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Geobotanik

Vom Winde verweht

Frost, Eis, von Dauerlicht bis Winternacht: Die Lebensbedingungen am Polarkreis sind eher unwirtlich. Und doch florieren dort einige Pflanzen. Aber wie kamen sie überhaupt nach den Eiszeiten dorthin? Oder überlebten sie gar auf den Gletschern?
Arktischer Silberwurz
Grünes Land – so taufte der Wikinger Erik der Rote einst sein Exil Grönland, wo er 982 erstmals anlandete. Er war aus seiner Heimat Island wegen eines bevorstehenden Mordprozesses geflohen und gelangte nach wochenlanger Fahrt durch Treibeis an die Gestade der großen arktischen Insel. Was er an ihren Küsten als erstes erblickte, waren wohl saftige grüne Wiesen und kleine Haine aus Birken oder Weiden, die an besonders geschützten Stellen wuchsen – auch wenn neuere Theorien einschränken, dass Erik den Namen Grönland ("grünes Land") wohl hauptsächlich wählte, um mehr Siedler aus dem verhassten Island anzulocken.

Wo kommen all die Pflanzen her?

Arktischer Silberwurz
Arktischer Silberwurz | Der Silberwurz (Dryas octopetala) gelangte vom russischen Festland nach Spitzbergen – per Wind oder mit driftendem Meereis.
Doch dürfte es auf dem weltgrößten Eiland zur damaligen Zeit tatsächlich wesentlich grüner gewesen sein als heute, wo weite Teile der Region von Eis oder Geröllfeldern dominiert werden. Denn die Nordmänner gelangten mitten während des mittelalterlichen Klimaoptimums nach Grönland, als die Temperaturen zumindest im Nordatlantik und in Europa noch höher lagen als heute und die Gletscher sich ebenfalls zurückzogen, sodass die Bedingungen für die Vegetation in nördlichen Gefilden sich deutlich verbesserten.

Woher stammten aber eigentlich die Pflanzen auf der Insel, die relativ weit entfernt von heimeligeren Klimazonen liegt? Wie gelangten sie überhaupt dorthin? Und was könnte dies über das zukünftige wärmere Klima der Erde aussagen? Wissenschaftler um Inger Greve Alsos vom universitären Forschungszentrum Svalbard auf Spitzbergen widmeten sich diesen Fragen nun mit Hilfe der Vegetation Spitzbergens – einer Inselgruppe, die noch weiter nördlich und isolierter liegt als Grönlands Südspitze [1].

Maiglöckchenheide
Maiglöckchenheide | Die Maiglöckchenheide (Cassiope tetragona) wanderte von Spitzbergen nach Grönland.
Auf dem Höhepunkt der letzten Eiszeit vor 20 000 Jahren war Spitzbergen vollständig vergletschert, und somit konnte keine Pflanze überleben: Alles Grün, das heute dort wächst, muss also danach auf die Inseln gelangt sein. Um die Herkunft dieser Arten zu enthüllen, untersuchten die Wissenschaftler nun das Erbgut von 4440 Exemplaren aus neun Spezies und verglichen sie mit ihren Verwandten aus Skandinavien, Sibirien, nordatlantischen Inseln und anderen möglichen Quellen.

Das genetische Material vor Ort war gut gemischt, offenbar hatte es die zentrale Lage im Nordpolarmeer Pflanzen aus allen Richtungen ermöglicht, Spitzbergen zu erreichen. Dennoch kristallisierte sich das nordwestliche Russland bald als wichtigste Herkunftsregion heraus, obwohl sie weiter entfernt liegt als das relativ nahe Skandinavien – nur die Krautweide (Salix herbacea), ein Zwergstrauch, stammte eindeutig von dort, während der Silberwurz (Dryas octopetala) oder die Moltebeere (Rubus chamaemorus) aus Sibirien kamen.

Flexible Wanderer

Maiglöckchenheide
Maiglöckchenheide | Viele arktische Pflanzen sind mobiler als bislang angenommen. Womöglich reagieren sie deshalb auch flexibel auf den Klimawandel.
Eingetragen wurden ihre Samen wahrscheinlich über den Wind, der sie nicht nur direkt durch die Luft geblasen haben könnte. Da Spitzbergen – zumindest in der Vergangenheit – im Winter stets über Meereis mit Sibirien und Grönland verbunden war, könnten Luftströmungen die Saaten auch über das Eis am Boden getrieben haben. Weitere mögliche Überbringer sind Zugvögel, denen häufig Kletten im Gefieder hängen oder die die Samen mit ihrem Kot ausscheiden, und Meeresströmungen. Sogar Treibholz kommt in Frage, das zusammen mit anderem organischen Material von russischen Flussufern ins Meer gelangt und entweder direkt oder über Treibeis angeschwemmt wird.

