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Biodiversität: Wie viele Arten gibt es wirklich?

Das Buch, aus dem wir dieses Kapitel ausgewählt haben, berichtet über ein ebenso spannendes wie aktuelles Thema an der Schnittstelle zwischen naturwissenschaftlicher Grundlagenforschung und globaler gesellschaftlicher Herausforderung: die Biodiversität. Drei Ebenen kommen hier zusammen: die Vielfalt der Arten in einem Lebensraum, die Vielfalt der Ökosysteme und Lebensräume selbst und die Vielfalt der Gene in den Lebewesen.
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Wie rasch und dramatisch sich doch die Zeiten ändern. Als Carl von Linné in den Jahren 1766 und 1767 die 12. Auflage seines berühmten Werkes Systema Naturae schuf, kannten die Gelehrten rund 7700 Pflanzenarten und 6200 Tierarten. So viele Arten hatte der schwedische Naturforscher beschrieben und in dem Werk dokumentiert. Das war der damalige Wissensstand. Seither musste die Anzahl bekannter Pflanzen- und Tierarten stets nach oben korrigiert werden. Wie wir im zweiten Kapitel gesehen haben, hält dieser Trend immer noch an.

Wenn ständig neue Arten gefunden werden, wie hoch ist dann die tatsächliche Anzahl der Arten auf unserem Planeten? Versuche, den wahren Artenreichtum zu schätzen, gab es seit den 1980er-Jahren. Die methodischen Ansätze und Überlegungen sind dabei so unterschiedlich, dass sie zwangsläufig zu verschiedenen Ergebnissen führen müssen.

Wir haben also zweierlei Arten: Solche, die beschrieben wurden und bekannt sind, und solche, die unentdeckt im Dschungel oder auf einsamen Bergen wachsen oder herumkrabbeln. Für mich ist eine der großen Überraschungen der modernen Biologie, dass wir immer noch nicht wissen, mit wie vielen Arten von Pflanzen, Pilzen und Tieren wir unseren Planeten teilen, von den Mikroben ganz zu schweigen. Um einiges profaner drückt es der britische Zoologe Robert May aus. Es sei ein bemerkenswertes Zeugnis menschlichen Narzissmus, dass wir die Anzahl Bücher in der US Library of Congress am 1. Februar 2011 mit genau 22 194 656 beziffern könnten, dass wir aber nicht einmal ansatzweise wüssten, mit wie vielen verschiedenen Arten von Pflanzen und Tieren wir unseren Planeten teilen. Nun, meine Ausführungen in Kap. 2 haben gezeigt, warum eine genaue Bezifferung nie möglich sein wird. Aber May hat natürlich Recht, wir wissen nicht einmal, ob es 5 oder 50 Mio. Arten sind.

Wie viele Arten aber kennen wir zurzeit?

Eine vorläufige Volkszählung

Die neuesten Übersichten zur globalen Artenvielfalt gehen von 1,8 bis 1,9 Mio. beschriebenen Arten aus (Tab. 4.1). Eine oft zitierte Studie hat der Australier Arthur Chapman verfasst; er hatte wahrscheinlich endlose Stunden damit verbracht, die Fachliteratur zu durchkämmen und für jeden Tierstamm, jede Pflanzenordnung und jede Pilzgruppe die aktuellsten Daten zusammenzutragen. Was bei den veröffentlichten Zahlen auffällt, ist der große Unterschied zwischen Land- und Meeresorganismen. Aus den Ozeanen wurden bisher etwa 195 000 Arten beschrieben – ein kleiner Anteil aller bekannten Arten!

Tab. 4.1 Wie viele Arten leben in Deutschland und auf der Welt? [3]

ArtengruppeArtenzahl in DeutschlandArtenzahl weltweit
Wirbeltiere
Säugetiere1045 513
Vögel32810 425
Kriechtiere1310 038
Lurche227 302
Fische und Rundmäuler19732 900
Wirbellose
Insekten33 3051 000 000
Krebstiere1 06747 000
Spinnentiere3 783102 248
Weichtiere und andere Wirbellose5 963156 002
Einzeller3 2008 118
Tiere gesamt47 9821 379 546
Pflanzen
Samenpflanzen2 988270 000
Farnpflanzen7412 000
Moose1 05316 000
Algen5 32830 400
Pflanzen gesamt9 443328 400
Flechten und Pilze
Flechten1 94618 000
Pilze12 0921 826 366
Arten insgesamt71 4631 826 366

