DNA-Barcoding Der Schmetterlinge (Lepidoptera) Vorarlbergs (Österreich) - Erkenntnisse Und Rückschlüsse»

Huemer, P. & Hebert, P.D.N. (2015): «DNA-Barcoding der Schmetterlinge (Lepidoptera) Vorarlbergs (Österreich) - Erkenntnisse und Rückschlüsse». inatura – Forschung online, Nr. 15: 36 S.

DNA-Barcoding der Schmetterlinge (Lepidoptera) Nr. 15 - 2015 Vorarlbergs (Österreich) - Erkenntnisse und Rückschlüsse Peter Huemer1 & Paul D. N. Hebert2

1 Dr. Peter Huemer, Naturwissenschaftliche Sammlungen, Tiroler Landesmuseen Betriebsges.m.b.H., Feldstr. 11a, A-6020 Innsbruck. E-Mail: [email protected] 2 Prof. Dr. Paul D. N. Hebert, Biodiversity Institute of Ontario, University of Guelph, Guelph, ON, N1G 2W1, Canada.

Zusammenfassung Die vorliegende Studie präsentiert eine Barcode-Bibliothek von 1489 Schmetterlingsarten aus Vorarlberg (Österreich), basierend auf 1896 barcodekonformen genetischen Signalsequenzen des mitochondrialen COI Gens (Barcodefragment 5´, 658 Basen paare). Die Arten unterscheiden sich vom jeweils nächsten Nachbarn innerhalb der Stichprobe um durchschnittlich 6,75%. Eine erfolgreiche, genetisch und morphologisch übereinstimmende Identifikation konnte über Vergleich mit bereits existenten Bar- codes in der BOLD Datenbank und unter der über diese Datenbank ermittelten Barcode Index Nummern (BIN) für 98,7% des sequenzierten Artenbestandes (1477 spp.) ermittelt werden. Wenige Fälle von identen oder überlappenden Barcodes beziehen sich auf phylogenetisch sehr nahestehende oder auf taxonomisch kritische Artenkomplexe. Umgekehrt deuten einzelne, beispiel- haft diskutierte tiefe intraspezifische Splits im Barcode auf mögliche kryptische Diversität, Introgression oder phylogeographische Muster. Schließlich wird der Beitrag von DNA-Barcoding zur Faunistik anhand von 36 Landesneufunden, darunter Ectoedemia heckfordi und Metalampra italica als Erstnachweise für Österreich, dokumentiert.

Abstract clear by the recognition of 36 new spe- sind viele Tiergruppen, darunter die cies for Vorarlberg, a total that inclu- artenreichsten Insektenordnungen This study presents a DNA barcode lib- ded two new records for Austria (Ecto- wie Zweiflügler (Diptera) und Haut- rary for 1489 Lepidoptera species from edemia heckfordi, Metalampra italica). flügler (Hymenoptera) nur rudimen- Vorarlberg (Austria) based on 1896 tär erfasst worden. Es fehlt vor allem barcode compliant sequences from an Expertenwissen, um diese Vielfalt the mitochondrial COI gene. Species 1 Einleitung - Zielsetzung überhaupt bestimmen zu können. Die show an average of 6.75% divergence eindeutige Determination von Arten from their Nearest Neighbor. Thee In Zeiten eines durch Geschwindig- ist aber eine Grundvoraussetzung für was concordance between identifica- keit und Ausmaß bisher ungeahnten, alle mit Naturthemen Befassten und tions based on morphology and those überwiegend anthropogen verur- zählt zu den Kernaufgaben naturrele- based on DNA barcodes and barcode sachten globalen Artensterbens ist die vanter Fragestellungen, eine Aufgabe index numbers (BIN) in the BOLD data Erfassung der minimal geschätzten 8 die durch den bedrohlichen Mangel base for 1477 (98.7%) of the species. Millionen Tierarten eine der vordring- an Spezialisten zunehmend in Frage The few cases of barcode sharing or lichsten Aufgaben der taxonomisch gestellt wird. Selbst routinemäßige Be- overlap involved very closely related tätigen Forschergemeinschaft. Ange- stimmungsarbeiten sind vielfach nur related or taxonomically uncertain sichts von bisher über einen Zeitraum von wenigen Experten durchführbar, species complexes. Conversely, cases von gut 250 Jahren lediglich etwa 1,7 deren Kapazitäten somit oft ineffizient of deep intraspecific barcode diver- Millionen beschriebenen Arten eine eingesetzt werden müssen und in an- gence may reflect cryptic diversity, Herkulesaufgabe, vor allem in den deren wichtigen Forschungsbereichen introgression or phylogeographic va- besonders artenreichen tropischen fehlen. Initiativen für eine standardi- riants. Finally, the value of DNA bar- Regionen. Aber auch in relativ gut sierte Erfassung von Lebewesen sind coding for faunistic studies was made untersuchten Ländern Mitteleuropas daher eine wesentliche Möglichkeit,

