Teamwork in den Tropen

14.09.2012

Teamwork in den Tropen

Biologen der TU Darmstadt beteiligt an weltweiter Studie zu Ökosystemen

Die Spezialisierung einzelner Arten in Ernährung und Verbreitung ist in tropischen Ökosystemen weniger ausgeprägt als Biologen bislang dachten. Spezialisten finden sich eher in gemäßigten Breiten. Damit sind hiesige Ökosysteme auch anfälliger gegen Störungen.

Der leuchtend rote Andenfelsenhahn (Rupicola peruviana) ernährt sich von Früchten von mehr als 100 verschiedenen Pflanzenarten des tropischen Bergregenwalds. Bild: Mathias Dehling
Der leuchtend rote Andenfelsenhahn ernährt sich von Früchten von mehr als 100 verschiedenen Pflanzenarten des tropischen Bergregenwalds. Bild: Matthias Dehling

Der leuchtend karmesinrote Andenfelsenhahn frisst die Früchte von mehr als 100 Pflanzenarten und verbreitet deren Samen. Damit befindet er sich in guter Gesellschaft, denn auch andere samenausbreitende Vögel und bestäubende Insekten sind – im Gegensatz zur bisherigen Lehrmeinung – in den Tropen weniger auf einzelne Pflanzen spezialisiert als ihre Gegenparts in den gemäßigten Breiten. Dies ist das überraschende Ergebnis der Studie einer internationalen Forschergruppe, die im Fachmagazin „Current Biology“ erschienen ist.

„Bislang wurden zwar einzelne Ökosysteme teilweise intensiv untersucht, ein Vergleich der Systeme untereinander war aber in diesem Maß noch nicht möglich“, erzählt Professor Nico Blüthgen, Biologe und Initiator der Studie. Er und seine Arbeitsgruppe haben jedoch ein Verfahren entwickelt, mit der solche Netzwerkanalysen möglich werden. Gleichzeitig haben sie zu den insgesamt etwa 80 Regionen, die weltweit miteinander verglichen wurden, für Mitteleuropa die meisten Datensätze über Bestäubung beigesteuert.

Unerwartetes Ergebnis: Spezialisten eher in gemäßigten Breiten

Bienen (hier die Westliche Honigbiene, Apis mellifera) zählen weltweit zu den wichtigsten Bestäubern von Blütenpflanzen. Ein Bienensterben kann daher ein Ökosystem aus dem Gleichgewicht bringen. Copyright: Eike Lena Neuschulz
Bienen zählen weltweit zu den wichtigsten Bestäubern von Blütenpflanzen. Ein Bienensterben kann daher ein Ökosystem aus dem Gleichgewicht bringen. Bild: Eike Lena Neuschulz

Für Bienen und Pflanzen ist das Zusammenleben ein Win-Win-Geschäft: Die Biene profitiert vom Nektar der Pflanze, im Gegenzug bestäubt sie die nächste besuchte Blüte mit Pollen. Einen ganz ähnlichen Effekt findet man bei fruchtfressenden Vögeln, die nebenbei auch die Pflanzensamen verbreiten. In einem Ökosystem gibt es sehr viele solcher mutualistischer Wechselbeziehungen zwischen Arten, die zusammen ein komplexes Netzwerk bilden. Wissenschaftler haben dieses „Wer mit Wem?“ nun in einer weltweiten Studie analysiert und herausgefunden, dass in Richtung Äquator die Spezialisierung von Bestäubern und Samenausbreitern auf einzelne Nahrungspflanzen abnimmt.

Seit Darwin gehen Biologen davon aus, dass in den Tropen die Beziehungen zwischen den Arten eines ökologischen Systems spezialisierter sind als in unseren gemäßigten Breiten. Doch, so zeigt eine neue Analyse, gibt es dort beipielsweise viele bestäubende Insekten und samenausbreitende Vögel, die sich auf einen kleinen Teil der vorhandenen Pflanzenarten spezialisiert haben.

Diese Ko-Evolution gegenseitiger Spezialisierung war bislang eine wichtige Erklärung dafür, dass in den Tropen mehr Arten leben als in den gemäßigten Breiten. „Die Ergebnisse unserer globalen Analyse widerlegen die Annahme, dass Lebensgemeinschaften in den Tropen grundsätzlich spezialisierter sind als solche in den gemäßigten Breiten.", so Matthias Schleuning und Jochen Fründ, die Leitautoren der Studie vom Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F) und der Universität Göttingen.

Generalisierung als Antwort auf die Pflanzenvielfalt

„Unsere Studienergebnisse zeigen auch, dass Spezialisierung zwischen Tier- und Pflanzenarten eher eine Folge der aktuell vorhandenen Ressourcen ist als das Ergebnis langfristiger Anpassungsprozesse“, erklärt Schleuning weiter. Dies wird durch einen weiteren Befund der Studie untermauert:

Gegenwärtige Klimabedingungen und die Pflanzenvielfalt in einem Ökosystem haben demnach mehr Einfluss auf die Wechselbeziehungen zwischen Tieren und Pflanzen als frühere Klimaschwankungen. „Eine einfache Erklärung für die Generalisierung in den Tropen könnte darin liegen, dass die große tropische Pflanzenvielfalt für die Tiere viele verschiedene Ressourcen in geringer Dichte bietet. Wer nicht besonders wählerisch ist, hat Vorteile, denn dann ist der Weg zur nächsten Nahrungsquelle nicht so weit und die Nahrungsaufnahme wird effizienter", so Fründ.

Ökosystem-Funktionen in den Tropen vermutlich robuster

Professor Nico Blüthgen, Fachgebiet Synthetic Ecological Networks, TU Darmstadt. Bild: privat
Professor Nico Blüthgen, TU Darmstadt. Bild: privat

Vorteile hat die Generalisierung in den Tropen auch für die Pflanzen, denn sie sind besser risikoversichert – wer gleich von mehreren Tierarten angeflogen wird, für den verringert sich das Risiko auszusterben, wenn einzelne Bestäuber oder Samenausbreiter verschwinden oder selten werden.

„Daher vermuten wir, dass bestimmte Ökosystem-Funktionen wie Bestäubung und Samenausbreitung in den Tropen weniger anfällig gegen Störungen sind als in den gemäßigten Breiten. Aufgrund der generalisierten Beziehungen und des höheren Artenreichtums können mehr Arten die Funktionen von einzelnen rückläufigen Arten ersetzen“, so Nico Blüthgen von der TU Darmstadt. Dass solche Störungen im Beziehungsgefüge zwischen Tieren und Pflanzen sogar beträchtliche wirtschaftliche Auswirkungen haben können, zeigt das aktuelle Bienensterben in den USA, das besonders dort zu hohen Kosten führt, wo alternative Bestäuber fehlen.

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