Die Reaktion der Säugetiere auf Umweltveränderungen
Der heutige Rückgang der biologischen Vielfalt ist tausend Mal höher als der Umfang des Artensterbens in der Vergangenheit. Als einer der Haupttreiber dieses katastrophalen Verlusts stellte der Klimawandel eine bedeutende ökologische Herausforderung weltweit dar. Um die Folgen des Klimawandels für die Biodiversität besser zu verstehen, untersuchte die EU-finanzierte Initiative ARC (Adaptive responses to climate change) die Reaktion eines alpinen Säugetiers auf Umweltveränderungen. Der Murmeltier (Marmota marmota) ist Teil des sehr anfälligen Ökosystems der Alpen und stellt als solche eine ideale Modellspezies dar. Die Forscher verwendeten Daten von 1.329 Murmeltieren aus mehr als 22 Jahren (1991-2013), um die Anfälligkeit oder Widerstandsfähigkeit von Murmeltierpopulationen auf den aktuellen Klimawandel zu bewerten. Während der 22-jährigen Studie nahmen die Umgebungstemperaturen im Frühling und die Sommertrockenheit zu und die Winter wurden härter. Als Reaktion auf diese Umweltveränderungen wurde eine Abnahme der Wurfgröße festgestellt. Vorläufige Analysen zeigten spätere Veränderungen in der Bevölkerungsdynamik. Die Untersuchung der Dynamik von Größe, Masse und Körpertemperatur - drei physikalische Eigenschaften, die stark mit Fortpflanzung und Überleben in Verbindung stehen- bietet einen mechanistischen Einblick in die Beziehung zwischen Umweltvariablen und Populationsdynamik. Im Laufe der 22-jährigen Studie verringerte sich die Größe der Murmeltiere, während die Masse konstant blieb. Darüber hinaus wurde die Masse durch Sommer- und Winterbedingungen beeinflusst, während die Größe nur auf zwischenjährliche Schwankungen der Frühjahrsbedingungen reagierte. Allerdings bestand bei beiden Dynamikmerkmalen kein Zusammenhang zu genetischen Reaktionen auf die Selektion. Durch die Erfassung der Körpertemperatur von 40 Murmeltieren über mehr als zwei Jahre entdeckten die Forscher, dass Murmeltiere ihre Körpertemperaturen den Umgebungsbedingungen entsprechend anpassen konnten; sowohl während des Winterschlafs als auch während der aktiven Phasen. Während der Winterruhe passten sie ihre Körpertemperatur an die spezifische Umgebungstemperatur im Bau an, was durch das soziale Umfeld gepuffert werden kann. Außerhalb der Winterruhe war die Körpertemperatur und Aktivität der Murmeltiere auch sehr flexibel. Im Sommer reflektierten die Muster der Körpertemperatur den zeitlichen Verlauf von Lufttemperatur, Niederschlag und Windgeschwindigkeit. Insbesondere beobachteten die Forscher niedrige Körpertemperaturen (unter 32°C) und wenig Aktivität während der kalten und regnerischen Tage in der aktiven Jahreszeit. Murmeltiere können daher auf schwierige Umweltbedingungen reagieren, indem sie sich in täglichen Torpor begeben (d.h. eine Art von kurzem Ruhezustand), bis sich die Bedingungen verbessern. Wenn Murmeltiere auf Umweltstörungen durch die Anpassung von Größe, Masse und Körpertemperatur entsprechend reagieren können, sollten die flexibelsten Exemplare die meisten Nachkommen produzieren und besser überleben. Somit wird die Auswertung der komplexen Dynamik zwischen Merkmalen und deren Formbarkeit auf Umweltveränderungen die Fähigkeit der Forscher bei der Bewertung der Frage verbessern, ob die beobachtete Plastizität eine adaptive Reaktion auf Umweltveränderungen sein könnte. Dies würde auch Aufschluss darüber geben, ob Murmeltierpopulationen widerstandsfähig genug sein können, um den künftigen Klimawandel zu bewältigen. Zu verstehen, wie sich der Klimawandel auf die Lebensfähigkeit einer gefährdeten Säugetierpopulation auswirkt, indem man dem mechanistischen Ansatz dieser Forschungsarbeit folgt, wird den die politischen Entscheidungsträgern helfen, Populationsveränderungen zu prognostizieren und Erhaltungsstrategien zu entwickeln.
Schlüsselbegriffe
Säugetiere, Klimawandel, Biodiversität, Alpenmurmeltier, Körpertemperatur, Winterschlaf, Körpergröße, Französische Alpen