Wissenschaftliches Jahrbuch der Tiroler Landesmuseen 10/2017
ISSN 0379-0231
Das „Wissenschaftliche Jahrbuch der Tiroler Landesmuseen“ setzt die Tradition der „Veröffentlichungen des Tiroler Landesmuseums Ferdinandeum“ fort.
VORWORT
Wolfgang Meighörner
DNA-BARCODING DER TAGFALTER (LEPIDOPTERA, PAPILIONOIDEA) ÖSTERREICHS
Unbekannte genetische Vielfalt im Zentrum Europas
Peter Huemer & Benjamin Wiesmair
DIE BÜCHER AUS SPANIEN IM LORETOSCHATZ VON KLAUSEN
Luisa Kofler
UT RHETORICA PICTURA
Ein kleiner Beitrag zur Frühgeschichte „sprechender Hände“ im Porträt
Lukas Madersbacher
DER UMLBERG – UND SEINE [EIGEN]ARTEN
Übersicht zur Artendiversität rund um Walderjoch und Vomperloch (Naturpark Karwendel)
Peter Morass, Benjamin Wiesmair, Michael Thalinger,
Ursula Grimm, Florian Glaser, Paolo Zaccaria & Andreas Eckelt
GEO-TAG DER ARTENVIELFALT 2017 IN TIROL – NORDKETTE
Konrad Pagitz & Peter Huemer (Herausgeber)
BUCHDRUCKERGESELLE JOHANN PAUR CONTRA HOFBUCHDRUCKER
JAKOB CHRISTOPH WAGNER UND DIE ENTSTEHUNG DER INNSBRUCKER
UNIVERSITÄTSBUCHDRUCKEREI UNTER BENEDIKT KARL REISACHER
Hansjörg Rabanser
STEIN UND FARBE –
ZUR FRAGE DER STEINSICHTIGKEIT DER HÖTTINGER BREKZIE
Reinhard Rampold
DIE DREI BETHEN
Magdalena Venier
AUTORINNEN UND AUTOREN
2017 ist ein Jahr großer Herausforderungen für die Tiroler Landesmuseen: Das Sammlungs- und Forschungszentrum in Hall ist termingerecht fertiggestellt und die Übersiedelung der umfangreichen Bestände der Landesmuseen in die neuen Räume wird innerhalb eines Jahres abgeschlossen sein.
So war es nur folgerichtig, dass man auch seitens der Gremien der Gesellschaft auf Vorschlag der Direktion einer Reduzierung der Aktivitäten in diesem Jahr zugestimmt hat, um die titanische Aufgabe der Zusammenführung von 14 Einzeldepots in ein Gebäude auch schultern zu können. Dies geht einher mit bewusst in Kauf genommenen rückläufigen Besucherzahlen.
Das Fußen jeglicher ernstzunehmender Museumsarbeit auf wissenschaftlicher Arbeit als ein Eckpfeiler unseres Selbstverständnisses bedingte jedoch, dass die Forschung und die Publikationstätigkeit keinesfalls eingeschränkt werden durften, und so ist auch der zehnte Band des Wissenschaftlichen Jahrbuchs der Tiroler Landesmuseen wieder ein Spiegelbild der Vielfalt der an den TLM geleisteten Arbeit – und auch der von externen Kolleginnen und Kollegen erbrachten Forschungsleistung.
Die Naturwissenschaftlichen Sammlungen der TLM sind seit Jahren eine der führenden Forschungseinrichtungen im Bereich der Lepidopterologie. Peter Huemer und Benjamin Wiesmair haben sich umfänglich dem DNA-Barcoding der Schmetterlinge in Österreich gewidmet. Luisa Kofler hat sich der aus Spanien stammenden Bücher des Loretoschatzes in Klausen angenommen. Lukas Madersbachers Beitrag greift die Ausstellung „Nur Gesichter? Porträts der Renaissance“ des letzten Jahres im Ferdinandeum auf und bereichert die dort erbrachte Forschung um einen Beitrag zur Frühgeschichte der „sprechenden Hände“. Peter Morass, Benjamin Wiesmair, Michael Thalinger et al. liefern mit der Analyse der Artenvielfalt am Umlberg einen Beitrag zur Biodiversitätsforschung im nahen Naturpark Karwendel, während Peter Huemer und Konrad Pagitz die Ergebnisse des schon zur Tradition gewordenen GEO-Tags der Artenvielfalt vorlegen. Die TLM haben bereits intensive Forschungsarbeit zur Geschichte des Buchdrucks in Tirol und Innsbruck vorgelegt, die nun durch einen Aufsatz Hansjörg Rabansers erweitert wird. Die Tatsache, dass Innsbrucks Altstadt durch die umfangreiche Nutzung der Höttinger Brekzie geprägt ist, nimmt Reinhard Rampold zum Anlass, sich mit der Steinsichtigkeit diese Baustoffs zu befassen, während Magdalena Venier sich den drei Bethen, einer auch in Tirol nur sehr regional vertretenen Gruppe von Proto-Heiligen, zuwendet. Allen Autorinnen und Autoren bin ich zu Dank verpflichtet – für die bereichernde Forschungsleistung und für die termingerechte Fertigstellung. Ellen Hastaba bin ich für das Lektorat einmal mehr verbunden.
Allen Leserinnen und Lesern wünsche ich unbekannte Einblicke!
Wolfgang Meighörner
Abb. 1: Der Rote Scheckenfalter (Melitaea didyma) kommt in Österreich in drei verschiedenen Unterarten vor. Foto: Peter Buchner.
Peter Huemer & Benjamin Wiesmair
DNA barcodes of 200 different butterfly species from Austria were successfully generated, encompassing 94.5 % of the 211 species ever found in Austria. Sequences of 1263 specimens of the barcode region, the mitochondrial COI gene, longer than 500 bp were recovered and 1224 were fully barcode compliant. 172 species (86.0 % of the inventory) can be identified correctly with the barcode. In 28 species barcode sharing or overlap was found, which may be due to introgression, hybridisation or phylogenetic young species. 164 species or 77.4 % of the Austrian butterfly fauna have unique Barcode Index Numbers (BINs). 13 species cover more than 1 BIN and likely include cryptic diversity, e.g. in Melitaea didyma and Melitaea cinxia. The morphologically hardly separable sister species Leptidea sinapis/Leptidea juvernica, Colias hyale/Colias alfacariensis, Boloria napaea/Boloria pales and Aricia artaxerxes/Aricia agestis are unequivocally separated by their DNA barcodes. M. athalia celadussa is recorded for Austria based on DNA barcode sequences, which are probably reflecting intogression. In Lycaena tityrus, L. alciphron and Euphydryas aurinia the disputed alpine subspecies cluster separately from lowland populations, thus supporting different taxonomic status.