Eingegangen: 09.01.2015; Publiziert: 27.01.2015 1 zukünftige Bestimmungen verein- schaft zur Verfügung. Die Vorteile des inatura sowie weiterer öffentlicher facht und mit hohem Zuverlässigkeits- DNA-Barcodings liegen auf der Hand und privater Sammlungen wurde grad durchführen zu können. In den und sind weitreichend. So kann z. B. hingegen auf Grund des Risikos de- letzten Jahren haben sich genetische der Land- oder Forstwirt künftig rasch gradierter DNA, insbesondere durch Methoden als eine bedeutende Alter- eine schädliche Larve bestimmen las- Feuchtigkeitseinwirkung (Aufweichen native bzw. Ergänzung zur klassischen sen, der Lebensmitteltechniker die zu Präparationszwecken u.ä.) verur- morphologischen Determinationsar- Zusammensetzung von fragwürdigen sacht, nur für eine limitierte Zahl von beit herauskristallisiert. In umfangrei- Fleisch- oder Fischprodukten ana- eher selten nachgewiesenen Arten chen Voruntersuchungen erwiesen lysieren oder der Naturschützer das verwendet. Ziel der Felderhebungen sich insbesondere kurze genetische Vorkommen einer geschützten, aber war die Aufsammlung zumindest Sequenzen einer standardisierten Re- schwer erkennbaren Art belegen, eines sequenziertauglichen Beleg gion des mitochondrialen COI-Genes und das a priori ohne über das sonst exemplares im Hinblick auf eine (Cytochrom C-Oxidase), dem soge- nötige Expertenwissen zu verfügen. möglichst umfassende Abdeckung nannten DANN Barcode, als hervorra- Aber auch die Artenexperten selber des Artenspektrums. Zu diesem gend geeignet für die Unterscheidung profitieren. So wird beispielsweise die Zweck wurden punktuell über das der bekannten Tierarten (Hebert et al. korrekte Zuordnung von unterschied- gesamte Land verstreute repräsenta- 2003a, 2003b, 2009). Die Abfolge der lichen Entwicklungsstadien und Ge- tive Lebensraumtypen beprobt. Die Basenpaare wird dabei ähnlich wie schlechtern zu einer bestimmten Art Proben verteilen sich auf 217 ver- bei einem Strichcode auf Produktver ebenso ermöglicht wie das Aufspüren schiedene Fundorte. Ein besonderer packungen als Kennzeichen für eine bisher unbekannter kryptischer Arten. Schwerpunkt der Erhebungen lag auf Art verwendet (Steinke & Brede 2006) Gerade für Artneubeschreibungen Grund der hohen Artenzahlen primär und weist typischerweise gegenüber sind genetische Sequenzen daher ein auf der Erfassung nachtaktiver Arten allen anderen Arten Unterschiede auf. zunehmend wichtiger Standard. Dar- mittels Kunstlichteinrichtungen, wäh- Die intraspezifische (innerartliche) über hinaus dienen sie aber auch der rend tagaktive Taxa insbesondere mit Variationsbreite des Barcodes sollte unabhängigen Qualitätssicherung bei Kescher aufgesammelt wurden. somit deutlich geringer sein als die faunistischen Studien sowie der Kon- Um den Erfordernissen späterer mo- interspezifische (zwischenartliche)trolle möglicher klimatisch oder an- lekularer Untersuchungen gerecht zu Distanz, die Barcode-Lücke (barcode thropogen bedingter Veränderungen werden, wurden die Proben umge- gap). Diese Grundvoraussetzung für des Artenbestandes wie z.B. der Ein- hend genadelt und getrocknet und erfolgreiches Barcoding gilt für eine führung oder Invasion von Neobiota. nur in Ausnahmefällen auch klassisch erheblichen Teil der eukaryotischen Das hier beschriebene Forschungspro- präpariert. Die Artbestimmungen er- Organismen. Über die somit meistens jekt ist als ein Teil der globalen Bestre- folgten zuerst provisorisch während arttypischen genetischen Signalse- bungen zur Erstellung einer umfassen- der Felderhebungen bzw. im Labor. quenzen können Arten einfacher den genetischen Datenbank zu sehen. Um eine möglichst zeitsparende bestimmt werden und das reprodu- Hauptzielsetzung war und ist daher Bearbeitung zu gewährleisten, basier- zierbar, zuverlässig, kostengünstig die Ermittlung von DNA-Barcodes ei- ten diese Determinationen ausschließ- und weitgehend unabhängig von nes möglichst großen Artenbestandes lich auf phänotypischen Kriterien. Taxonomen. Grundvoraussetzung ist von Schmetterlingen Vorarlbergs als Kritische Taxa wurden daher vielfach jedoch der Aufbau einer genetischen zukünftige Datengrundlage zur ein- nur auf Gattungsniveau vorbestimmt Bibliothek verlässlich bestimmter deutigen Artwiedererkennung sowie und erst nach genetischer Zuordnung Proben möglichst vieler Arten als Re- zur Bewertung der genetischen Viel- mittels bereits vorhandener europäi- ferenz für zukünftige Bestimmungen. falt der Landesfauna im internationa- scher Barcode-Bibliotheken auch mor- Regionale, nationale und internati- len Kontext. phologisch auf Artniveau determiniert onale Bestrebungen zur Erreichung und in zweifelhaften Fällen auch geni- dieses Ziels werden insbesondere im talmorphologisch geprüft. Für alle Taxa Rahmen der Forschungsinitiative iBOL 2 Material und Methodik liegen somit morphologische und ge- (International Barcode of Life), initiiert netische Determinationsgrundlagen und organisiert von der Universität 2.1 Probenauswahl und Behandlung vor. Guelph in Kanada, gebündelt. Hier ste- Die genetischen Untersuchungen ba- Weitere Arbeitsschritte umfassten hen inzwischen über die öffentliche sieren überwiegend auf im Rahmen die Georeferenzierung und damit Datenbank BOLD (Barcode of Life Data des Forschungsprojektes aufge- einhergehend die Etikettierung Systems) (Ratnasingham & Hebert 2007) sammelten rezenten Proben von und Digitalisierung der Proben im mehr als 3,6 Mio. Barcodes von ca. Schmetterlingen. Bereits existieren- Programm Biooffice. Insgesamt wur- 450.000 Arten der Forschungsgemein- des älteres Sammlungsmaterial der den 2086 Proben von 1559 Arten nach inatura – Forschung online 15 (2015) 2 diesen Vorgaben für die DNA-Analysen zifische Daten inkl. geographi- konnte eine Sequenz des für vorbereitet. scher Parameter, Sammlungsdaten, Barcoding relevanten Abschnittes Schließlich wurden Gewebeproben Aufbewahrungsort und Belegfoto in des mtDNA COI-Gens ermittelt wer- (Bein- oder Teil eines Beines) einer eigenen «specimen page» ver- den, die für 1772 Individuen (84,9%) von jeweils 95 Individuen auf waltet werden (Abb. 1), die damit ver- einen vollständigen Barcode von 658 Standardprobeplatten verteilt bundenen genetischen Informationen Basenpaaren umfasste, hingegen bei und für die weiteren genetischen in einer «sequence page» (Abb. 2). Alle lediglich 38 Exemplaren weniger als Arbeitsschritte an das Canadian diese Daten samt sample ID, process 600 Basenpaare. Insgesamt wurden Center for DNA Barcoding (CCDB) der ID und GenBank Accession sind über 1896 Proben als barcodekonform be- Universität Guelph (Ontario, Kanada) das Datenset dx.doi.org/10.5883/DS- wertet. Ähnlich erfolgreich war die versendet. LEAVBG öffentlich zugänglich. Durch Sequenzierung des untersuchten Das den Untersuchungen zu- die nach einer Sperrfrist zwingend Artenbestandes mit Gensequenzen grundliegende Belegmaterial be- vorgesehene Veröffentlichung aller für 1497 Arten, bzw. 96% der insge- findet sich überwiegend in den in BOLD verwalteten DNA-Barcodes samt beprobten 1559 Arten. Für 1478 Sammlungen der inatura in Dornbirn ist der Datenbestand im internatio- Arten wurden Sequenzen einer Länge sowie der Naturwissenschaftlichen nalen Kontext einzuordnen und mit von >600 Basenpaare ermittelt. Die Sammlungen des Tiroler Ergebnissen aus anderen Regionen durchschnittlichen Distanzen zum Landesmuseums Ferdinandeum in vergleichbar. Eine Kopie der objekt- Nächsten Nachbarn betragen 6,75% Innsbruck, einige relevante Belege in bezogenen Daten, allerdings ohne ge- (Min 0%, Max 16,15%), die durschnitt- der Privatsammlung von Toni Mayr, netische Informationen, befindet sich lichen Divergenzen zwischen allen Feldkirch. Genetische Proben werden überdies in der Biooffice Datenbank Arten der Stichprobe hingegen 8,99%. hingegen als Dauerleihgabe an der des Tiroler Landesmuseums sowie der Die Barcode-Divergenzen sämtli- Universität Guelph aufbewahrt. inatura. cher sequenzierter Arten werden im BOLD bietet aber auch umfangrei- Anhang in einem Neighbour Joining 2.2 DNA-Sequenzierungen che Tools zur Datenanalyse und die tree graphisch dargestellt (Abb. 5). Die DNA Isolation, PCR Amplifikation Auswertungen in dieser Arbeit basie- Der erfolgreich sequenzierte sowie die anschließende DNA- ren primär auf diesen Möglichkeiten Artenbestand von 1497 Arten ver- Sequenzierung erfolgte am CCDB wie die Berechnung paarweiser gene- teilt sich auf 680 Gattungen und 64 nach den bei Ivanova et al. (2006) und tischer Distanzen mit Hilfe des Kimura verschiedene Familien. Das Ausmaß deWaard et al. (2008) beschriebenen 2 Parameter Modells (K2P) (Abb. 5, im an sequenzierten höheren Taxa ist Standardprotokollen. Mit Hilfe dieser Anhang). Weiteres bietet BOLD v.3.0. somit außerordentlich groß und Methoden wurde eine 658 Basenpaare über die Barcode Index Nummer übertrifft alle bisher aus Europa ver- umfassende Region der mitochon- (BIN) eine Möglichkeit, jede Sequenz öffentlichten Barcoding-Studien über drialen Cytochrom C Oxidase I (COI, einem Barcode Cluster zuzuordnen, Schmetterlinge. Besonders artenreich Barcodefragment 5´, 658bp) ein- der über die Anwendung bestimmter sind die Eulenfalterartigen (Noctuidae schließlich der 648 Basenpaare des Algorithmen einander ähnliche und und Erebidae) (256 spp. und 55 Barcodes isoliert und vervielfältigt. optimalerweise Artkriterien entspre- spp.) und Spanner (Geometridae) Insgesamt wurden 1964 Individuen chende Barcodes, initial im Ausmaß (247 spp.), gefolgt von den Wicklern und 1497 Arten erfolgreich sequen- von etwa 2,2% Divergenz jedoch mit- (Tortricidae) (212 spp.), Palpenfaltern ziert, von 1489 Schmetterlingsarten tels weiterer Cluster-Modelle verfei- (Gelechiidae) (83 spp.), Graszünslern liegen 1896 barcodekonforme nert, umfasst (Ratnasingham & Hebert (Crambidae) (82 spp.) und Edelfaltern Sequenzen vor. 2013). Somit konnten die ermittel- (Nymphalidae) (62 spp.). ten Barcodes sämtlichen ähnlichen Die Anhangstabellen 1 und 2 geben 2.3 Datenverwaltung und Analyse Barcodes in BOLD zugeordnet werden, einen Überblick über die erfolgreich Sämtliche objektspezifischen Daten unabhängig von der geographischen sequenzierten Arten samt sämtli- sowie Barcode-Sequenzen werden Herkunft. cher IDs sowie Distanzen zum je- im Rahmen der speziell für diese weils nächsten Nachbarn. Weitere Zwecke entwickelten und außer- Detailinformationen sind über das ordentlich leistungsfähigen, web- 3 Ergebnisse Datenset «DS-LEAVBG Lepidoptera of basierten Datenbank BOLD (http:// the Alps – Vorarlberg» in BOLD frei zu- www.boldsystems.org/) verwaltet. 3.1 Sequenzierungen - Überblick gänglich. Hier findet sich der gesamte Daten Insgesamt wurden von 2086 Von 64 Arten in 122 Individuen konn- bestand aus dem gegenständlichen Individuen Gewebeproben sequen- ten keine Sequenzen ermittelt wer- Forschungsprojekt, wobei objektspe- ziert. Von 1964 (94,2%) Individuen den. Die Ursachen für diese Probleme inatura – Forschung online 15 (2015) 3 Abb. 1: Objektspezifische Daten in BOLD inatura – Forschung online 15 (2015) 4 Abb. 2: «Sequence page» in BOLD mit Informationen zu den ermittelten Sequenzen

