Wenn zehntausende Gnus durch die Serengeti wandern, wenn Wölfe Elche hetzen oder Wale Krill verschlingen, dann beeinflussen sie den Kreislauf des Kohlenstoffs in ihrem Ökosystem und damit indirekt auch das Klima. Klimaforscher haben sich traditionell auf biogeochemische Prozesse, Pflanzen und Mikroben konzentriert. Doch der Effekt einzelner Tierarten auf den Kohlenstoffkreislauf wurde bislang unterschätzt.

Das zumindest findet der Ökologe Oswald J. Schmitz. Der Forscher von der Yale University ist Hauptautor eines aktuellen Artikels über den Einfluss von Tieren auf unser Klima ("Animating the Carbon Cycle"). Wie viele seiner Kollegen meint er, dass die Zusammenhänge in Ökosystemen und die Rolle der Tiere von Klimaforschern und Politikern nicht genügend beachtet werden: "Wildtiere beeinflussen den Austausch von Kohlenstoff zwischen Land, Meer und Atmosphäre auf vielfältige Art und Weise. Das führt zu Multiplikationseffekten, deren Ausmaß von globaler Bedeutung sein kann."

Gnus und Mistkäfer machen die Serengeti zu einem Kohlenstoffspeicher

Ein gut untersuchtes Beispiel ist die Serengeti in Ostafrika. In einer intakten Savanne verwandeln Hunderttausende von Weidetieren wie Gnus, Gazellen und Zebras große Mengen Gras und Blätter in Dungfladen. Millionen Mistkäfer rollen den Dung ohne Unterlass zu Kugeln und vergraben diese mit ihren Eiern bestückt im Boden. Sie tun das nicht, um das Klima zu retten, sondern um ihrem Nachwuchs einen ordentlichen Futtervorrat in Form einer Dungkugel mit auf den Weg zu geben. Das Zusammenspiel von Pflanzen, Säugetieren und Insekten sorgt aber für die Bindung großer Mengen Kohlenstoff im Boden und verhindert, dass sich oberirdisch zu viel brennbares Pflanzenmaterial ansammelt.

Verbrannte Erde
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Große Tierherden halten den Bewuchs der Savanne kurz – und verhindern so die Ausbreitung von Flächenbränden. Durch Förderung der Tierherden reduziert sich im Gegenzug auch die Produktion von Kohlendioxid.

In der ersten Hälfte des vorigen Jahrhunderts schrumpften die Gnubestände der Serengeti durch die von Hausrindern eingeschleppte Rinderpest von 1,2 Millionen auf unter 300 000 Tiere. Daraufhin brannten in der Trockenzeit jedes Jahr 80 Prozent der Savanne in riesigen Buschfeuern. Große Mengen Kohlenstoff gelangten in die Atmosphäre. Erst als man 1963 begann, die Kühe rund um den Park mit einem neuen Impfstoff gegen Rinderpest zu impfen, steckten sich die Wildtiere nicht mehr an, und die Gnubestände konnten sich langsam erholen.

Die Ausbreitung der Buschfeuer verringerte sich daraufhin proportional zur Zunahme der Tiere. Wissenschaftler maßen pro Zuwachs von 100 000 Gnus eine zehnprozentige Verringerung der abgebrannten Savannenfläche. Das gestörte Ökosystem Serengeti verursachte nach Berechnungen der Forscher jährlich etwa ebenso viel Kohlendioxidemissionen wie die Verbrennung fossiler Energieträger in ganz Ostafrika. Gnus, Mistkäfer und Savannenbäume haben die Serengeti inzwischen wieder zu einer CO2-Senke gemacht. "Der Ausstoß von Kohlendioxid und Methan durch die Atmung beziehungsweise Verdauung der Gnus ist dabei vernachlässigbar gering, denn er macht nur einen Bruchteil der indirekten Effekte durch die Veränderung des Ökosystems aus", erläutert Schmitz und ergänzt: "Wenn wir die ökologischen Zusammenhänge und die Rolle der Tiere besser verstehen und entsprechend handeln, könnte das zu vergleichsweise günstigen Klimaschutzmaßnahmen führen."

Dreiklang aus Wolf, Elch und Wald

Die Wälder der Taiga, die sich wie ein grünes Band über die Nordhalbkugel unseres Planeten ziehen, speichern etwa ein Drittel des auf der Erde (terrestrisch) gebundenen Kohlenstoffs. Der Elch als großer Pflanzenfresser beeinflusst die Kohlenstoffverteilung in diesem Ökosystem direkt, indem er Pflanzen frisst, die sonst durch Fotosynthese atmosphärischen Kohlenstoff binden würden. Und indirekt, indem sein Dung die Nährstoffzusammensetzung der Streuschicht verändert und so das Baumwachstum bremst. Kleinere Bäume und Baumkronen führen zu wärmeren und trockeneren Böden und damit zu besseren Bedingungen für Waldbrände.

Elche als Klimasünder?
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Fehlen Raubtiere, wächst die Population großer Pflanzenfresser oftmals auf unnatürliche Weise – mit negativen Konsequenzen für die Kohlenstoffbilanz eines Ökosystems.