Österreich ist mit knapp 84.000 km2 ein flächenmäßig kleines, zentraleuropäisches Land. Dank der einzigartigen Lage, die von den Alpen bis ins Pannonikum reicht, ist die Republik jedoch biologisch ausgesprochen divers. Die Vielfalt spiegelt sich in einer breiten Fülle von 813 Pflanzengesellschaften und damit einhergehend fast 3000 Farn- und Blütenpflanzen, etwa 1000 Moos-, 2300 Flechten-, 5000 Algen- und etwa 10.000 Pilzarten wider. Die Tierwelt umfasst sogar geschätzte 45.000 Arten (PAAR 2004), ist aber in vielen Gruppen wie z. B. Zweiflüglern oder Hautflüglern noch sehr unzureichend erforscht. Schmetterlinge sind mit etwa 4070 bisher nachgewiesenen Arten (HUEMER 2013) eine der megadiversen Gruppen des Landes. Besonders gut untersucht wurden die Tagfalter. Seit etwa 250 Jahren werden sie in Österreich erhoben, kartiert, gezählt und beobachtet, mit einem beachtlichen Ergebnis. Die Alpenrepublik ist mit insgesamt 211 (ehemals) nachgewiesenen Tagfalterarten für europäische Verhältnisse ein ausgesprochen diverses Land. Die Artenzahl übertrifft beispielsweise jene der viel größeren Bundesrepublik Deutschland mit 193 Arten (SETTELE et al. 1999). Der Bestand ist sowohl faunistisch als auch ökologisch und taxonomisch weitgehend erforscht, umfassende Buchprojekte wie über die Tagfalter Wiens (HÖTTINGER et al. 2013) belegen den hohen Kenntnisstand. Auch die Gefährdung der Gruppe ist in der rezenten Roten Liste mit einer Gefährdungskategorie für mehr als 50 % des Artenbestandes (HÖTTINGER & PENNERSTORFER 2005) gut dokumentiert.
Umso erstaunlicher erscheint daher der gravierende Mangel an Daten zur genetischen Vielfalt österreichischer Tagfalter, ist diese doch ein wesentliches Kriterium für Anpassungsmechanismen der Arten an regionale Besonderheiten wie Klimafaktoren etc., Studien mit europäischem Schwerpunkt, wie DINCĂ et al. (2011a, 2015), deuten darüber hinaus, trotz eines bisher postulierten guten Kenntnisstandes, auf ein überraschendes Ausmaß an potentieller kryptischer Diversität bei Tagfaltern, und genetische Daten haben bereits wichtige Hinweise zur Beschreibung kryptischer Arten geliefert z. B. HERNANDEZ-ROLDAN et al. (2016).
DNA-Barcoding hat sich in den letzten Jahren als effektive Methode für eine erste Abschätzung der genetischen Vielfalt etabliert. Es basiert auf einer lediglich 658 Basenpaare (Bp) umfassenden Region der mitochondrialen Cytochrom C Oxidase I (COI 5´), welche bei mehrzelligen Tieren als einheitlicher Standard verwendet wird. Aufgrund der hohen Zuverlässigkeit in der Unterscheidung von Arten, der Reproduzierbarkeit sowie der relativ geringen Sequenzierungskosten liegen inzwischen große Mengen an öffentlichen Vergleichsdaten auch und gerade für Schmetterlinge vor.
Da sich die Tiroler Landesmuseen bereits seit 2010 intensiv und sehr erfolgreich an der globalen DNA-Barcoding Initiative iBOL (International Barcode of Life) beteiligen, war die Methodik somit vorgegeben.
Ziel unserer Studie war es, möglichst zumindest vier Barcodes jeder einzelnen Tagfalterart aus Österreich zu generieren. Um eine ausgewogene geografische Abdeckung zu gewährleisten, wurde das Land in einem pragmatischen und weitgehend nach Bundesländern gegliederten Ansatz in drei Regionen geteilt: Nordostösterreich (Oberösterreich, Niederösterreich, Wien, Burgenland), Westösterreich (Vorarlberg, Nordtirol, Salzburg) und Südösterreich (Osttirol, Kärnten, Steiermark). Für jede Region wurde, basierend auf vorhandenen Meldungen (HUEMER 2013), versucht, Samples zu organisieren und nachfolgend sequenzieren zu lassen. Dabei wurde überwiegend auf bereits bestehendes Sammlungsmaterial zurückgegriffen, woraus sich gewisse Ungleichgewichtungen im geografischen Sampling ableiten lassen (Abb. 2). Um die Wahrscheinlichkeit einer erfolgreichen Sequenzierung zu erhöhen, wurde Material jüngeren Sammeldatums präferiert. Die Belege stammen weitaus überwiegend aus den Naturwissenschaftlichen Sammlungen der Tiroler Landesmuseen, weiteres aus dem Landesmuseum Kärnten (Klagenfurt) und dem Haus der Natur (Salzburg). Einige Belege standen aus den Arbeitssammlungen Kurt Lechner, Wolfgang Stark und Patrick Gros zur Verfügung. Schließlich wurde eine beachtliche Zahl von Sequenzen aus rezenten Beprobungen im Rahmen des Projektes EUGENMAP generiert.
Die Bestimmung der einzelnen Belege erfolgte grundsätzlich nach morphologischen Merkmalen und wurde mittels der Zuordnung zu vorhandenen Sequenzen in der globalen Datenbank BOLD (Barcode of Life Data Systems) überprüft. Jeder Beleg ist in der Datenbank BioOffice der Tiroler Landesmuseen digital erfasst und georeferenziert. Darüber hinaus wurden sämtliche Belege im Rahmen der Probenübermittlung fotografisch dokumentiert und Bilder samt allen Daten in der Datenbank BOLD hochgeladen.
Gewebeproben, im Fall der Lepidoptera ein Teil eines Beines oder ein vollständiges Bein, wurden in standardisierte Mikrotiterplatten à 95 Proben überführt und an das Canadian Center for DNA Barcoding (CCDB, University of Guelph, Ontario, Kanada) versendet. Die Gewebeproben bzw. die DNA-Extrakte werden dort als permanente Leihgabe für weitere Untersuchungen gelagert. Die Extraktion, Isolation, Amplifikation wie auch die anschließende Sequenzierung der DNA wurde am CCDB durchgeführt und erfolgte nach den bei DE WAARD et al. (2008) beschriebenen Standardprotokollen.
Die Artbestimmung mittels DNA-Barcode basiert im Wesentlichen auf der Annahme von konstanten interspezifischen Divergenzen zwischen Schwesterarten, auch bei Berücksichtigung intraspezifischer Variation. Das bedeutet, dass ein Exemplar einer Art näher beim nächsten Tier derselben Art gruppiert, als bei der nächst stehenden Art und keine genetischen Überlappungen zwischen den beiden Arten vorkommen. Die Performance der Bestimmung wurde einerseits über Barcode Gaps, andererseits über Barcode Index Numbers getestet. Die Berechnung der intra- und interspezifischen Distanzen basiert auf den durch BOLD zur Verfügung gestellten Algorithmen.