sind unbekannt, dürften aber zu doch als Anhaltspunkt gelten, dass die unten oder oben sind nicht selten. einem erheblichen Teil durch DNA- Barcodelücke zwischen zwei nächst Für den gesamten sequenzierten Degradierung bedingt sein. stehenden Arten etwa um den Faktor Artenbestand von 1497 spp. in unse- 10 größer sein sollte als die inner rer Studie ergeben sich interspezifi- 3.2 Artenbestand mit arttypischen artliche Variabilität. Alternativ wird sche Divergenzen von durchschnitt- Barcodes für viele Gruppen ein Schwellenwert lich 6,75% zum nächsten Nachbarn Der weitaus überwiegende Anteil der von ca. 2% als kritische Grenze an- (Anhangstabelle 2). Lediglich 72 Arten besitzt arttypische Barcodes, genommen (Hebert et al. 2003a, Arten weisen eine interspezifische die gegenüber allen anderen Arten 2003b). Dieser Wert gilt ebenfalls Divergenz von < 2%, 29 Artenpaare signifikante Distanzen aufweisen. Das nur als grobe Orientierungshilfe zur < 1,5% auf (Tabelle 1). Bedingt durch Ausmaß intraspezifischer Variabilität Artunterscheidung mittels Barcodes, die unzureichend bekannte innerart- versus interspezifischer Divergenzen und Abweichungen in der artspe- liche Variabilität der Barcodes sowie variiert dabei von Art zu Art, kann je- zifischen Sequenzdivergenz nach durch noch nicht sequenzierte Arten inatura – Forschung online 15 (2015) 5 Abb. 3: Neighbour Joining tree in der Gat- tung Erebia basierend auf Sequenzen des mtDNA COI-Gens (Barcodefragment 5´, 658bp) (Kimura 2 Parameter, produziert

mit MEGA 5; cf. Tamura et al. 2011). Divergenzen im Barcode werden hier über einen Ähnlichkeitsbaum basierend auf dem Kimura-2-Parameter (K2P) dargestellt. Beispiele: a) Distanz Erebia me- dusa (ID TLMF Lep 09803) zu Erebia manto (ID TLMF Lep 08487) = rote Balken; b) Dis- tanz Erebia pronoe (IDs TLMF Lep 12605 + 12606) zu Erebia montanus (IDs TLMF Lep 12599, 14140, 09100) = blaue Balken, die intraspezifische Divergenz ist hier hingegen innerhalb beider Arten null.

