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Meeresbiologie: Diverser Widerstand

Während der Hitzewelle im Sommer 2003 litt auch das Seegras im Flachwasserbereich der Ostsee stark, und große Flächen starben ab. Bei späteren Kontrollbesuchen stellte sich heraus, dass sich genetisch vielfältige Wiesenabschnitte deutlich schneller erholten als genetisch gleichförmigere: Sie wiesen am Ende des Sommers mehr Biomasse und Pflanzendichte auf.
Der heutige Klimawandel wird nicht nur spürbar durch den Anstieg der mittleren globalen Temperatur, sondern auch durch eine Häufung im Auftreten von Extremereignissen wie Hitzewellen, Stürme und Überflutungen. Eine zentrale Frage lautet, wie Lebensgemeinschaften diese klimatischen Extreme bewältigen. Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass die Artenvielfalt für die Produktivität und Stabilität von Ökosystemen eine wichtige Rolle spielt. Doch was ist mit Lebensgemeinschaften, die nur von wenigen Pflanzenarten dominiert werden?

Wie zum Beispiel Seegraswiesen: Sie bestehen in der Regel nur aus ein oder zwei Arten und bilden trotzdem eine der produktivsten Pflanzengemeinschaften auf der Erde. Sie sind Grundlage für marine Lebensgemeinschaften, indem sie Nährstoffe umsetzen, Lebensraum für Fische und Wirbellose bieten und die Küstenerosion einschränken. Die wenigen Arten in einer solchen Population verfügen allerdings über eine enorme Vielfalt an so genannten Genotypen – also Individuen mit unterschiedlicher genetischer Ausstattung.

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Probeentnahme | Wissenschaftler bei der Probenentnahme unter Wasser in einer Seegraswiese in der Ostsee
Im Sommer 2003 führte die ungewöhnlichen Hitzewelle in Europa zu einem großflächigen Absterben vieler Flachwasserlebewesen in den Seegraswiesen der Ostsee. Das bescherte den Wissenschaftlern um Thorsten Reusch vom Max-Planck-Institut für Limnologie in Plön eine ideale Ausgangssituation für ihre Experimente. Denn dieses Ereignis bot eine Gelegenheit, die ökologische Antwort einer Küstengemeinschaft auf eine rasche globale Erwärmung aufzudecken und dabei jene Faktoren zu identifizieren, welche die Widerstandsfähigkeit und Belastbarkeit von Lebensgemeinschaften angesichts des globalen Klimawandels verstärken können.

Wie die Forscher herausfanden, erholten sich in Experimentalflächen mit unterschiedlicher genetischer Diversität des Seegrases genetisch vielfältige Wiesenabschnitte deutlich schneller und wiesen am Ende des Sommers mehr Biomasse und Pflanzendichte auf als genetisch wenig diverse. Völlig unerwartet waren für die Wissenschaftler die Auswirkungen auf die Nahrungskette: In den Flächen hoher Vielfalt waren nämlich – trotz der nahe an der Letalgrenze liegenden Wassertemperaturen – auch mehr Muscheln, Krebse und Schnecken zu finden.

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Fauna einer Seegraswiese | Beispiele für die Fauna einer Seegraswiese – Seestern (links) , Kleinkrebs (Mitte) und Strandkrabbe (rechts)
"Diese Biodiversitätseffekte beruhen erstaunlicherweise nicht auf der Dominanz besonders robuster Genotypen in den genetisch vielfältigeren Experimentalflächen. Tatsächlich konnten wir feststellen, dass in den Mischungen vor allem die empfindlicheren Genotypen durch die robusteren in ihrem Überleben und Wachstum gefördert wurden", erklärt Thorsten Reusch.

Die Ergebnisse der Forscher aus Norddeutschland haben Auswirkungen auf den Naturschutz und das Umweltmanagement, denn sie zeigen, dass genetische Vielfalt in artenarmen Lebensgemeinschaften die Funktion von Artenvielfalt einnehmen und extreme klimatische Ereignisse abpuffern kann. Gerade vor dem Hintergrund globaler Umweltveränderungen sollte dies eine zusätzliche Motivation sein, auch genetische Vielfalt zu schützen und zu erhalten.
17.02.2005

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 17.02.2005

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