Die Barcode Gap Analyse ermittelt die Verteilung von Distanzen innerhalb einer Art sowie zum nächsten Nachbarn. Alle Arten wurden mit Hilfe der Funktionen in BOLD auf die Präsenz eines Barcode Gaps getestet. Die Tests basieren mit wenigen Ausnahmen auf Sequenzen >500 Bp. Für wenige Arten, die in unserem Material ausschließlich mit kürzeren Sequenzen vorlagen, wurden zusätzlich zur Bewertung eines Barcode Gaps auch weitere Sequenzen aus BOLD herangezogen.
Das Barcode Index Nummer (BIN) System clustert Sequenzen in sogenannte Operational Taxonomic Units (OTUs), und zwar unabhängig von ihrer bisherigen taxonomischen Zuordnung. Es beruht auf einem zweistufigen Algorithmus, der die Sequenzen in einem Cluster gruppiert und neue Sequenzen automatisiert zuordnet (RATNASINGHAM & HEBERT 2013). Dabei werden alle Sequenzen >500 Bp und einige weitere Qualitätsansprüche unabhängig von der Projektherkunft erfasst und einem BIN zugeordnet. Das BIN-System ist letztlich ein probates Mittel zur Prüfung der Konkordanz zwischen morpho-taxonomisch basierten Artbestimmungen und COISequenzdaten.
Neighbor-Joining Trees wurden mit dem Kimura-2-Parameter (K2P) Distanzmodell berechnet und mittels des Programmes MEGA 6 (TAMURA et al. 2013) dargestellt.
Eine Fundpunktkarte wurde mit dem Programm Simple-Mappr erstellt (SHORTHOUSE 2010).
Die Datenanalyse basiert grundsätzlich auf Sequenzen österreichischer Proben. Für insgesamt 11 Arten der nationalen Fauna konnten jedoch keine genetischen Daten ermittelt werden. In diversen Analysen zur Artabgrenzung fließen aber auch Daten dieser Arten aus anderen Regionen ein. Arten mit intraspezifischen Distanzen >0,5 % wurden unter Beiziehung aller verfügbaren Daten aus BOLD auf mögliche geografische Muster geprüft.
Systematik und Nomenklatur folgen weitgehend dem Katalog der Schmetterlinge Österreichs (HUEMER 2013).
Von insgesamt 1473 sequenzierten Proben aus allen Regionen Österreichs (Abb. 2) konnten 1320 Sequenzen >200 Bp aus 200 Arten ermittelt werden, 1263 Sequenzen aus 193 Arten weisen eine Länge von >500 Bp auf, 1224 Sequenzen genügen den strengen Kriterien von BOLD und sind als „barcode compliant“ ausgewiesen.
Abb. 2: Geografische Verteilung der Samples in Österreich. Erstellt mit SimpleMappr.
Die Proben verteilen sich auf folgende Familien: Nymphalidae (727), Lycaenidae (350), Pieridae (180), Hesperiidae (167), Papilionidae (43) und Riodinidae (6).
Die interspezifische genetische Distanz, der sogenannte Barcode Gap, ermöglicht eine einwandfreie Zuordnung und Bestimmung von Individuen auf Artniveau. Die mittlere Distanz zum nächsten Nachbarn beträgt 6,22 % und erreicht im Maximalfall 10,25 %. Umgekehrt scheitert die Bestimmung einer Art mittels DNA-Barcoding bei fehlendem Barcode Gap zu einer oder mehreren anderen Arten (Tabelle 2).
Im vorliegenden Artenbestand können insgesamt 172 der untersuchten 200 Arten und somit 86 % mittels DNA-Barcoding sicher bestimmt und von den nächststehenden Arten differenziert werden. Bei Berücksichtigung von externen Daten nicht sequenzierter Arten in BOLD lassen sich 180 von insgesamt 212 Arten, das sind 84,9 % der österreichischen Arten sicher mittels DNA-Barcodes determinieren.
Abb. 3: Der Osterluzeifalter (Zerynthia polyxena) aus der Familie der Ritterfalter ist eine von 200 nunmehr sequenzierten Tagfalterarten Österreichs. Foto: Peter Buchner.
Sequenzierter Artenbestand: 6 Arten; Sequenzen: 42.
Hohe intraspezifische Distanzen >2 %: 1 Art; geringe Distanzen zum nächsten Nachbarn <=2 %: 2 Arten. Keine Art ohne Barcode Gap (intraspezifisch >= interspezifisch). Somit sind sämtliche Papilionidae Österreichs einwandfrei mittels DNA-Barcode bestimmbar (Abb. 4).
Abb. 4: Neighbor-Joining Tree zur Abbildung genetischer Distanzen der sequenzierten Proben der Familie Papilionidae (Kimura 2-Parameter, konstruiert mit MEGA 6; cf. TAMURA et al. 2013). Hinweis: Die Skala bezieht sich nur auf Äste zwischen den Arten. Die Breite der Dreiecke repräsentiert die Anzahl der Proben, die Tiefe die relative genetische Variation innerhalb des Clusters (2x Skala). Datenquelle: BOLD.
Sequenzierter Artenbestand: 21 Arten; Sequenzen: 150. Hohe intraspezifische Distanzen >2 %: 2 Arten; geringe Distanzen zum nächsten Nachbarn <=2 %: 6 Arten.
Ein Artenpaar ohne Barcode Gap (intraspezifisch >= interspezifisch): Pyrgus alveus/Pyrgus warrenensis. Die darüber hinaus aus Österreich veröffentlichten Arten Pyrgus carlinae und Pyrgus cirsii teilen nach Daten aus BOLD den Barcode, differieren aber vom nächsten Nachbarn Pyrgus alveus minimal 1,31 %. Die ebenfalls aus dem Bundesgebiet publizierte und mutmaßlich ausgestorbene Spialia orbifer clustert nahe bei der rezent beschriebenen westmediterranen Spialia rosae (gemeinsamer BIN), beide Arten divergieren aber von der in Österreich weit verbreiteten Spialia sertorius deutlich. Somit sind 20 von 24 Hesperiidae Österreichs einwandfrei mittels DNA-Barcode bestimmbar (Abb. 5).
Abb. 5: Neighbor-Joining Tree zur Abbildung genetischer Distanzen der sequenzierten Proben der Familie Hesperiidae (Kimura 2-Parameter, konstruiert mit MEGA 6; cf. TAMURA et al. 2013). Datenquelle: BOLD.
Sequenzierter Artenbestand: 20 Arten; Sequenzen: 160. Hohe intraspezifische Distanzen >2 %: 1 Art; geringe Distanzen zum nächsten Nachbarn <=2 %: 6 Arten. Ein Artenpaar ohne Barcode Gap (intraspezifisch >= interspezifisch): Colias croceus/Colias erate.