ten Artenbestandes) wobei 7 Arten bisher in BOLD nicht präsente BINs aufweisen. Lediglich 65 Arten teilen sich die BIN, meistens paarweise, aus- nahmsweise auch mehrere Arten. Von den über BIN nicht unterscheid- baren Taxa sind aber 45 Arten zumindest im regional-mitteleuropäischen Bereich zwar geringfügig, aber ohne Überschneidungen im Barcode differenziert. Unter Berücksichtigung die- und sich daraus ergebende mögliche differenziert. Bei Berücksichtigung ser verfeinerten Abstufungen können Barcodeüberschneidungen lassen weiterer Proben von Erebia euryale/E. 1477 Arten bzw. 98,7% des sequen- sich die Ergebnisse jedoch nicht eins ligea ist diese Unterscheidung jedoch zierten Artenbestandes mittels DNA- zu eins zur Differenzierung der Arten nicht mehr zweifelsfrei möglich. Barcode unterschieden werden. heranziehen. So zeigen beispielsweise Dank der von BOLD generierten die ingesamt 17 sequenzierten Arten Barcode Index Nummern (BIN) wer- 3.3 Artenkomplexe mit geringen der Gattung Erebia (Mohrenfalter) den jedoch sämtliche gemeinsam interspezifischen Distanzen durchschnittliche interspezifischeclusternde Barcodes unabhängig Keine oder geringe interspezifische Divergenzen zum Nächsten Nachbarn von ihrer geographischen Herkunft Barcode-Distanzen und damit ein- von 4,28% (Maximum 7,08%) (Abb. 3). erfasst und somit die überregionale hergehend das Risiko von Barcode- Ein Artenpaar, Erebia euryale/E. ligea, intraspezifische Divergenz berück- Überschneidungen sind beim ist im Barcode mit 0,77% Divergenz sichtigt. BINs eigenen sich daher ide- untersuchten Artenbestand selten. jedoch so geringfügig unterschie- al für die Bewertung der Artspezifität Lediglich 72 Arten weisen eine inter den, dass eine gesicherte genetische von Barcodes. Zwar können auch ge- spezifische Divergenz von < 2%, 29 Bestimmung erst nach Abgleich mit ring differenzierte Kladen innerhalb Artenpaare < 1,5% auf (Tabelle 1). Daten aus anliegenden europäi- eines BINs sehr wohl zu verschiede- Unter Berücksichtigung weiterer, die schen Ländern möglich ist. Die ge- nen Arten gehören (Abb. 4) und um- intraspezifische Variationsbreite doku- ringfügige genetische Distanz der gekehrt können einzelne Arten mit mentierender Barcode-Sequenzen in beiden Proben aus Vorarlberg wird großer intraspezifischer Distanz auch BOLD können allerdings nur für wenige allerdings durch etliche Proben aus mehrere BINs umfassen. Diese sind dieser Artenpaare Überschneidungen den Nachbargebieten in Österreich, jedoch im vorliegenden Artenbestand bzw. völlig idente Barcodes konsta- Deutschland, Italien und der Schweiz duchaus Ausnahmen. tiert werden, während die Mehrzahl bestätigt und somit scheinen diese Eine BIN-Analyse resultiert in der der Taxa trotz geringer Divergenzen beiden Arten im genannten geogra- zweifelsfreien Diskriminierung von konstant differenziert ist (Abb. 4). Als phischen Raum im Barcode eindeutig 1432 Arten (95,7% des sequenzier- im Barcode nicht oder nicht sicher inatura – Forschung online 15 (2015) 6 eine komplexe phylogeographische Historie, Introgression, Pseudogene, Boloria pales (n=23; AT, CH, DT, FR, IT, RO) Infektion durch symbiontische Boloria napaea (n=9; AT, DT, FI) Bakterienstämme (Wolbachia), in- Boloria aquilonaris (n=17; AT, DT, FI, RO, RU) complete lineage sorting oder ganz einfach eine fehlerhafte Taxonomie. 0.01 = 1% Sie sind aber auch ein wichtiger Hinweis auf mögliche versteckte Abb. 4: Neighbour Joining Tree in der Boloria pales-Artengruppe (Kimura 2 Parameter, Artenvielfalt und die Ersterkennung produziert mit MEGA 5; cf. Tamura et al. 2011), basierend auf Proben aus 8 europäischen derartiger kryptischer Arten wird da- Staaten, nur vollständige Barcodesequenzen berücksichtigt. Die Breite der Dreiecke re- her durch DNA-Barcoding wesentlich präsentiert den Stichprobenumfang, die Tiefe die genetische Variation innerhalb des erleichtert. Besonderes Augenmerk Clusters. Quelle: DNA-Barcodesequenzen aus BOLD (Barcode of Life Database, cf. Rat- ist hier auf Arten zu legen, deren nasingham & Hebert 2007). Barcodes sich entweder innerhalb des Untersuchungsgebietes oder im überregionalen Vergleich durch tie- unterscheidbar müssen aber zumin- in BOLD gehört dieses Artenpaar fe intraspezifische Aufspaltungen dest folgende Taxa gelten: Anchinia bei einer zunehmend vollständigen - oft werden hier Divergenzen > 2% cristalis/A. laureolella, Stenoptilia Abdeckung des Artenbestandes als erster Anhaltspunkt für weitere bipunctidactyla/S. succisae, Eana Vorarlbergs zu den wenigen weiteren Untersuchungen angenommen - aus- incanana/E. freii, Apotomis capreana/A. Fällen mit identen Barcodes. zeichnen. Vor allem bei phylogene- sauciana, Zygaena purpuralis/Z. minos, tisch jungen Arten können auch deut- Catoptria combinella/C. petrificella, 3.4 Potentielle kryptische Diversität lich geringere Barcode-Divergenzen Catoptria pyramidellus/C. speculalis, vorkommen und in manchen Fällen Scoparia ambigualis/S. basistrigalis, Arten mit großen intraspezifischen sind diese Arten im DNA-Barcode Lycia alpina/L. zonaria, Setina aurita/S. Distanzen noch überhaupt nicht getrennt. Die irrorella. Große intraspezifische Divergenzen ermittelten Barcode-Divergenzen Mit zwei Ausnahmen sind allerdings im Barcode können vielfältige können daher maximal als Hinweis alle diese Taxa morphologisch gut Ursachen haben wie beispielsweise auf taxonomische Probleme dienen, differenziert und entweder phänoty- pisch und/oder genitalmorphologisch leicht bestimmbar. Diese Ausnahmen Art 1 Art 2 Min Distanz Catoptria combinella Catoptria petrificella betreffen Stenoptilia bipunctidactyla 0% Eana incanana Eana freii 0% und S. succisae sowie Eana incanana Lycia alpina Lycia zonaria 0% und E. freii, deren Artstatus im we- Scoparia ambigualis Scoparia basistrigalis 0% sentlichen nur durch unterschiedli- Setina aurita Setina irrorella 0% che Raupenfutterpflanzen begründet Catoptria pyramidellus Catoptria speculalis 0,15% ist und mangels morphologischer *Thera variata Thera obeliscata 0,15% und genetischer Differenzen bezwei- Zygaena purpuralis Zygaena minos 0,15% felt werden muss. Ähnlich kritisch Pieris napi Pieris bryoniae 0,61% Mesapamea secalis Mesapamea secalella 0,65% erscheint die Taxonomie der beiden Amphipoea lucens Amphipoea fucosa 0,77% Ameisenbläulinge Maculinea alcon Apotomis capreana Apotomis sauciana 0,77% und M. rebeli, die von vielen Autoren als Erebia euryale Erebia ligea 0,77% artident bewertet werden. Nach den Pammene fasciana Pammene herrichiana 0,77% bereits umfassenden Barcode-Daten Perizoma affinitata Perizoma hydrata 0,77% Conistra vaccinii Conistra ligula 0,80% Eucosma hohenwartiana Eucosma parvulana 0,92% Tab. 1: Artenpaare mit Barcode-Divergen- Diachrysia chrysitis Diachrysia stenochrysis 0,93% Oligia versicolor Oligia strigilis 0,93% zen < 1,5% (basierend auf der Stichprobe Pyrgus malvae Pyrgus malvoides 1,08% aus Vorarlberg). Lacanobia oleracea Lacanobia splendens 1,24% * Identifikationen in dieser Gruppe sind Thera cembrae Thera britannica 1,24% umfassend zu überprüfen. In Mitteleuro- Pyrgus andromedae Pyrgus cacaliae 1,31% pa unterscheiden sich beide Taxa norma- Poecilocampa populi Poecilocampa alpina 1,39% lerweise um ca. 4%. Rheumaptera hastata Rheumaptera subhastata 1,44% inatura – Forschung online 15 (2015) 7 Art Mean Intra-sp Max Intra sp. n wiederum im einzelnen auf ihre taxo- Tinea pellionella 1,18 2,03 5 nomische Relevanz zu prüfen. Odezia atrata 2,18 2,18 2 Ancylis badiana 2,34 2,34 2 Weitere ungeklärte Arten Metalampra italica 2,5 2,5 2 Mehrere Arten konnten bisher trotz Psoricoptera gibbosella 1,64 2,56 3 aller Bemühungen nicht auf Artniveau Pseudococcyx mughiana 1,35 2,66 4 Anacampsis blattariella 1,6 2,66 5 determiniert werden und auch die er- Coleophora mayrella 