18.04.2018 | TOP NEWS, iDiv-Mitglieder

Wie entstehen Hotspots der Biodiversität in den Bergen?

Berge bei Yading, Sichuan, China (Foto: Adrien Favre).

Berge bei Yading, Sichuan, China (Foto: Adrien Favre).

Gentiana nahe Yubeng, Yunnan, China (Foto: Adrien Favre).

Gentiana nahe Yubeng, Yunnan, China (Foto: Adrien Favre).

Saxifraga auf exponiertem Berggipfel in der Nähe von Shangri-La, Yunnan, China (Foto: Jana Ebersbach).

Saxifraga auf exponiertem Berggipfel in der Nähe von Shangri-La, Yunnan, China (Foto: Jana Ebersbach).

Mitglieder des DFG Research Clusters PAK 807 (von links nach rechts: A. Hjalmarsson, M. Päckert, D.T. Tietze, I. Michalak, P. Strutzenberger, J. Ebersbach, A.N. Muellner-Riehl, D. Uhl, S. Pauls, A. Favre; nicht im Bild: S. Jähnig) (Foto: Alexandra Muellner-Riehl).

Mitglieder des DFG Research Clusters PAK 807 (von links nach rechts: A. Hjalmarsson, M. Päckert, D.T. Tietze, I. Michalak, P. Strutzenberger, J. Ebersbach, A.N. Muellner-Riehl, D. Uhl, S. Pauls, A. Favre; nicht im Bild: S. Jähnig) (Foto: Alexandra Muellner-Riehl).

Eine Studie in dem neuen Buch Mountains, Climate and Biodiversity postuliert wichtige Bedingungen

Von Alexandra Muellner-Riehl (Wissenschaftlerin bei UL/ iDiv)Leipzig / Dresden / Frankfurt. Eine Studie, die im neu erschienenen Buch Mountains, Climate and Biodiversity veröffentlicht wurde, postuliert, dass drei Rahmenbedingungen für die Entstehung montaner Biodiversitäts-Hotspots entscheidend sind: vollständige Höhenzonierung, klimatische Schwankungen und hohes Relief. In dieser Studie stellten wir Informationen zur Entwicklung der Geodiversität und der heutigen Biodiversität in der Tibet-Himalaya-Region zusammen. Unter anderem wurden Daten von Pflanzen- und Vogeluntersuchungen berücksichtigt, die ihm Rahmen unseres DFG-Forschungsclusters „Entstehung und Evolution der tibeto-himalayischen Lebewelt“ aufgenommen wurden, das in Leipzig, Dresden und Frankfurt durchgeführt wurde. Mit der Vorstellung der „Mountain-Geobiodiversity-Hypothese“ (Hypothese zur montanen Geo- und Biodiversität) unterstreicht unsere Studie die Bedeutung abiotischer Faktoren (Geologie, Klima) für die Entwicklung der Artenvielfalt in Gebirgen. Als Biodiversitäts-Hotspots werden Orte bezeichnet, an denen eine besonders große biologische Vielfalt zu finden ist, die gleichzeitig einer starken Gefährdung unterliegt. Solche Hotspots werden oft mit Gebieten in Verbindung gebracht, die sich durch tektonische und/oder gebirgsbildende (orogenetische) Aktivität auszeichnen. Über die Entstehungsgeschichte und Evolution dieser Hotspots ist jedoch noch wenig bekannt. Bis vor kurzem wurde in den meisten Studien die Gebirgsbildung (Orogenese) selbst als Hauptfaktor für die hohe Biodiversität in Gebirgsregionen, wie der Tibet-Himalaya-Region (THR), genannt. Der Beitrag von klimatischen Schwankungen und anderen potentiell wichtigen Schlüsselfaktoren zur Etablierung hoher Biodiversität in Bergregionen wurde oft vernachlässigt. Die THR ist eine geografische Region, deren Erhaltung global gesehen eine große Bedeutung zukommt. Sie umfasst das Qinghai-Tibet-Plateau, den Himalaya und einen weiteren Biodiversitäts-Hotspot, der als "Berge Südwestchinas" bekannt ist. Für unsere Studie entwickelten wir zunächst ein historisches Szenario für die THR, basierend auf Geografie, Klima, Monsun-Evolution, Austrocknung (Aridifikation) und Hebungsgeschichte. Wir fassten dann die neuesten Erkenntnisse zur Evolution der heutigen Biodiversität zusammen. Dabei berücksichtigten wir räumliche und zeitliche Muster von Pflanzen und von Wirbeltieren wie Amphibien, Reptilien, Fischen, Vögeln und Säugetieren. Wir bezogen auch Erkenntnisse aus unseren eigenen Studien zur Evolution verschiedener Pflanzengruppen (Enzian-, Steinbrechgewächse) und Wirbeltiere (Vögel) mit ein. Dabei hat uns interessiert: Wann haben sich im Laufe der Evolution besonders viele neue Arten entwickelt (Diversifikation)? Der Vergleich von Diversifikationszeiten für Wirbeltiere und Pflanzen in der THR ergab drei wahrscheinliche Phasen mit hoher Nettodiversifikation bei modernen Familien und Gattungen: vor 20 bis 15 Millionen Jahren (mittleres Miozän), vor ca. 7 Millionen Jahren (vor dem Miozän-Pliozän-Übergang) und zwischen 2 Millionen Jahren und 150 Tausend Jahren (Pleistozän). Diese Phasen waren verbunden mit Hebungsereignissen innerhalb der THR, einem Anstieg an Geodiversität, d.h. einer stärkeren Ausprägung des Reliefs, Klimaveränderungen und der Zunahme der Amplitude von klimatischen Schwankungen (Oszillationen). Allgemeiner betrachtet postulieren wir mit unserer "Mountain-Geobiodiversity-Hypothese ", dass drei Rahmenbedingungen erforderlich sind, um den Einfluss von Gebirgsbildung auf regionale Biodiversitätsmuster in Bergregionen zu maximieren: Erstens muss eine vollständige Zonierung mit Tiefland-, montaner und alpiner Zone vorliegen. Zweitens muss es klimatische Schwankungen geben, die einen „Artenpumpeffekt“ ermöglichen. Und drittens ist ein  hohes Relief mit Umweltgradienten entscheidend. Diese minimieren die Migrationsdistanzen für Organismen während des Klimawandels, bieten Refugien für das Überleben, aber auch geographische Barrieren, wodurch sich voneinander getrennte Populationen in verschiedene Richtungen und schließlich zu unterschiedlichen Arten entwickeln können (allopatrische Artbildung). Alexandra N. Muellner-RiehlPublikation: Mosbrugger, V., Favre, A., Muellner-Riehl, A.N., Päckert, M. & Mulch, A. (2018). Cenozoic Evolution of Geo-Biodiversity in the Tibeto-Himalayan Region. In: Mountains, Climate, and Biodiversity (Hoorn C. Perrigio, A. & Antonelli A. (eds)): 429-448. Wiley-Blackwell. ISBN: 978-1-119-15987-2. Kontakt: Prof. Dr. Alexandra N. Muellner-Riehl
Abteilung für Molekulare Evolution und Systematik der Pflanzen & Herbarium (LZ), Institut für Biologie, Universität Leipzig
Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv)
Web: https://www.biphaps.uni-leipzig.de/sysbot/
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