Die von uns nicht sequenzierte Leptidea morsei weist nach Daten in BOLD eine genetische Distanz von Minimum 2,38 % zur nächststehenden Art in Österreich, L. sinapis, auf.
Somit sind 19 von 21 Pieridae Österreichs einwandfrei mittels DNA-Barcode bestimmbar (Abb. 6).
Abb. 6: Neighbor-Joining Tree zur Abbildung genetischer Distanzen der sequenzierten Proben der Familie Pieridae (Kimura 2-Parameter, konstruiert mit MEGA 6; cf. TAMURA et al. 2013). Datenquelle: BOLD.
Abb. 7: Der abgebildete Maivogel (Euphydryas maturna) unterscheidet sich im DNA-Barcode nicht vom Alpen-Maivogel (Euphydryas inter-media). Foto: Peter Buchner.
Sequenzierter Artenbestand: 100 Arten; Sequenzen: 619. Hohe intraspezifische Distanzen >2 %: 10 Arten; geringe Distanzen zum nächsten Nachbarn <=2 %: 22 Arten.
16 Arten ohne Barcode Gap (intraspezifisch >= interspezifisch): Brenthis daphne/Brenthis ino, Euphydryas maturna/Euphdryas intermedia, Melitaea aurelia/Melitaea asteria, Erebia tyndarus/Erebia cassioides/Erebia nivalis/Erebia calcaria, Erebia stirius/Erebia styx und Coenonympha arcania/Coenonympha gardetta/Coenonympha darwiniana/Coenonympha hero. Darüber hinaus lässt sich die von uns nicht sequenzierte Apatura metis, eine in Österreich nur einmal gemeldete, jedoch nicht durch Beleg gesicherte und daher sehr zweifelhafte Art, im DNA-Barcode nicht von Apatura ilia unterscheiden.
Abb. 8: Neighbor-Joining Tree zur Abbildung genetischer Distanzen der sequenzierten Proben der Familie Nymphalidae (alle Unterfamilien exkl. Satyrinae) (Kimura 2-Parameter, konstruiert mit MEGA 6; cf. TAMURA et al. 2013). Datenquelle: BOLD.
Abb. 9: Neighbor-Joining Tree zur Abbildung genetischer Distanzen der sequenzierten Proben der Nymphalidae – Satyrinae (Kimura 2-Parameter, konstruiert mit MEGA 6; cf. TAMURA et al. 2013). Datenquelle: BOLD.
Weitere in Österreich nachgewiesene, jedoch von uns nicht bzw. erfolglos sequenzierte Arten weisen hingegen deutliche Unterschiede zu anderen Arten der Landesfauna auf: Argynnis pandora divergiert vom nächsten Nachbarn in Österreich Argynnis aglaja um minimal 6,86 %, Nymphalis xanthomelas von Nymphalis antiopa um minimal 3,51 % und Melitaea parthenoides von Melitaea aurelia um minimal 2,91 %. Somit sind 88 von 105 Nymphalidae Österreichs einwandfrei mittels DNA-Barcode bestimmbar (Abb. 8–9).
Sequenzierter Artenbestand: 1 Art; Sequenzen: 6.
Die einzige Riodinidae-Art Österreichs divergiert vom nächsten Nachbarn der Landesfauna Carcharodus flocciferus um 6,18 % und ist somit zweifelsfrei mittels DNA-Barcode bestimmbar (Abb. 10).
Sequenzierter Artenbestand: 52 Arten; Sequenzen: 298. Hohe intraspezifische Distanzen >2 %: 3 Arten; geringe Distanzen zum nächsten Nachbarn <=2 %: 14 Arten. 8 Arten ohne Barcode Gap (intraspezifisch >= interspezifisch): Cupido alcetas/Cupido decoloratus, Lysandra bellargus/Lysandra coridon, Pseudophilotes baton/Pseudophilotes vicrama und Phengaris alcon/Phengaris rebeli.
Drei in Österreich nachgewiesene, jedoch von uns nicht sequenzierte Arten, weisen deutliche Unterschiede zu anderen Arten der Landesfauna auf: Lampides boeticus divergiert vom nächsten Nachbarn in Österreich Pseudophilotes vicrama um minimal 6,11 %, Leptotes pirithous von Phengaris arion um minimal 8,02 % und Polyommatus admetus von Polyommatus damon um minimal 4,69 %. Somit sind 47 von 55 Lycaenidae Österreichs einwandfrei mittels DNA-Barcode bestimmbar (Abb. 10).
Abb. 10: Neighbor-Joining Tree zur Abbildung genetischer Distanzen der sequenzierten Proben der Familien Riodinidae und Lycaenidae (Kimura 2-Parameter, konstruiert mit MEGA 6; cf. TAMURA et al. 2013). Datenquelle: BOLD.
Die Abgrenzung morphologisch bestimmter Arten mittels BIN führte zu weitgehend kongruenten Ergebnissen.
1263 Proben aus 193 Arten konnten einem BIN zugeordnet werden. Der Großteil der Arten gruppiert in einem einzigen BIN, im Extremfall sind es aber auch innerhalb Österreichs bis zu 3 BINs (Tabelle 1): 180 Arten (1 BIN), 9 Arten (2 BINs), 4 Arten (3 BINs).
Tabelle 1: Tagfalter Österreichs mit mehr als einem BIN (Quelle BOLD)
Weitere Arten mit mehreren BINs sind bei umfassenderen zukünftigen Beprobungen durchaus zu erwarten. So clustert beispielsweise Erebia pronoe nach heutigen Kenntnissen in Europa in 4 BINs, eine der bisher in Österreich nicht nachgewiesenen parapatrischen genetischen Linien kommt im Bayerischen Allgäu vor und ist sehr wahrscheinlich auch im unmittelbar angrenzenden Vorarlberg präsent.
BIN-Sharing ist naturgemäß für alle im vorherigen Kapitel ge-nannten 31 Arten ohne Barcode Gap gegeben. Weitere Artenpaare mit geteiltem BIN sind: Pyrgus malvae/Pyrgus malvoides, Pyrgus andromedae/Pyrgus cacaliae, Pieris napi/Pieris bryoniae, Colias palaeno/Colias phicomone (1 BIN), Boloria aquilonaris/Boloria napaea, Erebia euryale/Erebia ligea, Plebejus idas/Plebejus argyrognomon und Polyommatus icarus/Polyommatus eros. Diese zusätzlichen über BINs nicht unterscheidbaren Taxa divergieren im Barcode geringfügig, jedoch konstant und lassen sich daher genetisch zweifelsfrei abgrenzen. Subsummierend können 164 von 212 Arten bzw. 77,4 % des Artenbestandes mittels BIN sicher determiniert werden.