Was an der Tabelle auffällt, sind die wenigen Rekordhalter in Sachen Artenzahlen: Auf Platz eins stehen die Insekten. Sie dominieren die Welt, was die Artenvielfalt betrifft. Daher meinten die Biologen Tomas Eisner und Edward Wilson: »Ob wir uns dessen voll bewusst sind oder nicht, wir menschlichen Wesen sind eingetaucht in eine Welt der Insekten.«

Bei den Wirbeltieren überragen die Fische alle anderen Tierstämme; bei den Pflanzen leben wir eindeutig im Zeitalter der Samenpflanzen, also der Nadelhölzer und eigentlichen Blütenpflanzen. Moose, Farne, Schachtelhalme und dergleichen sind längst nicht so artenreich.

Wie viele Arten gibt es in Deutschland? Eine Zählung ergab die erstaunlich hohe Zahl von etwa 71 500 Arten. Die Verteilung der Arten auf die verschiedenen Tierstämme und Pflanzengruppen gleicht dabei der globalen Verteilung. Die heimische Artenvielfalt macht uns aber auch etwas anderes deutlich. Die meisten Arten kennen wir gar nicht und werden sie wohl auch nie zu Gesicht bekommen. Wahrscheinlich werden wir auch nie etwas mit ihnen zu tun haben.

Mit Dreisatz und Rauch in eine neue Dimension

Erste Ansätze zur Ermittlung der wirklichen Anzahl vorhandener Arten bestimmter Tierstämme bedienen sich eines einfachen Dreisatzes. So stellten die beiden Wissenschaftler Nigel Stork und Kevin Gaston folgende Überlegung an: In England leben 67 verschiedene Arten an Tagfaltern, das sind die tagaktiven Schmetterlinge. Hinzu kommen etwa 22 000 weitere Insektenarten – Wildbienen, Fliegen, Blattläuse, Käfer und weitere Insektengruppen. Zwei Zahlen, die zueinander ins Verhältnis gesetzt werden können. Die Tagfalter machen in England 0,3 Prozent aller britischer Insekten aus. Weltweit sind etwa 15 000 bis 20 000 Arten von Tagfaltern bekannt. Also müsste die Anzahl von Insektenarten insgesamt zwischen 4,9 und 6,6 Mio. Arten liegen.

Die Überlegung ist einfach und nachvollziehbar, doch an einer Stelle hakt es. Sie geht davon aus, dass der relative Anteil an Tagfaltern in der Insektenwelt überall gleich hoch ist, in England wie im Rest der Welt. Das ist jedoch unwahrscheinlich. Warum etwa sollte in den Tropen der Anteil gleich hoch sein? Der englische Naturforscher und Insektenkundler Henry Walter Bates (1825–1892) berichtete 1892 aus Brasilien, dass er während eines nur einstündigen Spaziergangs über 700 Schmetterlingsarten sammeln konnte. Da dürfte es doch insgesamt noch sehr viel mehr Insektenarten geben?

Einen anderen Ansatz verfolgte der Entomologe und Tropenbiologe Terry Erwin von der Smithsonian Institution. Er hat sein Leben den Insekten Panamas verschrieben, vor allem den Käfern, und zahlreiche neue Arten entdeckt. 1982 veröffentlichte er einen kurzen Fachartikel, in welchem er Überlegungen zur Artenvielfalt von Gliedertieren in den Tropen anstellt. Gliedertiere, das sind neben Insekten auch Spinnen, Asseln, Tausendfüßer, Milben und Krebse. Erwin zählte ein paar Jahre zuvor die Anzahl der Käferarten, die auf einer bestimmten Baumart des Regenwaldes in Panama gefunden werden. Der Baum trägt den wissenschaftlichen Namen Luehea seemannii und ist ein Malvengewächs. Er wird etwa 40 Meter hoch. Erwin hätte genauso gut eine andere Baumart wählen können, er wusste aber, warum er sich auf nur eine Art konzentrierte.

Um an die Krabbeltiere im Kronenbereich heranzukommen, griff Erwin zu einer Holzhammermethode und räucherte den Baum kurzerhand mit einem Insektizid ein. Auf ausgelegten Tüchern konnten er und seine Mitarbeiter die Insekten leicht auflesen.