1,41 2,83 4 mittelten DNA-Barcodes lassen keine Eupithecia subfuscata 1,66 2,98 6 gesicherte Determination zu. Denisia stipella 2,25 3 3 Zu diesen Fällen möglicher kryptischer Idaea seriata 3,15 3,15 2 Diversität gehören insbesondere zwei Hepialus humuli 1,72 3,31 12 Arten aus der Gattung Stenoptilia. Die Aethes hartmanniana 2,75 3,33 3 Art mit BIN BOLD:AAY8866 ist auch Epirrita autumnata 3,62 3,62 2 aus Dänemark, Bayern und Kärnten Pasiphila rectangulata 4,26 4,26 2 bekannt und wurde von Buhl et al. Coleophora milvipennis 5,78 5,78 2 (2014) als mutmaßlicher Neufund Tab. 2: Arten mit intraspezifischen Divergenzen > 2% von S. inopinata in Dänemark inter- (basierend auf der Stichprobe aus Vorarlberg) pretiert, eine Art die aus Österreich unbekannt wäre. Das fragliche Taxon weist zum nächsten Nachbarn sollten jedoch ab einem Ausmaß von ist bemerkenswert, da neben der für BOLD:AAO2603 (Stenoptilia sp.) eine > 2% jedenfalls auf ihre taxonomische die Art typischen Haplogruppe in genetische Distanz von 3,69% auf. Relevanz hin geprüft werden. Vorarlberg ein weiterer Cluster exis- Letztere Art ist gleichzeitig die zwei- Im Untersuchungsraum wurden in- tiert, welcher annähernd (aber nicht te ungeklärte Stenoptilia aus dem nerartliche Divergenzen > 2% bei vollständig) mit der nächstverwand- Untersuchungsgebiet. Sie wurde 16 Arten festgestellt (Tab. 2), alten Anacampsis populella überein- aus Tirol und Kärnten, Mazedonien, lerdings liegt nur für knapp 21% stimmt. Inzwischen vorliegende ITS2 Frankreich und Großbritannien nach- des Artenbestandes mehr als eine Sequenzen deuten darauf hin, dass gewiesen und teilweise in BOLD als S. Sequenz pro Art vor und somit ist die es sich hier um einen alten Fall mito- plagiodactyla bzw. S. cf. scabiodactyla intraspezifische Variationsbreite si- chondrialer Introgression oder einen determiniert. cherlich deutlich unterrepräsentiert. ursprünglichen Polymorphismus han- Eine weitere Art aus der Familie Nach bisher belegten genetischen delt. Tineidae mit dem BIN BOLD:ACA9708 Mustern europäischer Schmetterlinge Vereinzelt sind tiefe Splits nach aktu- wurde vorerst mangels genitalmor- (Hausmann et al. 2011a, 2013) sind tat- ellem Kenntnisstand aber definitiv auf phologischer Untersuchungen kei- sächlich für etliche Arten zusätzliche kryptische Diversität zurückzuführen. ner Gattung zugeordnet. Die isolier- Haplotypen zu erwarten. Die Ursachen Als Beispiel kann Coleophora milvipen- te Stellung in BOLD wird mit 11,4% des Auftretens mehrer Haplotypen in nis gelten, unter deren Namen sich Distanz zum nächsten Nachbarn mit derselben Population oder allopa- eine bisher unbekannte, zweite Art dem BIN BOLD:AAF7368 (ebenfalls trisch innerhalb derselben Art sind verbirgt. eine unbestimmte Tineidae) unter- fallbezogen zu untersuchen. So konn- Ein überregionaler Vergleich von mauert. ten für ein auffallendes Beispiel, den 1004 Arten aus Vorarlberg mit dem- Hopfenwurzelbohrer (Hepialus hu- selben Artenpool aus Finnland be- 3.5 Faunistische Ergebnisse muli), im DNA-Barcode zwar mehrere legt zwar einerseits eine hohe Anzahl Die Erstellung von DNA-Barcode deutlich getrennte Cluster nachge- von 124 Arten mit intraspezifischen Bibliotheken umfasst nicht nur wiesen werden (Abb. 5 im Anhang), Divergenzen > 2%, andererseits kann die Erhebung der genetischen deren taxonomische Relevanz jedoch aber beinahe die Hälfte dieser Splits Vielfalt und die Erkennung krypti- weder morphologisch noch mittels zu- geographisch unterschiedlichen scher Diversität, sondern kann da- sätzlich analsysierter RpS5 Sequenzen Populationen zugeordnet werden rüber hinaus auch einen wichtigen belegt wurde (Simonsen & Huemer 2013). (Huemer et al. 2014b). Beispiele mög- Beitrag zur Landesfaunistik liefern Die drei in Vorarlberg nachgewiese- licher allopatrischer kryptischer (Huemer 2014). Auch im vorliegenden nen Haplogruppen reflektieren jedoch Diversität umfassen selbst anschei- Forschungsprojekt konnten mittels die komplexe Phylogeographie dieser nend unverwechselbare Arten wie kombinierter morphologischer und Art (Simonsen & Huemer 2013). Auch das Notodonta dromedarius oder Epiblema genetischer Bestimmungsmethoden Beispiel von Anacampsis blattariella grandaevana. Alle diese Fälle sind aber zahlreiche Neufunde für Vorarlberg inatura – Forschung online 15 (2015) 8 nachgewiesen werden. Besonders • Elachista subocellea (Stephens, 1834) (658 bp), PHLAW114-13 (658 bp). hervorzuheben sind die erst- (Elachistidae) Bemerkung: Die Art wurde bereits mals in Österreich belegten Arten Nachweis: Fontanella, bei Huemer (2013) als Erstmeldung für Ectoedemia heckfordi und Metalampra Ladritschvorsäß, 1250 m, 8.7.2010, Österreich vermerkt. italica. Hinzu kommen folgende 34 leg. Huemer. • Coleophora orbitella Zeller, 1849 Erstnachweise für Vorarlberg: Stigmella Sample ID: TLMF Lep 07694; Process (Coleophoridae) vimineticola, Trifurcula subnitidella, ID: PHLAH255-12 (658 bp). Nachweise: Langenegg-Leiten, Ectoedemia liebwerdella, Agnathosia • Elachista zernyi (Hartig, 1941) Fohren, 640 m, 19.6.2013, mendicella, Archinemapogon yildizae, (Elachistidae) leg. Huemer; Partenen, N Phyllonorycter mespilella, Phyllono Nachweis: Flexenpass NW, 1800 m, Vermuntstausee, In der Hölle, 1730 rycter cavella, Argyresthia svenssoni, 13.7.2013, leg. Huemer. m, 27.6.2005 leg. Mayr. Sorhagenia rhamniella, Chionodes Sample ID: TLMF Lep 10052; Process Sample ID: TLMF Lep 09953, TLMF tragicella, Gelechia basipunctella, ID: LEATA445-13 (658 bp). Lep 14724; Process ID: PHLAW156-13 Elachista subocellea, Elachista zernyi, • Elachista compsa Traugott-Olsen, (658 bp), LASTS272-14 (515 bp). Elachista compsa, Elachista consortella, 1974 (Elachistidae) • Coleophora congeriella Staudinger, Spuleria flavicaput, Mompha divisella, Nachweis: Sonntag, Buchboden, E 1859 (Coleophoridae) Decantha borkhausenii, Coleophora Hintergurga, 990 m, 15.6.2010, leg. Nachweis: Bludesch, Bludescher orbitella, Coleophora congeriella, Huemer. Magerrasen E, Umg. Jordan, 610 m, Coleophora virgaureae, Coleophora sa- Sample ID: TLMF Lep 09211; Process 15.6.2012, leg. Huemer. xicolella, Coleophora argentula, Scythris ID: PHLAI649-13 (658 bp). Sample ID: TLMF Lep 08066; Process noricella, Gynnidomorpha alismana, • Elachista consortella Stainton, 1851 ID: PHLAV247-12 (658 bp). Aethes rutilana, Phiaris dissolutana, (Elachistidae) • Coleophora virgaureae Stainton, 1857 Olethreutes subtilana, Cydia inquina- Nachweis: Partenen, N (Coleophoridae) tana, Grapholita fissana, Grapholita Vermuntstausee, In der Hölle, 1730 Nachweis: Thüringen, Lutzau, 521 m, lobarzewskii, Pammene herrichiana, m, 15.8.2012, leg. Huemer. 10.8.2012, leg. Huemer. Phycitodes saxicola und Hypoxystis plu- Sample ID: TLMF Lep 08745; Process Sample ID: TLMF Lep 09188; Process viaria. Nachfolgend werden sämtliche ID: PHLAH941-12 (658 bp). ID: PHLAI626-13 (658 bp). mittels DNA-Barcoding ermittelten • Spuleria flavicaput (Haworth, 1828) • Coleophora saxicolella (Duponchel, Landesneufunde aufgelistet. Neben (Parametriotidae) 1843) (Coleophoridae) Familien-, Gattungs- und Artnamen Nachweis: Zwischenwasser, Üble Nachweis: Lustenau, Schweizer Ried, werden die Funddaten sowie die Schlucht Eingangsbereich, 740 m, AZE Häusle S, 25.7.2012, leg. Huemer. Identifikationsnummern für das 11.5.2012, leg. Huemer. Sample ID: TLMF Lep 08467; Process Belegexemplar (Sample ID) und die da- Sample ID: TLMF Lep 07915; Process ID: PHLAH648-12 (658 bp). mit verknüpfte Identifikationsnummer ID: PHLAV096-12 (658 bp). • Coleophora argentula (Stephens, für die Sequenz (Process ID) inkl. • Mompha divisella Herrich-Schäffer, 1834) (Coleophoridae) Sequenzlänge angeführt. 1854 (Momphidae) Nachweis: Feldkirch, Bangs-Unterried Nachweis: Rankweil, Umg. St. Peter N, 434 m, 16.6.2005, leg. Mayr.

