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Ökologie: Frühwarnsystem für bedrohte Welten

Mitunter brechen komplexe Ökosysteme scheinbar überraschend zusammen. Doch solche Desaster kündigen sich an und wären oft noch abwendbar, würde man die Vorboten erkennen. Dafür nutzen Forscher zunehmend mathematische Modellierungen.
Um vor einem bevorstehenden Kollaps von bedrohten Ökosystemen in Zukunft warnen zu können, bedienen sich Forscher mathematischer Modellierungen des Verhaltens der Nahrungsbeziehungen. Mit Experimenten, so wie hier die Forellenbarsche, die als Kopf der Nahrungskette in einem kleinen nordamerikanischen See ausgesetzt wurden, lassen sich die Simulationen überprüfen.Laden...

Der Peter Lake, ein winziger See im Norden der USA, liegt tief im Ahornwald von Wisconsin nahe der Grenze zu Michigan. Hier setzten Ökologen im Juli 2008 zwölf Forellenbarsche aus. Gleichzeitig platzierten sie im See Sensoren, die viele Monate lang im Fünfminutentakt die Wasserklarheit und somit auch das Algenaufkommen messen sollten. Im folgenden Jahr ließen die Forscher um Stephen Carpenter von der University of Wisconsin in Madison dort noch zweimal je 15 der großen Raubfische frei, die fast einen Meter lang werden können.

Zunächst tat sich äußerlich nicht viel. Doch im Sommer 2010 veränderte der See plötzlich seine Farbe: Vorher war er grün und voller Algen gewesen, nun wurde das Wasser klar. Denn darin tummelten sich jetzt Unmengen von Wasserflöhen und anderen Organismen, die Algen fraßen. Zwei Jahre zuvor hatten vielerlei kleine Raubfische, darunter Elritzen und kleine Sonnenbarsche, die Winzlinge dezimiert. Aber diese Fische, die hier noch vor Kurzem die Nahrungskette dominiert hatten, standen nun nicht mehr länger an der Spitze. Die Neuankömmlinge hatten unter ihnen tüchtig aufgeräumt.

Der neue Zustand ist bis heute so geblieben. Was war geschehen? Das stabile frühere Nahrungsnetz – also die Nahrungsbeziehungen zwischen den verschiedenen Bewohnern des Sees – war kollabiert, und ein neues hatte sich aufgebaut. Den Umschwung hatten die Wissenschaftler in diesem Fall absichtlich provoziert. Und zwar reiht sich die Studie in experimentelle Forschungen ein, mit denen sie Faktoren aufspüren möchten, die im Zusammenhang mit Fressen und Gefressenwerden dauerhafte Veränderungen der Artendichten bewirken ...

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  • Quellen

Carpenter, S. R. et al.: Leading Indicators of Trophic Cascades. In: Ecology Letters 11, S. 128 – 138, 2008

McCann, K. S.: Food Webs. Princeton University Press, 2011

Strong, D. R., Frank, K. T.: Human Involvement in Food Webs. In: Annual Review of Environment and Resources 35, S. 1 – 23, 2010

Terborgh, J., Estes, J. A. (Hg.): Trophic Cascades: Predators, Prey, and the Changing Dynamics of Nature. Island Press, Washington 2010

Baum, J. K. et al.: Cascading top-down effects of changing oceanic predator abundances. In: Journal of Animal Ecology 78, S. 699 - 714, 2009