14.07.2017 | TOP NEWS, Experimentelle Interaktionsökologie, Medienmitteilung

Klimawandel: Biodiversität schützt gegen Verlust von Arten

Experimentierflächen mit Wärmelampen (Foto: Jacob Miller).

Experimentierflächen mit Wärmelampen (Foto: Jacob Miller).

Ein räuberischer, weblicher Fadenwurm unter dem Mikroskop (Foto: Marcel Ciobanu).

Ein räuberischer, weiblicher Fadenwurm unter dem Mikroskop (Foto: Marcel Ciobanu).

Wärmelampen über einer Lupinien-Monokultur (Foto: Susan Barrott).

Wärmelampen über einer Lupinien-Monokultur (Foto: Susan Barrott).

Eine Wärmelampe bei Nacht (Foto: Madhav P. Thakur).

Eine Wärmelampe bei Nacht (Foto: Madhav P. Thakur).

Leipzig, Minnesota. Der Klimawandel trägt zum weltweiten Verlust von Biodiversität bei. Jedoch kommen Ökosysteme mit einer höheren Biodiversität möglicherweise besser mit Erwärmung zurecht; dies geht aus einer in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlichten Studie hervor. Ein internationales Forschungsteam erwärmte in einem Experiment Wiesen künstlich und beobachtete, wie sich dies auf die Vielfalt von Fadenwürmern (Nematoden) im Boden auswirkte. Bei Wiesen, die in Monokultur angebaut waren, nahm die Artenzahl der Würmer ab, bei Wiesen mit vielen unterschiedlichen Pflanzenarten nahm sie jedoch zu.

In vielen Teilen der Welt wurde der vergangene Monat als der wärmste Juni verzeichnet, den es je gab. Letztes Jahr – 2016 – war das wärmste seit Beginn der Temperaturaufzeichnungen. Unser Planet erwärmt sich stetig. Diese führt zu unmittelbaren Problemen, etwa zu extremen Wetterereignissen oder dem globalen Anstieg des Meeresspiegels. Darüber hinaus sorgen sich Wissenschaftler jedoch, dass der Klimawandel auch indirekt unser Wohlergehen beeinträchtigen könnte: indem er die Biodiversität verändert – die Vielfalt des Lebens, von Pflanzen und Tieren bis hin zu Mikroorganismen. Biodiversität ist die Basis vieler Leistungen, die Ökosysteme uns Menschen bereitstellen, etwa sauberes Trinkwasser oder Nahrung. Heute stehen Ökologen vor der Frage: Was bedeutet eine wärmere Welt für die Biodiversität? Mehr Arten, weniger Arten oder bleibt alles beim Alten?

Eine Gruppe von Ökologen vom Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv), der Universität Leipzig und der University of Minnesota (USA) fand heraus, dass die Erwärmung eines Ökosystems die Artenvielfalt sowohl erhöhen als auch verringern kann. Die jeweilige Richtung dieses Effekts scheint davon abzuhängen, wie groß die anfangs vorhandene Biodiversität ist. In einem Langzeit-Feldversuch in Cedar Creek, Minnesota, richteten die Forscher mehr als 30 verschiedene Wiesen-Beobachtungsflächen ein – einige davon mit nur einer einzigen Pflanzenart (Monokulturen) und andere mit bis zu 16 verschiedenen Pflanzenarten. Anschließend erwärmten sie die Wiesenparzellen mit Heizlampen um ungefähr 3 °C. In der Folge protokollierten die Wissenschaftler, inwiefern dies die Nematoden beeinflusst – kleine, in großen Mengen im Erdreich vorhandene Würmer mit großem Artenreichtum. Nematoden nehmen in vielen Ökosystemen wichtige Aufgaben ein, zum Beispiel tragen sie dazu bei, den Boden fruchtbar zu machen, was für die Pflanzenproduktion unverzichtbar ist. Als die Forscher die Wiesen erwärmten, ging in den Monokultur-Parzellen die Vielfalt der Nematoden deutlich zurück. Auf den Beobachtungsflächen mit großer Pflanzenvielfalt nahm die Anzahl der Nematodenarten hingegen zu. Dr. Madhav P. Thakur, Hauptautor der Studie und Postdoktorand am Forschungszentrum iDiv und der Universität Leipzig, erklärt: „Die Geschichte ist schnell erzählt: Wir brauchen Biodiversität, wenn wir die Biodiversität in einer wärmeren Welt erhalten wollen.“