• Stigmella vimineticola (Frey, 1856) Bühel, 6.2.2014, leg. Hiermann. Sample ID: TLMF Lep 14690; Process (Nepticulidae) Sample ID: TLMF Lep 14507; Process ID: LASTS238-14 (658 bp). Nachweis: Langen am Arlberg/ ca 1 ID: LASTS055-14 (658 bp). • Scythris noricella (Zeller, 1843) km NE Bahnhof, 1350 m, 22.6.2014, • Decantha borkhausenii (Zeller, 1839) (Scythrididae) leg. Huemer. (Oecophoridae) Nachweis: Partenen, N Sample ID: TLMF Lep 14909; Process Nachweis: Thüringen, Lutzau, 521 m, Vermuntstausee, In der Hölle, 1730 ID: LASTS457-14 (658 bp). 10.8.2012, leg. Huemer. m, 15.8.2012, leg. Huemer.

• Trifurcula subnitidella (Duponchel, Sample ID: TLMF Lep 09195; Process Sample ID: TLMF Lep 08743; Process 1843) (Nepticulidae) ID: PHLAI633-13 (658 bp). ID: PHLAH939-12 (658 bp). Nachweise: Zwischenwasser, Üble • Metalampra italica Baldizzone, 1977 • Gynnidomorpha alismana (Ragonot, Schlucht Eingangsbereich, 740 m, (Oecophoridae) 1883) (Tortricidae) 11.6.2006, leg. Mayr; Langen am Nachweise: Koblach, Neuburg, Nachweis: Lustenau, Schweizer Ried, Arlberg/ ca 1 km NE Bahnhof, 1350 Schlosshügel, 500 m, 27.6.2012, leg. AZE Häusle S, 25.7.2012, leg. Huemer. m, 22.6.2014, leg. Huemer. Huemer; Rankweil, Umg. St. Peter Sample ID: TLMF Lep 08448; Process Sample ID: TLMF Lep 14732, TLMF Bühel, 21.6.2013, leg. Hiermann. ID: PHLAH629-12 (658 bp). Lep 14910; Process ID: LASTS280-14 Sample ID: TLMF Lep 08212, TLMF (620 bp), LASTS458-14 (658 bp). Lep 09911; Process ID: PHLAH393-12 inatura – Forschung online 15 (2015) 9 • Aethes rutilana (Hübner, 1817) PHLAV110-12 (658 bp), PHLAW145-13 Artenzahl (1497 spp.), als auch im Um- (Tortricidae) (658 bp). fang taxonomischer Großgruppen (64 Nachweis: Thüringen, Lutzau, 521 m, • Phycitodes saxicola (Vaughan, 1870) Familien), allerdings mit niedriger Pro- 12.7.2013, leg. Huemer. (Pyralidae) benzahl von durchschnittlich lediglich Sample ID: TLMF Lep 10043; Process Nachweis: Marul, Laguzbach, Beim 1,27 barcodekonformen Sequenzen ID: LEATA436-13 (658 bp). alten Stafel, 1380 m, 7.7.2010, leg. pro Art und und einer überdies aus- • Phiaris dissolutana (Stange, 1866) Huemer. schließlich regionalen Stichprobe. (Tortricidae) Sample ID: TLMF Lep 09173; Process Somit berücksichtigt die ermittelte Nachweis: Thüringen, Lutzau, 521 m, ID: PHLAI611-13 (658 bp). durchschnittliche Distanz von 6,75% 12.7.2013, leg. Huemer. • Hypoxystis pluviaria (Fabricius, 1787) zum jeweils nächsten Nachbarn bzw. Sample ID: TLMF Lep 10041; Process (Geometridae) 8.99% interpsezifischer Divergenz für ID: LEATA434-13 (658 bp). Nachweis: E Hochtannbergpass, den gesamten Datensatz weder eine • Olethreutes subtilana (Falkovitsh, Umg. Jägeralpe, 1580 m, 2.7.2013, mögliche intraspezifische Variabilität 1959) (Tortricidae) leg. Huemer. innerhalb des Untersuchungsraumes Nachweis: Langenegg-Leiten, Fohren, Sample ID: TLMF Lep 10010; Process und schon gar nicht eine auf das ge- 640 m, 19.6.2013, leg. Huemer. ID: LEATA403-13 (658 bp). samte Verbreitungsareal der Arten be- Sample ID: TLMF Lep 09921; Process zogene genetische Diversität. Unsere ID: PHLAW124-13 (658 bp). Daten wären daher nur mit erhebli- Bemerkung: Die Art wurde bereits 4 Diskussion chen Einschränkungen für Aussagen bei Huemer & Wimmer (2011) als zur Zuverlässigkeit von Artabgren- Erstmeldung für Österreich vermerkt. DNA-Barcoding hat sich in der jüngs- zung bzw. Artidentifikationen mittels • Cydia inquinatana (Hübner, 1800) ten Vergangenheit zunehmend als DNA-Barcoding anzuwenden. Durch (Tortricidae) eine effektive, zuverlässige und gleich- das rezent entwickelte System von Nachweis: Zwischenwasser, Üble zeitig kostengünstige Methode zur Barcode Index Nummern (BIN) (Ratna- Schlucht Eingangsbereich, 740 m, genetischen Bestimmung von Arten singham & Hebert 2013) konnten aber 18.6.2012, leg. Huemer. etabliert. So wurden rezent im europä- bereits vorhandene und gemeinsam Sample ID: TLMF Lep 08094; Process ischen Umfeld bereits etliche Gruppen clusternde DNA-Barcodes des sequen- ID: PHLAV275-12 (658 bp). wie beispielsweise Käfer (Hendrich et al. zierten Artenbestandes aus anderen • Grapholita fissana (Frölich, 1828) 2014, Pentinsaari et al. 2014), Wanzen europäischen Regionen für Vergleichs- (Tortricidae) (Raupach et al. 2014) oder Netzflügler zwecke genutzt werden und somit Nachweis: Bludesch, Bludescher (Morinière et al. 2014) auf nationaler das Problem der geringen Probenzahl Magerrasen E, Umg. Jordan, 610 m, Ebene erfolgreich auf ihre Barcode- signifikant mindern. Auch die geogra- 15.6.2012, leg. Huemer. Tauglichkeit getestet, mit durchwegs phische Variationsbreite spielte hier Sample ID: TLMF Lep 08035; Process exzellenten Ergebnissen im Sinne für die letztlich erfolgreiche Re-Iden- ID: PHLAV216-12 (658 bp). einer zuverlässigen Identifikation. In tifikation der Arten keine signifikante • Grapholita lobarzewskii (Nowicki, allen genannten Gruppen konnten Rolle, wie durch einen Vergleich von 1860) (Tortricidae) > 90% des jeweiligen Artenbestandes 1000 Arten aus Vorarlberg und Finn- Nachweis: Bludesch, Bludescher erfolgreich bestimmt werden. Ähnli- land nachgewiesen wurde (Huemer et Magerrasen E, Umg. Jordan, 610 m, ches gilt auch für Schmetterlinge, eine al. 2014b). Der Umfang diagnostischer 15.6.2012, leg. Huemer. Insektenordnung für die bereits um- Barcodes für 98,8% des in Huemer et al. Sample ID: TLMF Lep 08042; Process fangreiche und für Vergleichzwecke (2014b) untersuchten Artenbestan- ID: PHLAV223-12 (658 bp). nutzbare Barcode-Bibliotheken vor- des ändert sich auch beim deutlich • Pammene herrichiana (Heinemann, liegen, so beispielsweise auf lokaler größeren Artensample unserer Studie 1854) (Tortricidae) Ebene über die Fauna kleiner Probeflä- in keiner Weise. Mittels Zuordnung zu Nachweise: Sonntag, Buchboden, chen Südtirols (Huemer & Hebert 2012), BINs sowie zusätzlichem Feintuning, WSW Unter-Überlutalpe, 1270 m, national über die Großschmetterlinge d.h. unter Berücksichtigung genetisch 29.5.2008; Zwischenwasser, Üble sensu classico Deutschlands (Hausmann gering jedoch konstant differenzier- Schlucht Eingangsbereich, 740 m, et al. 2011b), oder überregional über ter Arten, lassen sich 1477 von 1497 11.5.2012, leg. Huemer; Langenegg- einzelne Spannergruppen Europas Arten zweifelfrei genetisch identifi- Leiten, Fohren, 640 m, 19.6.2013, leg. (Hausmann et al. 2013) und arktoalpine zieren. Diese extreme hohe Quote Huemer. Schmetterlinge (Mutanen et al. 2012). diagnostischer Barcodes entspricht Sample ID: TLMF Lep 07480, TLMF Unsere Studie basiert auf einer bislang beispielsweise auch ziemlich exakt Lep 07929, TLMF Lep 00942; in Europa unpublizierten Probengröße, den 99% arttypischer Barcodes für Process ID: PHLAG801-12 (658 bp), sowohl in Bezug auf die sequenzierte 957 Tagfalter- und Macroheterocera- inatura – Forschung online 15 (2015) 10 Arten Deutschlands (Hausmann et al. jedenfalls bei Berücksichtigung größe- S egerer et al. 2012, 2013a, 2013b) sowie 2011b; hier nur deutsche Belegstücke rer Areale auf beachtliche Ausmaße aus Tirol und Südtirol (Huemer 2014) berücksichtigt), während für 1554 Ar- genetischer Splits. So weisen Hausmann vor, wo jeweils Dutzende Landesneu- ten kanadischer Noctuoidea nur etwa et al. (2013) bei immerhin 188 von 778 funde mittels DNA-Proben ermittelt 90% arttypischer Barcodes belegt untersuchten europäischen Geome- wurden. wurden (Zahiri et al. 2014). Vice versa tridenarten Barcodedivergenzen von wurde die für Vorarlberger Schmetter- mehr als 2% nach, darunter 130 Taxa linge nachgewiesene geringe Anzahl mit allopatrischer Verbreitung aber 5 Dank nicht artspezifischer Barcodes auch in auch 58 Taxa mit genetischen Diver- anderen Regionen Europas belegt. So genzen innerhalb einer Population. Besonderer Dank gebührt der inatura, konnten Hausmann et al. (2011a, 2011b) Die somit für etwa ein Viertel der euro- Dornbirn und hier insbesondere Frau für ihre 1264 Arten umfassende Se- päischen Spanner festgestellten tiefen Direktor Mag. Ruth Swoboda sowie quenzbibliothek der Macroheterocera genetischen Aufspaltungen könnten Herrn Dr. Georg Friebe für die materi- und Rhopalocera Deutschlands und bei entsprechendem Probenumfang elle und immaterielle Unterstützung angrenzender Länder nur bei 4 Arten- aber auch für viele andere Familien ein des Forschungsprojektes. Notwen- paaren identische Barcodes festgestel- realistisches Maß sein. Auch bei der dige Fahrgenehmigungen wurden len und insgesamt gab es lediglich bei Vergleichsstudie von Barcodes 1000 dankenswerterweise vom Leiter der 15 Arten (1,2%) Überschneidungen im nominell identer Schmetterlingsarten Agrarbezirkbehöre Bregenz, Herrn DI Barcode. Die meisten dieser Problem- aus Vorarlberg und Finnland wurden Walter Vogel zur Verfügung gestellt. fälle umfassen aber bereits bekannte bei geringerer Stichprobengröße für Die Kollegen Mag. Ulrich Hiermann kritische Arten mit unsicherer Taxo- annähernd 20% des Artenbestandes (Rankweil), Toni Mayr (Feldkirch) und nomie, oder phylogenetisch junge zu überprüfende Divergenzen ermit- Christian Siegel (Hohenems) halfen Taxa. Auch in unserer Studie finden telt, für 124 Taxa (12,4%) wurden im mit ergänzendem Probenmaterial. sich gleich mehrere zweifelhafte Ar- Ausmaß von > 2% (Huemer et al. 2014b). Die Sequenzierungen wurden durch tenpaare mit möglichen Synonymien, Die Wertigkeit des DNA-Barcodings das Canadian Centre for DNA Barco- darunter Stenoptilia bipunctidactyla/S. für weitere Forschungszweige konnte ding (University of Guelph, Canada) succisae sowie Eana incanana/E. freii. insbesondere im Bereich der Faunis- durchgeführt und durch Mittel der ka- Von besonderem Interesse sind aber tik eindrucksvoll belegt werden. Zwar nadischen Regierung an Genome Ca- umgekehrt auch die intraspezifisch hat sich die aus Vorarlberg bekannte nada über das Ontario Genomic Insti- variablen Arten, mit tiefen Splits Artenzahl schon zwischen 1993 und tute ermöglicht. Dem phantastischen in zwei bis mehreren divergenten 2013 von 2192 auf 2389 und somit um Arbeitsteam in Guelph wird für die Haplotypen. Obwohl unterschied- beinahe 200 Arten erhöht, allerdings umfassende Unterstützung herzlichst liche Faktoren für diese genetische einhergehend mit jahrelanger und gedankt. Weiters gebührt dem Onta- Vielfalt verantwortlich sein können, intensiver Erforschung der Landesfau- rio Ministry of Research and Innovati- ist zumindest bei einem Teil der Arten na, u.a. zur Erstellung der Roten Liste on und dem Natural Sciences and En- kryptische Diversität anzunehmen. (Huemer 2001). Die große Zahl von gineering Research Council of Canada Neben genetischen Untersuchungen 36 weiteren Landesneufunden in sehr für die Unterstützung der Datenbank ist für die taxonomische Bewertung kurzer Zeit und überdies sozusagen als BOLD herzlicher Dank. jedoch eine zeitaufwändige morpho- «Nebenprodukt» eines genetischen Dr. Dirk Steinke (Biodiversity Insti- logische Untersuchung der kritischen Forschungsprojektes ist vor allem der tute, University of Guelph) und Dr. Taxa unumgänglich und zu Recht wird nunmehr vereinfachten Determina- Axel Hausmann (Zoologische Staats- hier ein integrativer Ansatz gefordert. tion morphologisch schwer differen- sammlung, München) kontrollierten Tatsächlich konnten so aber rezent zierbarer, oft auch kryptischer Arten dankenswerterweise das Manuskript, selbst im gut erforschten Mitteleuropa zu verdanken. Als herausragendes letzterer stellte überdies gemeinsam bislang unbekannte kryptische Arten- Beispiel kann hier die Entdeckung von mit Dr. Marko Mutanen (University komplexe entdeckt werden (Huemer Ectoedemia heckfordi gelten, eine Art of Oulu, Finnland) großzügig einen 2011, Huemer & Hausmann 2009, Huemer die bisher als Endemit Südenglands umfangreichen, teilweise noch unver- & Hebert 2011, Huemer et al. 2014a, Mu- galt und deren Nachweis in Vorarlberg öffentlichten Barcode-Datenbestand tanen et al. 2013). Mögliche kryptische daher auf breites mediales Interesse für überregionale Vergleiche zur Ver- Diversität ist sinnvollerweise im über- gestoßen ist. Ähnlich beeindruckende fügung. regionalen Vergleich zu prüfen und Ergebnisse zur Faunistik der Schmet- dies ist für die europäische Fauna erst terlinge liegen aber beispielsweise ansatzweise geschehen. Erste umfang- auch aus Barcodinginitiativen in Bay- reichere Datensets aus Europa deuten ern (Haslberger et. al. 2012a, 2012b, inatura – Forschung online 15 (2015) 11 6 Literatur of the Royal Society London B, 270: 313- Huemer, P. & Wimmer, J. (2011): Olethreutes sub- 321. tiliana (Falkovitsh, 1950) – Erstnachweis