Er untersuchte 19 Bäume dieser einen Baumart während drei Aufenthalten in Panama und fand insgesamt etwa 1000 verschiedene Käferarten. Die anderen Insektenarten interessierten ihn vorerst nicht. Die Käfervielfalt auf Luehea fällt nun in zwei Gruppen: Arten, die vom Baum leben, also Spezialisten sind, und Arten, die sich wohl zufällig auf dem Baum befinden. In der Insektenwelt sind viele Arten auf bestimmte Pflanzenarten spezialisiert, d. h., sie benötigen sie als Nahrung. Wir kennen das Phänomen auch aus unseren Gefilden. Eichengallwespen brauchen Eichen zum Leben, sie sind von ihnen abhängig, so wie der Pappelschwärmer Pappeln braucht.

Erwin ging davon aus, dass von seinen 1000 Arten an Käfern etwa 200 Arten auf den Baum Luehea spezialisiert sind, dazu kommen ein paar Arten, die im Wurzelbereich leben – also vielleicht 240 spezialisierte Käferarten. Nun machen Käfer etwa 40 Prozent aller Gliedertiere aus. Außerdem sind aus den Tropen etwa 50 000 verschiedene Baumarten bekannt. Es braucht nur etwas Rechnerei, um die unglaubliche Zahl von 30 Mio. Arten an Gliedertieren zu erhalten – dies nur für die Tropen und nur für baumbewohnende Arten.

Robert May verfolgte einen vollkommen anderen Ansatz. Er stellte eine klare Beziehung zwischen der Anzahl Tierarten und ihrer Körpergröße auf. Eine offensichtliche Beziehung, denn von großen Tieren wie Elefant, Giraffe oder Nashorn gibt es nur ganz wenige Arten. Die Artenzahl nimmt sehr rasch zu, wenn kleinere Tiere betrachtet werden – von Nagetieren bis zu Insekten. Bei den Insekten aber wird die Beziehung schwammig und unklar, je mehr kleine Arten betrachtet werden. Es gibt zu wenige Arten, um die Beziehung auch in diesem Bereich klar zum Ausdruck kommen zu lassen. Fehlen da also Arten? May kam so zum Schluss, dass möglicherweise 10 bis 15 Mio. Tierarten auf der Erde leben, die meisten davon kleine Krabbeltiere.

Natürlich haben auch Erwins und Mays Überlegungen ihre Tücken. Was in all diesen Schätzungen aber klar zum Ausdruck kommt, ist, dass es eine sehr große Zahl unbekannter Arten gibt. Die neueste Schätzung zur Anzahl nicht beschriebener und noch zu entdeckender Arten hat ein internationales Team von Wissenschaftlern 2011 veröffentlicht. Die Biologen führten komplexe Datenauswertungen vor, die uns nicht weiter zu beschäftigen brauchen. Die Ergebnisse lassen aufhorchen. Nach 250 Jahren taxonomischer Klassifikation wäre bisher nur ein kleiner Anteil aller Arten (14 Prozent) beschrieben worden, in den Ozeanen sogar noch weniger (9 Prozent), erklären sie in ihrem Artikel. Besonders unerforscht seien die Pilze, nur etwa 7 Prozent der Arten seien bisher beschrieben worden. Wer also neue Arten entdecken möchte, sucht am besten bei den Pilzen oder angelt sich aus dem Meer, was immer dort an neuen Organismen zu finden ist.

Die Autoren gingen von insgesamt etwa 9 Mio. Arten auf der Erde aus. Und sie stellten einen interessanten Gedanken an. Unter der Annahme, dass die Rate von Entdeckungen neuer Arten gleich bleibt und die Beschreibung der neuen Arten gleich viel kostet – auch Taxonomen müssen Geld verdienen –, dauert es 1200 Jahre, um die unbekannten Arten zu erfassen und zu katalogisieren! Da liegt eine gewaltige Aufgabe vor uns, und das vollständige Erfassen der globalen Artenvielfalt wird noch Generationen von Biologen beschäftigen.