Unterm Strich bringen so unnatürlich große Elchpopulationen mehr CO2 in die Atmosphäre. In Nordamerika staksen statistisch gesehen 1 bis 1,5 Elche pro Quadratkilometer durch die Wälder – zu viele in den Augen der Ökologen. Würde sich der Bestand bei ungefähr 0,5 Elchen pro Quadratkilometer einpendeln, könnte dies der Atmosphäre durch das gesteigerte Pflanzenwachstum annähernd so viel Kohlenstoff ersparen, wie die Industrienation Kanada jedes Jahr bei der Verbrennung fossiler Energieträger in die Luft pustet, erläutern Schmitz und Kollegen. Die Wiederherstellung einer natürlichen Wolfspopulation in den borealen Wäldern Nordamerikas wäre daher nach Ansicht der Forscher eine effektive Klimaschutzmaßnahme. "Politiker denken beim Klimaschutz oft zuerst an kostspielige technische Lösungen. Das war bislang nur mäßig erfolgreich. Wir brauchen neue Konzepte und praktikable Maßnahmen, um den Kohlenstofffluss in die Atmosphäre zu begrenzen. Die natürliche Bindung von Kohlenstoff in den Ökosystemen auf nationaler und regionaler Ebene könnte hierzu ein viel versprechender Ansatz sein", argumentiert Schmitz.

Die Walpumpe stottert

Auch in den Ozeanen, unserem wichtigsten Kohlenstoffspeicher, spielen Tiere eine ökologische Hauptrolle. Manche Wissenschaftler vergleichen die Durchmischung verschiedener Wasserschichten durch Meerestiere mit der Kraft von Wind, Wellen und Gezeiten. Einen erheblichen Anteil daran tragen die größten Lebewesen des Planeten, die Wale. Im Südpolarmeer vertilgen Riesen wie Blau-, Finn- oder Pottwale große Mengen Krill, Fisch und Tintenfisch, die sie oft in Tiefen zwischen 200 und 1000 Metern finden. Wegen der angenehmeren Druckverhältnisse entleeren sie ihren gigantischen Darm aber lieber nahe der Oberfläche und transportieren dabei große Mengen wertvoller Nährstoffe aus der Tiefe nach oben. Der wichtigste davon ist Eisen, ein Schlüsselelement für viele biochemische Prozesse wie die Fotosynthese.

Eisen ist im sauerstoffreichen Meerwasser nur sehr schwer löslich und daher in den Weiten des Südpolarmeers hauptsächlich in den Tieren und deren Hinterlassenschaften verfügbar. Die Wale düngen mit ihren Kotwolken Kieselalgen und andere Bestandteile des Phytoplanktons. Ausreichend mit Eisen versorgt setzen die Meeresalgen ihre Fotosynthesemaschinerie in Gang und produzieren aus Sonnenlicht und CO2 energiereiche Zuckerverbindungen. Blühen die Algen, freut sich auch der Krill, denn das Phytoplankton ist die Leibspeise der kleinen Krebse.

Damit schließt sich der Kreis. Das Eisen wandert innerhalb des Ökosystems vom Krill über die Wale zu den Algen und wieder zum Krill. Je besser diese "Walpumpe" läuft, desto mehr CO2 wird durch die Algen im System gebunden. Abgestorbene Algen sinken in die Tiefsee, wo der in ihnen enthaltene Kohlenstoff auf lange Zeit gespeichert bleibt. Ohne Wale gerät der Kreislauf ins Stocken, und die Kohlenstoffspeicherkapazität des Meers geht zurück.

Wale füttern ganze Ökosysteme
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Manche Wale holen mit ihrer Nahrung Nährstoffe aus der Tiefsee an die Oberfläche – dort setzen sie diese in Form von Kot frei. Die "Walpumpe" verringert den Ausstoß von Kohlenstoffdioxid.

Dass die Walpumpe seit geraumer Zeit erheblich stottert, zeigt der rapide Rückgang der Krillbestände und ein Blick auf die Blauwale. Die industriellen Walfänger töteten zwischen 1904 und 1972 mehr als 345 000 antarktische Blauwale. Weniger als 400 Tiere waren übrig, als die Art schließlich geschützt wurde. Die Bestände erholen sich seither extrem langsam. Meeresbiologen rechnen heute mit gut 2000 Tieren. Victor Smetacek, Meeresökologe und Professor emeritus am Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) in Bremerhaven sagt: "Der Verlust der großen Wale hat ein Loch in das Ökosystem Südpolarmeer gerissen, und das zeigt sich auch am Krill. Die unvorstellbaren Krillmassen, die einst die südlichen Meere auf Hunderten von Kilometern rot färbten, sind seit den 1970er Jahren um 80 Prozent geschrumpft. Weniger Krill und weniger Wale könnten das antarktische Ökosystem kippen lassen – in jedem Fall bedeutet es aber eine deutliche Reduktion der CO2-Aufnahme durch das Meer."

Neben Walen und Krill haben die Forscher weitere tierische Klimaschützer in den Meeren ausgemacht. Seeotter erhalten Tangwälder, indem sie Tang fressende Seeigel knacken, und die zu den Manteltieren gehörenden Riesen-Appendikularien lassen ihre schleimigen, kohlenstoffhaltigen Hüllen massenhaft in die Tiefsee fallen. Dank aufwändiger Grundlagenforschung beginnen wir die Wirkung einzelner Tierarten im jeweiligen Ökosystem zu verstehen. Vielleicht hilft uns dieses Wissen ja dabei – wie im Fall der Serengeti – eine Erholung der Ökosysteme einzuleiten.

Ein Meilenstein könnte die anstehende UN-Klimakonferenz in Paris werden. Wenn es nach den Wissenschaftlern geht, sollten Wale, Wölfe und Gnus an den dortigen Verhandlungstischen eine ebenso wichtige Rolle spielen wie in ihren Ökosystemen.