Buhl, O., Falck, P., Karsholt, O., Larsen, K. & Vil- Hebert, P.D.N., Ratnasingham, S. & deWaard, J.R. eines bemerkenswerten Kleinschmet-

helmsen, F. (2014): Fund af småsommer- (2003b): Barcoding animal life: cyto- terlings in Österreich (Lepidoptera: Tor- fugle fra Danmark i 2013 (Lepidoptera). chrome c oxidase subunit 1 divergences tricidae). – Beiträge zur Entomofaunis- – Entomolgiske Meddelelser, 82: 71-92. among closely related species. – Pro- tik, 12: 130-132. deWaard, J.R., Ivanova, N.V., Hajibabaei, M. & ceedings of the Royal Society of London Huemer, P., Karsholt, O. & Mutanen, M. (2014a):

Hebert, P.D.N. (2008): Assembling DNA Series B, 270 (Supplement): 96-99. DNA barcoding as a screening tool

barcodes: analytical protocols. – In: Mar- Hebert, P.D.N., deWaard, J.R. & Landry, J.F. for cryptic diversity: an example from

tin, C. (ed.). Methods in molecular biol- (2009): DNA barcodes for 1/1000 of the Caryocolum, with description of a new ogy: environmental genetics: 275-293; animal kingdom. – Biology Letters, 6: species (Lepidoptera, Gelechiidae). – Totowa (Humana Press). 359-362. doi: 10.1098/rsbl.2009.084 ZooKeys, 404: 91-111.

Haslberger, A., Grünewald, T., Lichtmannecker, Hendrich, L., Morinière, J., Haszprunar, G., Hebert, Huemer, P., Mutanen, M., Sefc, K. M. & Hebert,

P., Heindel, R. & Segerer, A. H. (2012a): P.D.N., Hausmann, A., Köhler, F. & Balke, M. P.D.N. (2014b): Testing DNA barcode Bemerkenswerte Schmetterlingsfunde (2014): A comprehensive DNA barcode performance in 1000 species of Euro- aus Bayern im Rahmen des Projektes database for Central European beetles pean Lepidoptera: Large geographic Barcoding Fauna Bavarica – 2. Beitrag with a focus on Germany: Adding distances have small genetic impacts. – (Insecta: Lepidoptera). – Nachrichten- more than 3,500 identified species to PLOS ONE 9(12): e115774. doi:10.1371/ blatt der bayerischen Entomologen, 61: BOLD. – Molecular Ecology Ressources. journal.pone.0115774 60-70. doi:10.1111/1755-0998.12354 Ivanova, N.V., deWaard J.R. & Hebert P.D.N.