Das ist jedoch noch nicht das Ende der Geschichte. Denn die Forscher fanden zwar eine größere Anzahl von Nematodenarten in den erwärmten Beobachtungsflächen mit großer pflanzlicher Artenvielfalt, jedoch waren diese Nematodenarten näher miteinander verwandt – oder, um es anders auszudrücken, sie waren einander ähnlicher. „Der Grund dafür ist, dass diese Arten alle für eine bestimmten Eigenschaft selektiert wurden, nämlich der Toleranz gegenüber einer warmen Umwelt“, erklärt Thakur. „Diese Zunahme der Ähnlichkeit kann Auswirkungen darauf haben, wie gut biologische Gemeinschaften auf künftige Umweltveränderungen reagieren können. Denn eine größere Anzahl von Spezies stellt eine gewisse „Versicherung“ gegen negative Einflüsse dar, die jedoch potentiell eingeschränkt ist, wenn diese Arten einander sehr ähnlich sind“, erklärt Dr. Jane Cowles, Mitautorin und Postdoktorandin an der University of Minnesota. Was sind die Konsequenzen für die Stabilität unserer Ökosysteme? Um diese Frage besser beantworten zu können, müsse weiter geforscht werden, so die Autoren.

Die für den Versuch geschaffenen Monokultur-Wiesenparzellen ähnelten Wiesen, die man auch auf intensiv bewirtschafteten landwirtschaftlichen Flächen findet. Somit stellen die neuen Erkenntnisse eine wichtige Argumentationshilfe für Natur- und Umweltschützer dar, die sich für den Erhalt artenreicher Ökosysteme und Agrarflächen einsetzen, um die Biodiversität und somit das menschliche Wohlergehen in einer wärmeren Welt zu erhalten. Wenn auch mit gewissen Einschränkungen, so mag dies dennoch dazu beitragen, die negativen Auswirkungen der Klimaerwärmung abzuschwächen.

 

Publikation:

M. P. Thakur, D. Tilman, O. Purschke, M. Ciobanu, J. Cowles, F. Isbell, P. D. Wragg, N. Eisenhauer (2017): Climate warming promotes species diversity, but with greater taxonomic redundancy, in complex environments. Science Advances 3, e1700866. DOI: 10.1126/sciadv.1700866.

 

Ansprechpartner:

Dr. Madhav Thakur (spricht nur Englisch)
Post-Doktorand in der Forschungsgruppe Experimentelle Interaktionsökologie am Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) sowie an der Universität Leipzig
Tel. +49 341 9733193
Web: https://www.idiv.de/de/gruppen_und_personen/mitarbeiterinnen/mitarbeiterdetails/eshow/thakur-madhav-prakash.html

Prof. Nico Eisenhauer
Leiter der Forschungsgruppe Experimentelle Interaktionsökologie am Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) sowie Professor an der Universität Leipzig
Tel. +49 341 9733167
Web: https://www.idiv.de/de/gruppen_und_personen/mitarbeiterinnen/mitarbeiterdetails/eshow/eisenhauer-nico.html

Dr. Tabea Turrini
Abteilung Medien und Kommunikation am Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv)
Tel. +49 341 9733106
Web: https://www.idiv.de/de/gruppen_und_personen/zentrales_management/medien_und_kommunikation/ansprechpartnerinnen.html

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