Daronja Trense

• Population genetics investigates genetic diversity and its changes within and between populations over space and time. Genetic diversity is important for fitness, adaptive capacity, and the survival of populations and is influenced by several factors, such as mutation, selection, genetic drift and gene flow. Copper butterflies (Lycaena) are suitable for analysing structures influencing population connectivity as they potentially form more or less closed populations. However, very little is known about their genetic diversity and what influences it. Therefore, this thesis (1) provides newly developed microsatellite markers and uses genetic markers (2) to investigate genetic diversity across four different Lycaena species in the European Alps and to determine (3) which geographic and species specific factors influence population structure, (4) which large- and small-scale structures impact the population structure, (5) how natural and anthropogenic structures influence the population structure within an Alpine valley, and (6) whether and how genetic diversity changes over time. It was shown that the postglacial relict species L. helle has a relatively high genetic diversity compared to the other three species investigated. This suggests that L. helle is still able to adapt to environmental changes. Low genetic diversity was found in L. tityrus subalpinus, although high gene flow was found within one population of this species. High mountain ridges and large river valleys can act as dispersal barriers for Copper butterflies and thus have an impact on population structures. Here, dispersal ability as a species-specific factor also plays an important role, as some barriers are less likely to affect the population structure in the more mobile species L. virgaureae. Furthermore, forests, ravines and roads, but not small rivers, represent dispersal barriers for L. tityrus subalpinus within an Alpine valley. Finally, over ten years, the genetic diversity of L. hippothoe eurydame has decreased, whereas that of L. helle has remained stable. Against the backdrop of increasing global changes, it is important to understand the genomic underpinning of population structure and adaptation as well as to investigate and monitor whether populations are able to adapt to changing environmental conditions.
• Populationsgenetik untersucht die genetische Diversität und dessen Änderungen innerhalb und zwischen Populationen über Raum und Zeit. Genetische Diversität ist entscheidend für die Fitness, Anpassungsfähigkeit und das Überleben einer Population und kann von verschiedenen Faktoren wie Mutation, Selektion, genetischer Drift und Genfluss beeinflusst werden. Feuerfalter (Lycaena) sind repräsentativ für die Analyse von Strukturen, die die Konnektivität von Populationen beeinflussen, da sie potenziell mehr oder weniger geschlossene Populationen bilden. Allerdings ist nur sehr wenig über deren genetische Vielfalt und wodurch diese beeinflusst wird bekannt. Diese Arbeit (1) stellt neu entwickelte Mikrosatelliten-Marker zur Verfügung und untersucht anhand von genetischen Markern (2) die genetische Diversität von vier verschiedenen Lycaena Arten in den Europäischen Alpen, (3) welche geographischen und artspezifischen Faktoren und (4) welche groß- und kleinräumigen Strukturen einen Einfluss auf die Populationsstruktur haben, (5) den Einfluss von natürlichen und anthropogenen Strukturen innerhalb eines alpinen Tals und (6) ob und wie sich die genetische Diversität über Zeit verändert. Die Ergebnisse zeigen, dass die postglaziale Reliktart, L. helle im Vergleich zu den anderen drei untersuchten Arten eine relativ hohe genetische Diversität besitzt. Dies deutet darauf hin, dass L. helle in der Lage ist, sich an Umweltveränderungen anzupassen. Eine geringe genetische Diversität wurde in L. tityrus subalpinus festgestellt, obwohl innerhalb einer Population dieser Art ein hoher Genfluss gefunden wurde. Hohe Gebirgskämme und große Flusstäler können für Feuerfalter eine Ausbreitungsbarriere darstellen und somit einen Einfluss auf die Populationsstrukturen haben. Hierbei spielt die Ausbreitungsfähigkeit als artspezifischer Faktor eine Rolle, da einige dieser Barrieren die Populationsstruktur der mobileren Art, L. virgaureae weniger stark beeinflussten. Des Weiteren stellten Wälder, Schluchten und Straßen, aber keine kleinen Flüsse Ausbreitungsbarrieren für L. tityrus subalpinus innerhalb eines alpinen Tals dar. Schließlich verringerte sich die genetische Diversität über zehn Jahre in L. hippothoe eurydame, blieb aber stabil in L. helle. Angesichts zunehmender globaler Veränderungen ist es wichtig, die genomischen Grundlagen der Populationsstrukturen und Anpassung zu verstehen und außerdem zu untersuchen und beobachten, ob Populationen in der Lage sind, sich an veränderte Umweltbedingungen anzupassen.