Haslberger, A., Lichtmannecker, P., Heindel, R., Huemer, P. (2001): Rote Liste gefährdeter (2006): An inexpensive, automation-

Grünewald, T. & Segerer, A. H. (2012b): Schmetterligne Vorarlbergs. – Vorarl- friendly protocol for recovering high- Bemerkenswerte Schmetterlingsfunde berger Landesregierung, 112 S + CD- quality DNA. – Molecular Ecology Notes, aus Bayern im Rahmen laufender Pro- ROM. 6: 998-1002. jekte zur genetischen Re-Identifikation Huemer, P. (2011): Pseudo-endemism and Morinière, J., Hendrich, L., Hausmann, A., Hebert, heimischer Tierarten (BFB, GBOL) – 5. cryptic diversity in Lepidoptera – case P., Haszprunar, G. et al. (2014): Barcod- Beitrag (Insecta: Lepidoptera: Gracil- studies from the Alps and the Abruzzi. ing Fauna Bavarica: 78% of the Neu- lariidae, Coleophoridae, Gelechiidae). – eco.mont, 3(1): 11-18. ropterida Fauna Barcoded! – PLoS ONE – Nachrichtenblatt der bayerischen En- Huemer, P. (2013): Die Schmetterlinge Öster- 9(10): e109719. doi:10.1371/journal. tomologen, 63: 10-13. reichs (Lepidoptera). Systematische und pone.0109719

Hausmann, A., Haszprunar, G. & Hebert, P.D.N. faunistische Checkliste. – Studiohefte Mutanen, M., Hausmann, A., Hebert, P.D.N., (2011a): DNA Barcoding the Geometrid 12, 304 S. Landry, J.-F., deWaard, J.R. & Huemer, P. Fauna of Bavaria (Lepidoptera): Suc- Huemer, P. (2014): DNA-Barcoding der (2012): Allopatry as a Gordian knot for cesses, Surprises, and Questions. – PLoS Schmetterlinge (Lepidoptera) des taxonomists: Patterns of DNA barcode ONE 6(2): e17134. doi:10.1371/journal. zentralen Alpenraumes (Tirol, Südti- divergence in arctic-alpine Lepidoptera. pone.0017134 rol) – Faunistische Neufunde. – Wis- – PLOS ONE 7(10): e47214. doi:10.1371/

Hausmann , A., Haszprunar, G., Segerer, A.H., senschaftliches Jahrbuch der Tiroler journal.pone.0047214.

Speidel, W., Behounek, G. & Hebert P.D.N. Landesmuseen (im Druck). Mutanen, M., Kaila, L. & Tabell, J. (2013): Wide- (2011b): Now DNA-barcoded: The But- Huemer, P. & Hausmann, A. (2009): A new ex- ranging barcoding aids discovery of terflies and Larger Moths of Germany panded revision of the European high one-third increase of species richness in (Lepidoptera: Rhopalocera, Macrohet- mountain Sciadia tenebraria species presumably well-investigated moths. – erocera). – Spixiana, 34: 47-58. group (Lepidoptera, Geometridae). – Scientific Reports, 3: 2901. doi: 10.1038/

Hausmann, A., Godfray H.C.J., Huemer, P., Mu- Zootaxa 2117: 1-30. srep02901.

tanen, M., Rougerie, R. van Nieukerken, E.J., Huemer, P. & Hebert, P.D.N. (2011): Cryptic di- Pentinsaari, M., Hebert P.D.N. & Mutanen M.

Ratnasingham, S. & Hebert, P.D.N. (2013): versity and morphology of high alpine (2014): Barcoding Beetles: A Regional Genetic patterns in European geome- Sattleria – a case study combining DNA Survey of 1872 Species Reveals High trid moths revealed by the Barcode barcodes and morphology (Lepidop- Identification Success and Unusually Index Number (BIN) System. PLoS ONE tera: Gelechiidae). – Zootaxa 2981:1-22. Deep Interspecific Divergences. – PLoS 8(12): e84518. doi:10.1371/journal. Huemer, P. & Hebert, P.D.N. (2012): DNA-Bar- ONE 9(9): e108651. doi:10.1371/journal. pone.0084518. coding von Schmetterlingen (Lepidop- pone.0108651

Hebert, P.D.N., Cywinska, A., Ball, S.L. & deWaard, tera) in Waldstandorten Südtirols (IT01 Ratnasingham, S. & Hebert, P.D.N. (2007): BOLD: J.R. (2003a): Biological identifications Ritten und IT02 Montiggl). – Forest Ob- The Barcode of Life Data System (http:// through DNA barcodes. – Proceedings server, 6: 75-98. www.barcodinglife.org). – Molecular Ecology Notes, 7: 355-364. inatura – Forschung online 15 (2015) 12 Ratnasingham, S. & Hebert, P.D.N. (2013): A DNA- Zahiri, R., Lafontaine, J.D., Schmidt, B.C., de-

based registry for all animal species: The Waard, J.R., Zakharov, E.V. & Hebert, P.D.N. Barcode Index Number (BIN) System. – (2014): A transcontinental challenge – A PLoS ONE 8: e66213. test of DNA barcode performance for

Raupach, M.J., Hendrich, L., Küchler, S.M., Deis- 1541 species of Canadian Noctuoidea

ter, F., Morinière J. & Gossner, M.M. (2014): (Lepidoptera). – PLoS ONE: 9(3): e92797. Building-Up of a DNA Barcode Library doi:10.1371/journal.pone.0092797. for True Bugs (Insecta: Hemiptera: Het- eroptera) of Germany Reveals Taxonom- ic Uncertainties and Surprises. – PLoS ONE 9(9): e106940. doi:10.1371/journal. pone.0106940

Segerer, A. H., Grünewald, T. & Haslberger, A. (2012): Bemerkenswerte Schmetter- lingsfunde aus Bayern im Rahmen des Projektes Barcoding Fauna Bavarica (In- secta: Lepidoptera). – Nachrichtenblatt der bayerischen Entomologen 61: 2-11.

Segerer, A. H., Lichtmannecker, P., Haslberger, A. &

Grünewald, T. (2013a): Bemerkenswerte Schmetterlingsfunde aus Bayern im Rahmen laufender Projekte zur genetischen Re-Identifikation heimischer Tierarten (BFB, GBOL) – 3. Beitrag (In- secta: Lepidoptera). – Nachrichtenblatt der bayerischen Entomologen, 62: 2-9.

Segerer, A. H., Haslberger, A., Grünewald, T.,

Lichtmannecker, P. & Heindel, R. (2013b): Bemerkenswerte Schmetterlingsfunde aus Bayern im Rahmen laufender Pro- jekte zur genetischen Re-Identifikation heimischer Tierarten (BFB, GBOL) – 4. Beitrag (Insecta: Lepidoptera). – Nach- richtenblatt der bayerischen Entomolo- gen, 62: 63-82.

Simonsen, T. J. & Huemer, P. (2014): Phylogeog- raphy of Hepialus (L.) (Lepidoptera: Hepialidae) in Europe: short distance vs. large scale postglacial expansions from multiple Alpine refugia and taxo- nomic implications. – Insect Systematic and Evolution doi 10.1163/1876312X- 44032104.

Steinke, D. & Brede, N. (2006): Taxonomie des 21. Jahrhunderts - DNA-Barcoding. – Bi- ologie unserer Zeit, 36: 40-46.

Tamura, K., Peterson, D., Peterson, N., Stecher, G.,

Nei, M. & Kumar, S. (2011): MEGA5: Mo- lecular Evolutionary Genetics Analysis using Maximum Likelihood, Evolution- ary Distance, and Maximum Parsimony Methods. – Molecular Biology and Evo- lution, 28: 2731-2739.

inatura – Forschung online 15 (2015) 13 Abb. 5: Neighbour Joining Tree von 1497 Schmetterlingsarten (Kimura 2 Parameter), basierend auf Sequenzen des mtDNA COI-Gens (Barcodefragment 5´, >200 bp) aus Vorarlberg, inkl. 1489 Arten mit vollständigem Barcodefragment von 658 bp sowie zusätzlichen Angaben zu Process ID, Sample ID, Sequenzlänge und BIN. Quelle: DNA-Barcodesequenzen aus BOLD (Barcode of Life Database, cf.

Ratnasingham & Hebert 2007).

BOLD TaxonID Tree

Title : Lepidoptera of the Alps - Vorarlberg [DS-LEAVBG] Date : 17-December-2014 Data Type : Nucleotide Distance Model : Kimura 2 Parameter Marker : COI-5P Codon Positions : 1st, 2nd, 3rd Labels : SampleID, ProcessID, Sequence Length, BIN uri Filters : Length > 200, Contaminants, Stop Condons, Flagged, Colorization : [blue]=Stop Codons [red]=Contamination or misidentification

Sequence Count : 1964 Species count : 1497 Genus count : 680 Family count : 64 Unidentified : 9

BIN Count : 1483

inatura – Forschung online 15 (2015) 14

Cover Page 1/1 Lepidoptera_of_the_Alps_-_Vorarlberg_[DS-LEAVBG] Wed Dec 17 03:11:13 2014� Page 1 of 20

inatura – Forschung online 15 (2015) 36