Land- und Forstwirtschaft berücksichtigt und auch Aspekte der Tiergesundheit (z. B. die Verbreitung und Ausbreitung von Wildkrankheiten und Parasiten) bedacht werden.
Abschlussbericht Rotwildgenetik
3,4 MB
Projektinformationen
Projektleitung: Prof. Dr. Andreas König, Dr. Wibke Peters, Prof. Dr. Gottfried Brem
Projektleitung LWF: Dr. Wibke Peters, Dr. Hendrik Edelhoff
Laufzeit: September 2023 - April 2026
Durchführende Institution: Technische Universität München (TUM; Leadpartner), Bayerische Landesanstalt für Wald und Forstwirtschaft (LWF), Apogene GmbH & Co. KG Biotechnologie
Finanzierung: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft Forsten und Tourismus (StMELF)