Genetische Struktur der Gams im bayerischen Alpenraum

Als charakteristische Bergbewohner besiedeln Gämsen auch im bayerischen Alpenraum eine Vielzahl von Lebensräumen – von Felsregionen und alpinen Matten bis zum Bergwald. Die bayerischen Alpen weisen dabei überwiegend eine hohe Naturnähe auf. Dennoch sind auch die Wildtiere der alpinen Regionen, wie die Gams, verschiedensten anthropogenen Einflüssen ausgesetzt: Der Klimawandel, die zunehmende touristische Nutzung des Alpenraums sowie die Land- und Forstwirtschaft oder die Jagd beeinflussen ihre Lebensräume. Über die Auswirkungen dieser Faktoren auf die Populationsgenetik der bayerischen Gamsvorkommen lagen bisher kaum Daten vor.

Eine fundierte Datengrundlage zum Zustand der Populationen ist für das Management und den Schutz von Arten von entscheidender Bedeutung. Die LWF führt seit mehreren Jahren verschiedene Projekte zur Gams im bayerischen Alpenraum durch. Im Fokus standen bisher zwei Untersuchungsgebiete im Chiemgau und im Karwendel, in denen die LWF beispielsweise die Populationsgrößen mittels genetischer Methoden aus Losungsfunden ermittelte oder das Raum-Zeit-Verhalten der Gämsen mit Telemetrie untersuchte.

Für die genetischen Analysen entnahmen Jagdausübende Gewebeproben von erlegten Tieren – vereinzelt auch von Fallwild – aus dem gesamten bayerischen Alpenraum und angrenzenden Gebieten in Österreich. Für jede Probe wurde die genaue Verortung erhoben, da nur dies eine Auswertung räumlicher Populationsstrukturen und eine Verschneidung mit Landschaftsdaten ermöglicht. Außerdem lieferten die Erleger mit Angaben zu Alter, Geschlecht, Gewicht und zur Länge des Jährlingsschlauchs – des oberen Teils des Horns der Gämsen, der nach dem ersten Lebensjahr unverändert bleibt – weitere wichtige Informationen zur Kondition und Konstitution der Tiere.

Aus den Gewebeproben wurde im Labor zunächst DNA extrahiert. Für die genetische Untersuchung wurden sogenannte Mikrosatelliten-Marker verwendet, also kurze, besonders variable DNA-Abschnitte. Aus 16 dieser Mikrosatelliten-Marker entstand für jedes Individuum ein eigenes genetisches Profil. Insgesamt wurden für 2.873 Gämsen solche genetischen Profile erhoben. Mit dieser umfangreichen Stichprobengröße lassen sich fundierte Aussagen über die Populationsstruktur der Gams, aber auch zur genetischen Diversität und zum genetischen Austausch zwischen verschiedenen Regionen im bayerischen Alpenraum treffen.

Im ersten Auswertungsschritt stand die Frage der Populationsstruktur im Mittelpunkt: Gibt es so etwas wie “DIE bayerische Gams”? oder lassen sich die bayerischen Gamsvorkommen in mehrere Populationen einteilen, die beim Monitoring und Management gezielt berücksichtigt werden sollten?

In der Regel entstehen abgegrenzte Populationen dann, wenn der genetische Austausch (Genfluss) zwischen Individuen verringert ist. Der Genfluss wird einerseits durch die Landschaft, andererseits durch die Ausbreitungsfähigkeit der Arten beeinflusst. Für Unterbrechungen des Genflusses sind häufig Barrieren zwischen Habitaten ursächlich – beispielsweise Flüsse oder Täler, aber auch an­thropogene Strukturen wie Straßen oder Siedlungen. Je länger die Trennung besteht und je stärker diese ausgeprägt ist, desto stärker unterscheiden sich die Populationen genetisch voneinander. Bestehen keine Barrieren zwischen geeigneten Habitaten, sind genetische Unterschiede zwischen Individuen meist auf die geographische Distanz zurückzuführen – denn die Entfernung zwischen zwei Individuen bestimmt, wie wahrscheinlich diese als Paarungspartner in Frage kommen.

Mit Hilfe der genetischen Informationen lässt sich untersuchen, wie ähnlich sich die erfassten Individuen sind: Je näher die Tiere miteinander verwandt sind, desto mehr Marker stimmen in ihren Aus­prägungen überein. Hieraus können sowohl nahe Verwandtschaftsverhältnisse als auch großräumige Populationsstrukturen ermittelt werden. Ob und wie sich die Gamsvorkommen in Bayern in mehrere Populationen oder Untereinheiten einteilen lassen, wurde anhand sogenannter Zuweisungstests untersucht. Diese Tests schätzen mittels Bayesscher Statistik die wahrscheinlichste Anzahl an Gruppen (sogenannte “Cluster”), in die sich die Individuen auf Basis der Gendaten aufgliedern lassen. Dabei werden möglichst homogene Gruppen mit genetisch ähnlichen Individuen gebildet. Für die bayerischen Gamsvorkommen wurden zwei für die Populationsabgrenzung gängige Programme (STRUCTURE und Geneland) verwendet, die sich hinsichtlich ihres methodischen Ansatzes unterscheiden. Die gefundenen Cluster wurden anhand der Verortung der einzelnen Proben auf eine Karte projiziert, um die räumliche Verteilung der ermittelten Gruppen darzustellen. Für diese Gruppen wurde zusätzlich die Differenzierung berechnet, also die Stärke der genetischen Unterschiede zwischen den verschiedenen genetischen Gruppen.

Die Analyse der Populationsstruktur ergab eine deutliche Trennung der Gamsvorkommen westlich und östlich des Inntals (Abbildung 4) – offensichtlich stellt das Inntal eine für die Gams nur schwer überwindbare Barriere dar, wofür mehrere Faktoren maßgeblich sein können: der breite Inn, die überwiegend gezäunte Autobahn 93, die Bahntrasse und die Siedlungsbereiche im Inntal. Die beiden ermittelten Gamspopulationen sind zwar klar genetisch unterscheidbar, aber noch nicht zu stark differenziert – sie sind sich also genetisch immer noch ähnlich. Bemerkenswert ist, dass Individuen, die genetisch eindeutig der Population westlich des Inntals zuzuordnen waren, auch östlich des Inns erlegt wurden. Dies deutet darauf hin, dass vereinzelt abwandernde Individuen das Inntal durchqueren oder es zumindest in angrenzenden österreichischen Gebieten zur Vermischung der Vorkommen kommt. Innerhalb der zwei großen Cluster waren die genetischen Strukturen weniger ausgeprägt und die Populationsstruktur war eher durch die geographische Distanz bestimmt und nicht durch Barrieren.

Die Beobachtung, dass größere Talräume eine deutliche, jedoch nicht unüberwindbare Barriere für die Gämsen darstellen, deckt sich auch mit den Ergebnissen einer aktuellen Studie über die postglaziale Verbreitung der Gams im gesamten Alpenraum. Kleinere Talräume, Flüsse oder Straßen stellen für Gämsen somit nur geringe Ausbreitungshindernisse im Sinne populationsgene­tischer Strukturen dar. Auch vertiefende landschaftsgenetische Analysen, die den populationsgenetischen Daten Landschaftsdaten gegenüberstellen, konnten für weite Teile des bayerischen Alpenraums eine gute Konnektivität, also gute Voraussetzungen für genetischen Austausch, zeigen. Für die bayerischen Gamsvorkommen ein gutes Zeichen: regelmäßiger genetischer Austausch ist ein wichtiger Faktor für den Erhalt der genetischen Vielfalt.