Aber es wird nie möglich sein, den globalen Artenreichtum bis auf die letzte Stelle der Zahl beziffern zu können. Der Artenschwund dauert unvermindert an, sodass viele Arten aussterben, bevor sie jemand überhaupt sieht. Selbst wenn man vom Aussterben absieht, bleibt eine vollständige Katalogisierung unmöglich. Dazu müsste jeder Quadratmeter der Erdoberfläche und des Ozeanbodens abgesucht und die vorhandenen Arten müssten inventarisiert werden; nur so wäre ein Übersehen einer neuen Art zu vermeiden – ein Ding der Unmöglichkeit. Für ein Gesamtbild der Artenvielfalt dürften zudem Mikroorganismen nicht außer acht gelassen werden. Doch gerade bei den Bakterien und mikroskopisch kleinen Pilzen wimmelt es von schwer erkennbaren Arten.

Was bedeutet dies alles nun?

Ist es wichtig zu wissen, ob nun 5 Mio. Arten existieren oder ein Mehrfaches davon? Die Frage ist letztlich müßig, vor allem angesichts des weltweiten Artenschwundes und der Lebensraumzerstörung durch die eine dominante Art namens Homo sapiens. Ein berühmter Biologe, Daniel Janzen von der University of Pennsylvania in den Vereinigten Staaten, hat eine andere Einstellung zur Frage nach der globalen Artenvielfalt als Robert May. Janzen schrieb:

Das Feststellen der Anzahl Arten ist reine Zeitverschwendung – in den meisten Fällen ein absurdes Unterfangen. Es spielt nicht die geringste Rolle, ob ein eben gerodeter Regenwald 100 000, 150 000 oder 300 000 Arten beherbergte [1].

Janzen spricht nicht so sehr von der globalen Anzahl Arten, sondern von der Artenvielfalt in bestimmten Lebensräumen, und seine Botschaft ist klar: Der menschengemachte Verlust an Arten ist tragisch und unabhängig von der Größenordnung der wirklich vorhandenen Anzahl von Arten.

Dennoch ist es sinnvoll, wenigstens annähernd einen Schätzwert der globalen Artenvielfalt zu bekommen. Und wenn die Zahl keine Rolle spielen sollte, bräuchte es ja auch keine Bemühungen, neue Arten zu finden und zu beschreiben. Genau dies wäre aber falsch. Je mehr Arten wir kennen, desto besser und vollständiger wird unser Bild von der Biodiversität auf unserem Planeten. So ist es durchaus gerechtfertigt, dass botanische Gärten und zoologische Museen mit aktiven Forschungsprogrammen sich der Erkundung wenig bekannter Organismengruppen oder noch wenig erforschter Gebiete widmen. Jeder Neufund ist spannend, spektakulär und manchmal sogar für uns nützlich. In den 1970er-Jahren entdeckte der Reisforscher Yuan Longping eine neue Varietät von Wildreis, die sich für die Züchtung neuer Sorten als sehr wertvoll herausstellte. Neue Arten stellen auch immer ein Potenzial neuer Wirkstoffe für die Entwicklung von Medikamenten dar. Damit bin ich bei der Nutzung der Biodiversität, die mich noch ausführlich beschäftigen wird. Vorerst bleiben wir im Gelände und widmen uns der Erfassung der lokalen Biodiversität.

Literatur

1. International Barcode of Life (2017) 8.7 million species … who cares? http://www.ibol.org/8.7-million-species-who-cares/. Zugegriffen: 9. Aug. 2017

Weiterführende Literatur

2. Bates HW (1892) The Naturalist on the River Amazons. A record of adventures, habits of animals, sketches of Brazilian and Indian life, and aspects of nature under the equator, during eleven years of travel. John Murray, London

3. Bundesamt für Naturschutz (2015) Artenschutz-Report 2015. Tiere und Pflanzen in Deutschland. Bundesamt für Naturschutz, Bonn

4. Chapman AD (2009) Numbers of living species in Australia and the World. Australian Biodiversity Information Services Toowoomba, Australia

5. Erwin TL (1982) Tropical forests: their richness in Coleoptera and other arthropod species. The Coleopterists Bulletin 36:74–75

6. May RM (2011) Why worry about how many species and their loss? PLoS Biol 9:e1001130. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1001130

7. Mora C, Tittensor DP, Adl S, Simpson AGB, Worm B (2011) How many species are there on Earth and in the ocean? PLoS Biol 9:e1001127. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.1001127

8. Scheffers BR, Joppa LN, Pimm SL, Laurance WF (2012) What we know and don’t know about Earth’s missing biodiversity. Trends Ecol Evol 27:501–510

9. Wright J (2014) The naming of the shrew. A curious history of Latin Names. Bloomsbury, London

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