Um die Natur zu retten, konzentrieren Sie sich auf Populationen, nicht auf Arten

May 18, 2023

AMHERST, MA – Vom Menschen freigesetzte Treibhausgase führen zu einer Erwärmung der Welt, und diese Erwärmung bringt zunehmenden Stress für viele Pflanzen und Tiere auf dem Planeten mit sich. Dieser Stress ist so groß, dass viele Wissenschaftler davon ausgehen, dass wir uns derzeit mitten im „sechsten Aussterben“ befinden, bei dem ganze Arten bis zu 10.000 Mal schneller verschwinden als vor dem Industriezeitalter. Wissenschaftler sind sich jedoch nicht sicher, welche Ökosysteme und welche Arten am stärksten gefährdet sind.Neue Forschungsergebnisse, kürzlich veröffentlicht in Nature Climate Change ist der erste, der zeigt, dass der Fokus auf das Risiko auf Artenebene eine große Variabilität in der Temperaturtoleranz verdeckt, selbst innerhalb derselben Art, und dass diese Variabilität bei Meeresarten größer ist als bei Landarten. Die Ergebnisse haben unmittelbare Auswirkungen auf Management- und Naturschutzpraktiken und bieten einen Hoffnungsschimmer für die Bemühungen, sich an eine sich schnell erwärmende Welt anzupassen.

„Eine der wichtigsten biologischen Entdeckungen des letzten Jahrhunderts ist, dass die Evolution viel schneller ablaufen kann als bisher angenommen“, sagt Brian Cheng, Professor für Meeresökologie an der University of Massachusetts Amherst und leitender Autor der Studie. „Eine der Konsequenzen daraus ist, dass sich verschiedene Populationen genau derselben Art leichter an ihre lokale Umgebung anpassen können, als die traditionelle Biologie es für möglich gehalten hätte.“

Es stellt sich heraus, dass diese schnelle, lokale Anpassung möglicherweise dazu beitragen kann, das Überleben in einer sich erwärmenden Welt zu sichern.

Durch die Durchführung einer Metaanalyse von 90 zuvor veröffentlichten Studien, aus denen Cheng und seine Co-Autoren Daten zu 61 Arten extrahierten, konnte das Team eine Reihe von „oberen thermischen Grenzen“ erstellen – spezifische Temperaturen, oberhalb derer jede Art nicht überleben konnte. Als sie jedoch weiter hineinzoomten und 305 verschiedene Populationen aus diesem Pool von 61 Arten betrachteten, stellten sie fest, dass unterschiedliche Populationen derselben Meeresspezies oft sehr unterschiedliche thermische Grenzen hatten. Dies deutet darauf hin, dass einige Populationen unterschiedliche Fähigkeiten entwickelt haben, hohe Temperaturen zu tolerieren. Der Schlüssel liegt also darin, verschiedene Populationen derselben Art miteinander in Verbindung zu halten, damit die Populationen, die sich an die höheren Temperaturen angepasst haben, diesen Vorteil an die Populationen mit den niedrigeren thermischen Grenzen weitergeben können.

Mit anderen Worten: Stellen Sie sich eine weit verbreitete Meeresart vor, wie zum Beispiel den winzigen Atlantischen Killifisch, der von der warmen Küste Floridas in den Vereinigten Staaten im Norden bis zu den kalten Gewässern Neufundlands in Kanada vorkommt. Die Populationen der nördlichen Killifische könnten der Erwärmung des Wassers besser standhalten, wenn einige ihrer südlichen Verwandten in der Lage wären, ihr Verbreitungsgebiet auf natürliche Weise nach Norden zu verlagern.

„Maßstäbe sind wichtig“, sagt Matthew Sasaki, ein Meeresbiologe und Evolutionsökologe, der diese Forschung im Rahmen seines Postdoktorandenstipendiums an der University of Connecticut abgeschlossen hat und der Hauptautor der Arbeit ist. „Die Muster, die man artenübergreifend sieht, sind nicht die gleichen, die man innerhalb der Arten sieht, und das Gesamtbild stimmt nicht unbedingt mit dem überein, was auf lokaler Ebene passiert.“

In einer weiteren Wendung entdeckte das Team, das von der National Science Foundation finanziert wurde und sich aus Biologen zusammensetzte, die sowohl auf terrestrische als auch auf marine Ökosysteme spezialisiert waren, dass diese Variabilität innerhalb der Arten vor allem ein Merkmal von Tieren war, die im Ozean und in Gezeitengebieten leben . Populationen weit verbreiteter Arten, die an Land oder im Süßwasser leben, weisen in ihren thermischen Grenzen eine weitaus größere Homogenität auf und könnten daher empfindlicher auf steigende Temperaturen reagieren. An Land können Pflanzen und Tiere jedoch das Mikroklima nutzen, um sich abzukühlen und extreme Temperaturen zu vermeiden, indem sie sich beispielsweise an schattige Plätze begeben.

Insgesamt deuten die Forschungsergebnisse darauf hin, dass ein einheitlicher Ansatz für die Erhaltung und Bewirtschaftung aller Arten nicht funktionieren wird. Stattdessen, schreiben die Autoren, müssen wir verstehen, wie sich Populationen an ihre lokalen Bedingungen angepasst haben, wenn wir ihre Anfälligkeit für veränderte Bedingungen vorhersagen wollen. Ein effektiverer Ansatz würde darin bestehen, dafür zu sorgen, dass Meeresarten in ihrem gesamten Verbreitungsgebiet weite Teile unbeschädigten Lebensraums vorfinden, sodass sich verschiedene Populationen derselben Art vermischen und die Anpassungen weitergeben können, die ihnen beim Überleben in wärmeren Gewässern helfen. Und an Land müssen wir große Gebiete kühler Ökosysteme – etwa Urwälder – erhalten, die terrestrischen Arten als Zufluchtsorte nutzen können.

„Der Hoffnungsschimmer hier ist“, sagt Cheng, „dass wir mit auf die einzelnen Bevölkerungsgruppen zugeschnittenen Schutzmaßnahmen Zeit gewinnen können, sich an die sich erwärmende Welt anzupassen.“

– Diese Pressemitteilung wurde ursprünglich auf der Website der University of Massachusetts Amherst veröffentlicht