Die Artdifferenzierung in mehreren untersuchten Artengruppen gilt selbst unter Experten als schwierig. DNA-Barcoding kann hier eine wesentliche Hilfe für die Absicherung einer korrekten Bestimmung sein und aufwändige Untersuchungen wie Genitalpräparation ersparen. Dies gilt vor allem für alle schwer bestimmbaren Hesperiidae sowie einige Lycaenidae, aber auch für Vertreter der Nymphalidae-Gattungen Boloria und Melitaea oder verschiedene Pieridae. Nachfolgend wird eine kleine Auswahl besonders kritischer Arten näher besprochen.
Die beiden Arten sind nur genitalmorphologisch sicher zu unterscheiden, weisen darüber hinaus aber auch ein parapatrisches Verbreitungsbild auf, d. h. sie kommen nur in ganz wenigen Regionen gemeinsam vor. Während die intraspezifi-sche Variationsbreite mit maximal 0,16 % bei Pyrgus malvae und 0 % bei P. malvoides sehr gering ist, liegt die minimale interspezifische Barcode Divergenz bei 1,08 %.
Abb. 11: Die beiden in Österreich weiter verbreiteten Senfweißlingsarten Leptidea sinapis und Leptidea juvernica lassen sich im DNA-Barcode leicht unterscheiden, äußerlich hingegen gar nicht. Somit ist auch das abgebildete Exemplar mittels Foto nicht auf Artniveau bestimmbar. Foto: Peter Buchner.
Die erst vor wenigen Jahren differenzierten und inzwischen sogar durch eine dritte europäische Art erweiterten Senfweißlinge (DINCĂ et al. 2011b) sind nach phänotypischen Merkmalen nicht sicher zu trennen, was in der Praxis dazu führt, dass diese Arten in vielen Untersuchungen als Artengruppe behandelt werden. Das daraus resultierende Datendefizit ermöglicht wenige korrekte Angaben zur Verbreitung, Ökologie oder Gefährdung der Arten, mit allen sich daraus ergebenden negativen Konsequenzen.
Im Barcode divergieren beide mitteleuropäischen Arten (aber auch die dritte Art L. reali aus SW-Europa) konstant, die österreichischen Proben minimal 2,64 %, bei einer maximalen intraspezifischen Divergenz von 0,31 % (L. sinapis) bzw. 0,33 % (L. juvernica).
Die beiden Arten lassen sich im adulten Stadium morphologisch nur mit Vorbehalt bestimmen, allerdings differieren Ökologie und das Raupenstadium zweifelsfrei. Interspezifi-sche Barcode Divergenzen sind, wie bereits in anderen Studien nachgewiesen (HAUSMANN et al. 2011), auch in unseren Proben mit Minimum von 2,67 % beachtlich.
Abb. 12: Das Männchen des Alpen-Perlmutterfalters (Boloria pales) kann vom Ähnlichen-Perlmutterfalter (Boloria napaea) nur genetisch sicher differenziert werden, eine sichere Bestimmung über Fotos ist unmöglich. Foto: Peter Buchner.
Boloria pales und B. napaea lassen sich zwar im weiblichen Geschlecht morphologisch leicht trennen, die korrekte Bestimmung von Männchen ist hingegen sehr kritisch. In unserem Datensatz wurden jedoch interspezifische Barcode Divergenzen mit Minimum 1,55 % gefunden. Auch die dritte, leichter zu differenzierende Art der Gruppe, Boloria aquilonaris, divergiert in ähnlichem Ausmaß mit etwa 1,5 %.
Das Artenpaar Aricia artaxerxes und A. agestis zählt vor allem in den Tieflagen Mitteleuropas zu den notorisch kritisch zu bestimmenden Tagfaltern (EBERT & RENNWALD 1991) mit vermutlich zahlreichen Fehlbestimmungen. Etliche der von uns gebarcodeten putativen A. agestis erwiesen sich jedenfalls A. artaxerxes zugehörig. Während morphologische Merkmale wie insbesondere die Ausdehnung der orangen Randflecken der Flügeloberseiten – ausgedehnt bei A. agestis, reduziert bei A. artaxerxes – in vielen Fällen keine sichere Bestimmung zulassen, unterscheiden sich beide Taxa konstant im DNA-Barcode. In unseren österreichischen Proben im Minimum 1,87 %, bei einer intraspezifischen Divergenz von maximal 0,31 % (A. agestis) bzw. 0,46 % (A. artaxerxes).
Eine überraschend große Zahl von Tagfalterarten Österreichs besitzen idente DNA-Barcodes (Barcode-Sharing) oder weisen eine Barcode-Überlappung (Barcode-Overlap) auf (Tabelle 2). Diese Arten können somit überhaupt nicht oder nur mit Einschränkungen, d. h. nicht alle Exemplare, nach ihren DNA-Barcodes bestimmt werden. Unser Datensatz ergibt für 28 Arten keine zweifelsfreie Bestimmung mittels Barcode. Nachfolgend werden mehrere Artenpaare exemplarisch erläutert.
Beide Arten zeigen eine erhebliche intraspezifische Variabilität im DNA-Barcode mit jeweils einer eigenständigen genetischen Linie sowie einem weiteren gemeinsamen Cluster. Ob und wieweit Introgression für dieses Muster verantwortlich ist, bleibt vorerst ungeklärt. Die Form polonus gilt jedenfalls nach der Morphologie als natürlicher Hybrid, was auf mögliche Introgression bei beiden Arten hindeuten würde.
Wie von TODISCO et al. (2015) beschrieben und anhand der österreichischen Sequenzen bestätigt wird, sind die Schwesterarten Pseudophilotes baton und P. vicrama anhand des Barcodes nicht sicher zu trennen. Die Bestimmung unserer sequenzierten Belege wurde daher anhand der Genitalmorphologie überprüft. Ein weiteres, nahe verwandtes Taxon mit Barcode-Überlappung, ist die auf der Iberischen Halbinsel verbreitete P. panoptes.
Während HAUSMANN et al. (2011) für Proben beider Taxa aus Deutschland eine konstante interspezifische Distanz von minimal 0,5 % postulieren, kann diese Divergenz nach unseren Daten nicht bestätigt werden, und beide Arten clustern gemeinsam.
Tabelle 2: Artenpaare mit minimalen interspezifischen Distanzen von 0–1 %
Barcode-Sharing zwischen den morphologisch sehr ähnlichen Arten Colias croceus und C. erate wird bereits von DINCĂ et al. (2011a) sowie von HAUSMANN et al. (2011) postuliert und trifft auch für österreichische Populationen zu.
Abb. 13: Der abgebildete Weißbindige Mohrenfalter (Erebia ligea) und der Weißbindige Bergwald-Mohrenfalter (Erebia euryale) unterscheiden sich im DNA-Barcode geringfügig, aber konstant. Foto: Peter Buchner.
