Der Klimawandel und seine Folgen für seltene Arten
Im Rahmen der Förderung durch ein Marie-Skłodowska-Curie-Einzelstipendium wurde im EU-finanzierten Horizont 2020-Projekt EVOLMARIN das Verhältnis zwischen Toleranz und Plastizität einer Art und den Mustern ihrer geografischen Verbreitung untersucht. Die Forscher wollten die Persistenz ektothermer (wechselwarmer) Meereslebewesen bei Erwärmung oder Versäuerung der Ozeane zuverlässiger vorhersagen können. Die Meeresbiologen verglichen die generationenübergreifende Veränderungsfähigkeit und die schnelle Anpassungsfähigkeit bei seltenen und gemeinen Arten, die in Küstenhabitaten am Meeresboden leben, insbesondere bei Borstenwürmern (Polychaeta). Zudem modellierten die Forscher die physiologische und reproduktive Leistung der Arten zu einem Index für die Habitateignung. Die Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die seltenen Arten sogar schon auf sehr kleine Veränderungen in den Umweltbedingungen sensibler reagieren als gemeine Arten und damit anfälliger für den Klimawandel sind. Da diese seltenen Arten in Ökosystemen mit stark ausgeprägter biologischer Vielfalt eine Schlüsselrolle spielen, werden die Struktur und Funktionsweise zukünftiger Ökosysteme von ihren Reaktionen abhängen. Höhere Anfälligkeit Die Ergebnisse haben gezeigt, dass die Gruppe der seltenen Arten physiologisch anfälliger für die Erwärmung der Ozeane ist, weil sie höheren Temperaturen gegenüber weniger tolerant ist. „Seltene Arten konnten nicht gedeihen oder einen Generationswechsel schaffen, wenn die Temperatur auf Werte erhöht wurde, die etwa der Erwärmung der Ozeane entspricht, sodass wir davon ausgehen, dass generationenübergreifende phänotypische Veränderungen oder schnelle Anpassungen diese Gruppe vielleicht nicht retten könnten“, so die Forscherin Dr. Gloria Massamba N’Siala. Im Gegensatz dazu bestanden gemeine Arten in allen Szenarien über mehrere Generationen hinweg. „Die Temperatursteigerung war der Hauptauslöser der Reaktionen dieser Arten. Die Senkung des pH-Wertes hat ihre Leistung allerdings nicht so sehr beeinflusst, wahrscheinlich, weil sie schon in ihrer natürlichen Umwelt an die Anpassung an Schwankungen im pH-Wert gewöhnt sind“, erklärt Dr. Massamba N’Siala. Projektionen auf Basis der physiologischen Temperaturtoleranzen und Reproduktionsleistungen der Arten haben für das Szenario der Ozeanerwärmung für alle Arten einen globalen Anstieg in der thermischen Habitateignung gezeigt, besonders in Richtung der höheren Breiten. „Andererseits zeigte sich im südlichen Gebiet ihrer möglichen Verbreitung ein Verlust thermisch geeigneter Habitate für einige der seltenen Arten“, beobachtet Dr. Massamba N’Siala. Außerdem leben seltene Arten in Zukunftsszenarien eher näher an oder direkt bei den Temperaturen, die für ihre Reproduktionsleistung optimal sind. Darum haben sie ein höheres Risiko, wenn die Erwärmung in den kommenden Jahrhunderten weiter mit derselben Geschwindigkeit ansteigt. Dr. Massamba N’Siala erklärt: „Schon kleine Temperaturanstiege über das thermische Optimum hinaus könnten dafür sorgen, dass seltene Arten schnell reduziert werden, sodass es möglicherweise zu Verlusten in der biologischen Vielfalt des Meeres kommt.“ Bedeutung für den Schutz von Ökosystemen Die Ergebnisse aus EVOLMARIN haben deutlich gezeigt, dass seltene Arten in Szenarien der Ozeanerwärmung deutlich sensibler reagieren, und ein mechanistisches Verständnis dafür geliefert, welche Muster der Häufigkeit und Seltenheit von wechselwarmen Meerestieren in Küstenhabitaten zugrundeliegen. Da immer wieder nachgewiesen wird, wie wichtig seltene Arten für die einzigartigen Funktionen von Ökosystemen sind, stellt ihre starke Empfindlichkeit gegenüber der Ozeanerwärmung eine Bedrohung für die Integrität der Ökosysteme und ihrer Leistungen dar. Die Muster, die sich in EVOLMARIN ergeben haben, zeigen nicht nur prioritäre Ziele für den Schutz der biologischen Vielfalt auf, sondern auch welche Regionen von Veränderungen der Ozeane am schlimmsten betroffen sein werden. „Da Reaktionen so komplex und vielfältig ausfallen können, weil man nicht jede einzelne Art untersuchen kann und weil jeder experimentelle Ansatz Grenzen hat, müssen unbedingt Nachweise erbracht werden, die auf Basis von Fallstudien Muster von Reaktionen auf den globalen Wandel abbilden, um Entscheidungen, die den Schutz der biologischen Vielfalt betreffen, unterfüttern zu können“, so Dr. Massamba N’Siala abschließend.
Schlüsselbegriffe
EVOLMARIN, Arten, Ozean, biologische Vielfalt, Biodiversität, globaler Wandel, Plastizität