All das passierte sehr oft, denn die Gründungspopulationen mussten nach Schätzungen von Alsos und seinen Kollegen mindestens 6 bis 38 Ur-Pflanzen umfassen, damit die Populationen überlebten. Zudem ist das Erbgut der untersuchten Pflanzen sehr vielfältig und keineswegs verarmt, wie es bei Inselpopulationen häufiger vorkommt, was ebenfalls für vielfältige Quellen und Übertragungen spricht.

Moltebeere
Moltebeere | Auch die Moltebeere (Rubus chamaemorus) gelangte aus Russland nach Spitzbergen.
Die Temperaturen schränken die Ausbreitung der Pflanzen allerdings noch ein, weshalb fast alle an Sommerwerte von 4 bis 5 Grad Celsius angepassten Arten des Umlandes in Spitzbergen mittlerweile vorkommen. Dagegen fehlt noch etwa die Hälfte der Spezies, die es im Juli ein bis zwei Grad wärmer benötigen. Die hohe Mobilität dieser Gewächse gibt den Forschern allerdings Zuversicht, dass sie alle auch den Klimawandel gut überstehen, der das Verbreitungsgebiet vieler Pflanzen zügig nach Norden verlegt. Sofern es dort genügend Platz und Nährstoffe gibt, dürften sie in ihrer neuen Umgebung ebenso schnell Fuß fassen wie auf Spitzbergen, so Alsos.

Überleben auf dem Gletscher?

Pflanzen mussten aber vielleicht nicht nur Fernreisen nach einer Eiszeit machen, um zwischenzeitlich verlorenes Terrain wieder zu erobern. Möglicherweise blieben sie einfach gleich vor Ort und "überwinterten" direkt auf dem Gletscher, wie der Erlanger Forscher Michael Richter zusammen mit Kollegen der Universität Passau und der Minnesota State University vermutet [2]. Die Wissenschaftler fahndeten weltweit nach Gletschern, auf denen so viel Gesteinsschutt aus der Erosion liegt, dass darauf Vegetation wachsen kann.

Alpen-Rispengras
Alpen-Rispengras | Dieses Alpen-Rispengras (Poa alpina) wächst mitten auf einem Gletscher des Col Galibert in den Alpen: Die Schuttschicht auf dem Eis isoliert gegen die Kälte. Möglicherweise überlebten so auch Pflanzen die Eiszeiten.
Selbst eine relativ dünne Schuttschicht schirmt die Pflanzen und vor allem ihre Wurzeln vor der Kälte ab – auf manchen Eiszungen im südlichen Alaska existieren deshalb sogar ganze Wälder. Weltweit fanden die Geowissenschaftler bewachsene Gletscher – gleich ob es sich um eher trockene oder richtig feuchte Gebiete handelte. Die kühlen Bedingungen auf dem Eis ermöglichen es sogar echten Kältespezialisten, in deutlich tiefere und mildere Lagen vorzustoßen, wo sie konkurrenzstärkeren Pflanzen ansonsten unterlegen wären. Übertragen auf die Eiszeiten hätten sie dort unten Klimabedingungen vorgefunden, wie sie heute auf ihren Hochgebirgs- oder arktischen Standorten entsprechen.

Auch auf diesen Refugien könnten die Gewächse deshalb die Eiszeiten überlebt haben; bislang galten eisfreie Berggipfel – die so genannten Nunatakker – als mögliche Rückzugsorte. Andere Theorien gehen dagegen davon aus, dass im Eis nichts überdauerte und die Vegetation einzig aus dem Gletschervorfeld in ihre alte Heimat zurückkehrte. Doch gleich ob sie nun auf Gefrorenem hausen oder durch die Ferne reisen, ihre robuste und flexible Natur lässt hoffen, dass diese "Eisblumen" auch mit den Unbilden der Zukunft zurechtkommen. Vielleicht machen sie aus Grönland eines Tages wirklich wieder ein grünes Land.
16.06.2007

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 16.06.2007

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