Im Gegensatz zum oben genannten Pyrgus-Artenpaar kann hier die von HAUSMANN et al. (2011) für Deutschland festgestellte geringe Distanz nach unseren Daten bestätigt werden. Beide Arten divergieren in Österreich mit minimal 0,66 %, allerdings bei einer erheblichen intraspezifischen Divergenz von maximal 0,5 % (E. ligea) bzw. 0,62 % (E. euryale). Die sichere Bestimmung mittels DNA-Barcode ist allerdings auf europäischer Ebene nicht mehr gegeben, hier clustern beide Arten gemeinsam und überlappen sich im Barcode!
Die lange umstrittenen Taxa Erebia styx und E. stirius wurden von JUTZELER et al. (2001a, 2001b) als morphologisch konstant, wenn auch unauffällig getrennte Arten, anerkannt, die teils in Sympatrie auftreten. Eine umfassende weitere Studie widmete sich der Verbreitung, wobei Material aus beinahe allen bisher bekannten Fundorten untersucht werden konnte (JUTZELER et al. 2002a, 2002b). Nach diesen Arbeiten sowie neueren Untersuchungen (DEUTSCH 2017) sind die von uns genetisch erfassten Belege von E. stirius aus Osttirol zweifelsfrei. Sie zeigen gemeinsam mit E. styx einen weiteren bisher unbekannten Fall von Barcode-Sharing in der europäischen Schmetterlingsfauna und deuten auch diesbezüglich auf eine phylogenetisch junge Aufsplittung hin.
Arten der Erebia tyndarus-Gruppe gelten trotz kryptischer morphologischer Merkmale als unumstritten, sie lassen sich allerdings nach bisherigen Erkenntnissen im Barcode nicht differenzieren (HUEMER & HEBERT 2016). Unsere Studie belegt die Übereinstimmung im Barcode, auch für die bislang noch nicht berücksichtigte E. calcaria.
Der Artstatus von Coenonympha darwiniana ist umstritten und das Taxon gilt bei manchen Autoren als Hybrid von C. gardetta und C. arcania. Die einzige bekannte Population aus Österreich aus Kärnten (St. Jakob im Lesachtal, Mussen) stimmt morphologisch weitgehend mit C. darwiniana aus den Südwestalpen überein und wird daher diesem Taxon zugeordnet. Barcode-Sharing aller drei Taxa, also auch der unumstrittenen C. arcania und C. gardetta, deutet auf mögliche Ingression in dieser Artengruppe hin.
Aufgrund der Anpassungsfähigkeit des Wachtelweizenscheckenfalters (M. athalia) wird diese Art in verschiedensten Habitaten aufgefunden. Sie besiedelt sowohl trockene als auch feuchte, magere Lebensräume bis auf eine Höhe von 2000 m (PRO NATURA 2000). Die Artengruppe um M. athalia gilt als schwer zu determinieren. Für eine sichere Unterscheidung von M. britomartis und M. aurelia ist in vielen Fällen eine Genitalpräparation empfehlenswert. Wie in ACHTELIK (2006) diskutiert, ist die Taxonomie des Taxons M. athalia noch nicht vollständig geklärt. Im männlichen Genital lassen sich zwei Formen unterscheiden: M. athalia athalia mit Uncusspitzen, deren Verbreitungsgebiet sich von Nordfrankreich nördlich der Alpen in den Osten bis nach Japan zieht und die uncusspitzenlose M. athalia celadussa, welche sowohl in der Schweiz, Südfrankreich und wieder in der Spanischen Sierra Nevada vorkommt. In den Überlappungsgebieten gibt es alle Übergänge zwischen den beiden Genitalformen. Dies lässt auf Hybridisierung schließen, welche ACHTELIK (2006) anhand genetischer Untersuchung verschiedener Loci bestätigt. Er vermutet, dass sich während der Eiszeit und des damit ausgeprägten Eisschildes Populationen nördlich und südlich der Alpen differenzieren konnten. Allerdings fand nach diesem Autor keine abgeschlossene Speziation statt. Nach Rückzug der Gletscher bildete sich eine funktionelle Fortpflanzungsgemeinschaft, obwohl sich in den genetischen Daten drei Gruppen erkennen lassen: eine Nordgruppe, eine Südgruppe und die polnische Population.
Die Barcodeergebnisse spiegeln diese Untersuchungen nicht wider. Im Ähnlichkeitsbaum sind 2 Cluster von M. athalia zu erkennen, welche mit durchschnittlich 4,11 % voneinander getrennt sind. M. athalia athalia ist im Barcode von M. aurelia, M. parthenoides, M. varia, M. asteria und M. britomartis geringer unterschieden als von M. athalia celadussa. Tiere aus beiden Clustern konnten in Österreich festgestellt werden. Belege aus dem oberen Inntal Nordtirols sowie teilweise auch aus Vorarlberg gehören dem Cluster M. a. celadussa an. Die untersuchten Belege weisen jedoch Uncusspitzen auf und sind hiermit ein Hinweis auf Hybridisierung. Auch AISTLEITNER (1999) postuliert für Vorarlberg und Liechtenstein eine Hybridisierungszone. Bemerkenswert erscheinen in diesem Zusammenhang letztlich die Ergebnisse einer umfassenden genetischen Studie von LENEVEU et al. (2009). Demnach ist M. celadussa, in der genannten Arbeit auf Artstatus erhoben, nicht das Schwestertaxon von M. athalia und mit dieser nicht direkt verwandt.
Der Goldene Scheckenfalter (Euphydryas aurinia) tritt in Österreich einerseits in Niedermooren und extensiven Wiesen der Tallagen bis in die montane Region auf, andererseits oberhalb der Waldgrenze. Diese Populationen lassen sich auch phänotypisch trennen, der taxonomische Status ist jedoch äußerst umstritten und schwankt je nach Autor zwischen Unterarten bis hin zu Semispezies (BALLETTO et al. 2014). Da es sich um eine in den Anhängen II und IV der Fauna-Flora-Habitat-Richtlinie gelistete und somit streng geschützte Art handelt, für die Schutzgebiete auszuweisen sind, ist diese Diskrepanz von erheblicher naturschutzrechtlicher Relevanz. DNA-Barcode Sequenzen aus Österreich divergieren zwar konstant, jedoch minimal und unterstützen somit eher zwei Unterarten, E. aurinia aurinia und E. aurinia glaciegenita, als zwei separate Arten (Abb. 14). Unter Berücksichtigung aller in BOLD frei verfügbaren Sequenzen von E. aurinia ergibt sich jedoch ein differenziertes Bild. Sequenzen von rumänischen Tieren aus dem Flachland clustern hier gemeinsam mit alpinen E. aurinia glaciegenita.
Abb. 14: Neighbor-Joining Tree zur Abbildung genetischer Distanzen der österreichischen sequenzierten Proben von Euphydryas aurinia (Kimura 2-Parameter, konstruiert mit MEGA 6; cf. TAMURA et al. 2013). Datenquelle: BOLD.
Abb. 15: Der in Europa streng geschützte Goldene Scheckenfalter (Euphydryas aurinia) kommt in Österreich in gefährdeten Talpopulationen sowie einer ungefährdeten Gebirgsunterart vor. Foto: Peter Huemer.
