image: The meadow plots were part of the Long-Term Ecological Research Station in Cedar Creek, Minnesota, USA. The heating lamps placed above the meadows heated the meadow to approx. 3 degrees Celcius above the ambient temperature. view more
Credit: Jacob Miller
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.
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Journal
Science Advances