Der taxonomische Status von Lycaena tityrus und Lycaena subalpinus ist in Fachkreisen umstritten. Letztere gilt meist als Unterart, wurde jedoch bei HUEMER (2013) überhaupt nicht mehr separat aufgelistet. BALLETTO et al. (2014) vertreten jedoch neuerdings wieder die Ansicht, dass es sich bei beiden Taxa um parapatrisch verbreitete Arten handelt, die in wenigen räumlich begrenzten Gebieten wie beispielsweise den südlichen Dolomiten Hybridpopulationen bilden. Geringfügige konstante Barcode-Divergenzen in unserem Datensatz unterstützen die These von zwei separat zu behandelnden Taxa (Abb. 16). Auch bei Berücksichtigung weiterer Sequenzen aus Spanien oder Rumänien clustert das Taxon subalpinus separat, jedoch zunehmend geringfügiger.
Der taxonomische Status des Lungenenzian-Bläulings (Phengaris alcon) und des Kreuzenzian-Bläulings (Phengaris rebeli) ist trotz einer Vielzahl von Untersuchungen umstritten (siehe KUDRNA & FRIC 2013). Unsere Proben umfassen jedenfalls Exemplare beider Taxa, die jedoch durch völlig übereinstimmende DNA-Barcodes keine Unterstützung finden.
Eine Reihe von Arten weisen selbst innerhalb von Populationen eine auffallend divergente genetische Struktur im DNABarcode auf, mit teils mehreren deep splits (siehe Tabelle 1). Die Ursachen für diese genetischen Aufspaltungen können vielfältige Ursachen haben, die von Introgression bis hin zu Wolbachia-Infektionen reichen können. Stellvertretend werden hier zwei Beispiele angeführt.
DNA-Barcodes von Thymelicus sylvestris aus Österreich gruppieren in 3 deutlich getrennte genetische Linien, in Europa sind es sogar 5. Daraus ergibt sich eine maximale innerartliche Divergenz von 4,26 %. Trotz dieser ungewöhnlichen Distanzen gibt es aktuell keine Hinweise auf kryptische Diversität.
Die Art tritt in Österreich in drei nach aktuellem Datenstand geografisch nicht scharf getrennten Clustern auf. Eine Linie clustert gemeinsam mit Colias phicomone. KRAMP et al. (2016) vermuten hier eine Hybridisierung mit C. phicomone während einer der letzten Eiszeiten. Mit 10,25 % maximaler intraspezifischer Divergenz ist Colias palaeno ein extremes Beispiel genetischer Variabilität. Nach den verfügbaren Daten in BOLD weisen viele morphologisch differenzierte Colias-Arten keine oder nur geringe intraspezifische Divergenzen auf. So finden sich beispielsweise innerhalb des BIN BOLD:AAA3447 etwa 50 gemeinsam clusternde Taxa! WHEAT & WATT (2008) vermuten, dass viele Arten der Gattung Colias phylogenetisch jung und daher im Barcode noch nicht getrennt sind. Weiteres sind auch Fälle von Hybridisierung bekannt (WANG & PORTER 2004).
Abb. 16: Neighbor-Joining Tree zur Abbildung genetischer Distanzen der mitteleuropäischen sequenzierten Proben von Lycaena tityrus (Kimura 2-Parameter, konstruiert mit MEGA 6; cf. TAMURA et al. 2013). Datenquelle: BOLD.
Eine beachtliche Anzahl der Tagfalterarten Österreichs weist unterschiedliche, geografisch korrelierte Divergenzen auf, die phylogeografische Muster und somit glaziale Refugialund postglaziale Besiedlungsprozesse abbilden. Vor allem tiefe Splits sind zukünftig in integrativ-taxonomischen Studien auf mögliche kryptische Diversität zu prüfen. Allerdings finden sich bei einer Reihe von Arten eher geringfügige, geografisch korrelierte Divergenzen im DNA-Barcode, die ebenfalls besondere Beachtung verdienen, sind sie doch ein Spiegelbild der genetischen Vielfalt dieser
Arten in Österreich. Zu diesen Taxa zählen beispielsweise Hipparchia semele, Oeneis glacialis, Polyommatus amandus, Polyommatus thersites und Plebejus argus.
Abb. 17: Der Hochmoorgelbling (Colias palaeno) zeigt das höchste Ausmaß genetischer Variabilität innerhalb der Tagfalter Österreichs. Foto: Peter Buchner.
Mehrere auffallende Beispiele mit deutlich getrennten Clustern werden hier kurz beschrieben.
Verschiedene Autoren, u. a. DINCĂ et al. (2015), weisen zwei signifikant um 2,6 % getrennte allopatrische genetische Linien des Schwarzen Apollo (Parnassius mnemosyne) in Europa nach. Die westliche Linie kommt in Vorarlberg und dem westlichsten Nordtirol vor, die östliche vom östlichen Nordtirol bis nach Ost- und Südösterreich. Die westlichen Populationen gehören nach HASLBERGER & SEGERER (2016) zur ssp. korbi, allerdings ist die finale taxonomische Bewertung offen, und es besteht die Möglichkeit, dass in Österreich zwei vikariierende Arten vorkommen.
DINCĂ et al. (2015) belegen in Europa zwei allopatrische genetische Linien, die nach unseren Untersuchungen beide in Österreich vertreten sind. Nach erweiterten aktuellen Daten scheint eine der beiden Linien überwiegend südwesteuropäisch verbreitet zu sein, das Areal reicht jedoch bis nach Südkorea. Die zweite Linie wurde von Frankreich bis nach Rumänien nachgewiesen. Erstere wurde in Österreich aus dem Westen nachgewiesen, letztere aus dem Osten des Bundesgebietes. Demnach lässt sich aus dem europäischen Datensatz keine zweifelsfreie geografische Trennung ableiten, und weitere Untersuchungen in den Grenzbereichen sind erforderlich, um dieses Problem abzuklären.
Abb. 18: Der taxonomische Status der beiden nachgewiesenen genetischen Linien des Schwarzen Apollos (Parnassius mnemosyne) ist noch ungeklärt. Foto: Peter Huemer.
Abb. 19: Verbreitungskarte der sequenzierten Proben der Unterarten von Melitaea didyma. Erstellt mit SimpleMappr. Datenquelle: BOLD.
Abb. 20: Neighbor-Joining Tree zur Abbildung genetischer Distanzen der sequenzierten Proben von Melitaea didyma (Kimura 2-Parameter, konstruiert mit MEGA 6; cf. TAMURA et al. 2013). Datenquelle: BOLD.
Abb. 21: Neighbor-Joining Tree zur Abbildung genetischer Distanzen der sequenzierten Proben von Lycaena alciphron (Kimura 2-Parameter, konstruiert mit MEGA 6; cf. TAMURA et al. 2013). Datenquelle: BOLD.
Der Melitaea didyma-Komplex ist aufgrund seines großen Verbreitungsgebiets, der umstrittenen Taxonomie und der schwer zu differenzierenden Arten in den letzten 20 Jahren sowohl morphologisch (KOLESNICHENKO 1999, KOLESNICHENKO et al. 2011) als auch genetisch (PAZHENKOVA et al. 2015, PAZHENKOVA & LUKHTANOV 2016) eingehend erforscht worden. PAZHENKOVA et al. (2015) diskutieren den Status genetisch separater Linien in Europa als mögliche separate Arten. In einer weiteren Studie werden die insgesamt sieben Haplogruppen des M. didyma-Komplexes jedoch tentativ als weitgehend allopatrisch verbreitete Unterarten bewertet, mit Nachweisen von vier Unterarten in Europa (Abb. 19–20). In Österreich konnten nunmehr erstmals M. d. neera für Niederösterreich nachgewiesen und M. d. didyma für Vorarlberg und Nordtirol bestätigt werden. Eine weitere von PAZHENKOVA et al. (2015) sowie PAZHENKOVA & LUKHTANOV (2016) nicht bearbeitete Unterart mit Vorkommen südlich der Alpen auf der Italienischen Halbinsel, in Südfrankreich und Slowenien sowie nach unseren Untersuchungen auch in Kärnten und der Steiermark, ist namentlich noch nicht sicher fixiert.
Die genetische Auswertung von Melitaea cinxia-Barcodes aus dem gesamten Verbreitungsgebiet hat gezeigt, dass diese Art eine deutliche phylogeografische Struktur aufweist (WAHLBERG & SACCHERI 2007). Die genannten Autoren separieren die Haplotypen in eine stark divergente nordafrikanische Linie (Marokko) sowie einen westlichen (Iberische Halbinsel, Frankreich, Italien und die Isle of Wight), östlichen (Zentralschweden, Finnland bis nach Nordwestchina und Nordiran) und zentralen (Mitteleuropa, von Südschweden über Norditalien bis in Türkei und den Libanon) Cluster. Die Sequenzen aus dem nördlichen und südwestlichen Niederösterreich sowie aus dem Burgenland und Südkärnten gehören zum östlichen, jene aus dem östlichen Niederösterreich zum zentralen, und jene aus Nordtirol und dem mittleren Kärnten zum westlichen Cluster.
Abb. 22: Eine oder gar zwei Arten – das ist eine der ungelösten Fragen beim Violetten Feuerfalter (Lycaena alciphron). Foto: Peter Buchner.
Der Violette Feuerfalter (Lycaena alciphron) wird in Mitteleuropa in zwei phänotypisch gut differenzierte Unterarten untergliedert. Die Nominatunterart sowie die ssp. gordius. DNA-Barcode Daten aus Österreich clustern signifikant unterschiedlich (Abb. 21). Dies unterstützt das Vorliegen von zwei Taxa, deren taxonomischer Status überprüfungsbedürftig erscheint. Der NJ-Tree wurde ausschließlich mit mitteleuropäischen Sequenzen erstellt, im gesamteuropäischen Vergleich findet man in Spanien noch einen dritten Cluster.
DNA-Barcoding gewinnt in Mitteleuropa durch mehrere nationale Forschungsvorhaben wie ABOL (Austrian Barcode of Life) oder GBOL (German Barcode of Life) zunehmend an Bedeutung für eine genetisch gesicherte Artbestimmung. Diese basiert wesentlich auf der weitgehenden Kongruenz molekularer Ergebnisse und diagnostisch-morphologischer Merkmale. Die Übereinstimmung wurde bei Schmetterlingen für große Artenzahlen mehrfach belegt (HAUSMANN et al.
2011, HUEMER & HEBERT 2015, 2016) und scheint in der Ordnung überdies weitgehend unabhängig von geografischen Distanzen der Proben zu sein (LUKHTANOV et al. 2009, HUEMER et al. 2014, MUTANEN et al. 2012). Eine ähnlich große Erfolgsrate in der zweifelsfreien Determination gilt aber auch für viele andere Insekten wie z. B. Hautflügler (SCHMIDT et al. 2015), Käfer (HENDRICH et al. 2015), Netzflügler (MORINIÈRE 2014) sowie weitere Tiergruppen wie z. B. Wirbeltiere (KNEBELSBERGER et al. 2014). In allen genannten Studien wurden aber auch ungeklärte Inkongruenzen gefunden, vielfach kryptische Diversität (RAUPACH et al. 2015).
Die Tagfalter Österreichs machen sowohl bezüglich genetisch basierter Bestimmungs-Erfolgsrate als auch in Hinblick auf mögliche versteckte kryptische Diversität grundsätzlich keine Ausnahme. Insgesamt lassen sich 180 von 212 Arten (84,9 %) zweifelsfrei mit DNA-Barcodes determinieren. Das scheint auf den ersten Blick ein ausgezeichneter Wert, er ist allerdings deutlich niedriger als in taxonomisch umfassen deren Studien der mitteleuropäischen Schmetterlingsfauna wie bei Großschmetterlingen Bayerns mit diagnostischen Barcodes für etwa 99 % des Artenbestandes (HAUSMANN et al. 2011). Auch HUEMER & HEBERT (2016) fanden für 2563 Schmetterlingsarten des zentralen Alpenraumes ebenfalls nur bei 43 Arten Barcode-Sharing bzw. bei weiteren 41 Arten geringe Divergenzen. Insgesamt liegt der Anteil an sicher durch Barcodes bestimmbaren Arten in dieser Studie bei etwa 97 % und somit ebenfalls signifikant höher als die Barcode Performance bei österreichischen Tagfaltern. Ähnlich deutlich weichen die Erfolgsaussichten bei Bestimmung mittels BIN ab. Während HUEMER & HEBERT (2016) bei 2442 Arten aus Tirol und Südtirol für 95,2 % eine sichere Determination über BINs vermerken, sind es in unserer Studie lediglich 77,4 % des Artenbestandes, die sich über BINs zweifelsfrei einer Art zuordnen lassen.
Die Ursachen für diese Diskrepanzen könnten einerseits in einer teilweise übersplitteten Taxonomie bei Tagfaltern liegen, wie beispielsweise die umstrittenen Artenpaare Phengaris alcon/Phengaris rebeli und Coenonympha gardetta/Coenonympha darwiniana. Die weit fortgeschrittene integrativ-taxonomische Bearbeitung vieler Tagfalter mit gut begründeter Abgrenzung phylogenetisch junger und genetisch mittels DNA-Barcodes nicht differenzierter Arten, beispielsweise im Erebia tyndarus-Artenkomplex, deutet aber eher darauf hin, dass in anderen weniger bekannten Schmetterlingsgruppen mit erheblicher versteckter Diversität zu rechnen ist.
Melitaea didymaMelitaea cinxiaMelitaea variaParnassius mnemosyne