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Klimawandel: Zunehmende Anarchie

Der vergangene Winter mag täuschen, aber die kalte Jahreszeit befindet sich auf dem Rückzug: Es wird früher mild und später kalt. Wo Tiere und Pflanzen nicht schnell genug reagieren, werden einige auf der Strecke bleiben.
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"Kuckuck, Kuckuck, ruft's aus dem Wald.
Lasset uns singen, tanzen und springen.
Frühling, Frühling wird es nun bald."


Mit diesem Kinderlied begrüßte Hoffmann von Fallersleben einst den Einzug des Frühjahrs in deutschen Landen – symbolisiert doch die Rückkehr des Cuculus canorus aus der Ferne endgültig den Sieg des warmen Wetters über den kalten Winter.

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Bettelnder Jungkuckuck | Dieser Schnabel könnte bald leer bleiben – oder viel mehr gar nicht mehr aufgesperrt werden: Der Kuckuck und seine Wirtsvögel wie der Teichrohrsänger entfremden sich zeitlich immer mehr, weil der Brutparasit häufig später aus Afrika zurückkehrt als die unfreiwilligen Gastgeber vom Mittelmeer.
Doch der Ruf des Kuckucks schallt heute immer seltener aus mitteleuropäischen Wäldern und Fluren, denn die Zahl des Brutschmarotzers nimmt seit Jahren ab: NABU und Landesbund für Vogelschutz haben ihn deshalb 2008 zum Vogel des Jahres gekürt. Nicht nur die intensivierte Landwirtschaft raubt ihm Lebensraum und Nahrung, seit einiger Zeit hat er auch mit einem viel komplizierteren Problem zu kämpfen: Der Klimawandel wirbelt die Lebensrhythmen des Frühlingsboten und seiner Wirtsvögel durcheinander, wie eine Studie von Nicola Saino von der Università degli Studi di Milano und seinen Kollegen bestätigt [1].

Bei über 100 Vogelarten wendet der Kuckuck seine seit Jahrtausenden bewährte Strategie an: Er platziert sein Ei im fremden Gelege, und nach dem Schlüpfen schiebt das Küken die Konkurrenz der unfreiwilligen Gastgeber aus dem Nest, so dass es anschließend allein versorgt wird. Allerdings hält Cuculus canorus dafür offenbar einige Wirte, wie Rotkehlchen oder Rohrsänger, für besser geeignet als andere – und damit beginnen seine Schwierigkeiten. Denn auch wenn viele dieser Arten ebenfalls Zugvögel sein mögen, nicht alle verschlägt es wie den Kuckuck gleich bis nach Afrika. Sie überwintern allenfalls einige hundert Kilometer entfernt am Mittelmeer oder in wintermilden Gebieten Deutschlands, Frankreichs oder Großbritanniens.

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Kuckuck | Der Kuckuck kommt meist erst zurück, wenn seine Wirte bereits brüten – und kann seine Eier dann nicht mehr ins fremde Nest legen.
Wegen der steigenden Temperaturen und des zeitiger einsetzenden Frühlings verlagern beide ihre Heimkehr zunehmend nach vorne – allerdings in deutlich unterschiedlichem Maße: Die fernreisenden Kuckucke, Rohrsänger und Trauerschnäpper kehren lediglich rund sechs Tage fürher zurück, die Kurzstreckenflieger wie Rotkehlchen, Heckenbraunelle oder Grasmücken dagegen um mehr als zwei Wochen. Sie orientieren sich stärker an den steigenden lokalen Temperaturen als die afrikanischen Überwinterer, deren Heimzug eher von – unveränderlichen – Tageslichtlängen oder der Mauser bestimmt wird. Trifft der Kuckuck hierzulande ein, befinden sich viele seiner Wirtsvögel bereits mitten im Brutgeschäft. Dem Schmarotzer bleibt kaum mehr, als seine eigenen Eier in die Nester seiner "afrikanischen" Schicksalsgenossen zu legen.

Und dieses Terminchaos macht sich nach den Studien von Sainos Team schon bemerkbar. In vielen Regionen Europas nimmt die Zahl der Kuckucke ab – teilweise um bis zu 25 Prozent –, wobei der genaue Anteil des Klimawandels als Auslöser noch nicht ermittelt ist. Aussagekräftig ist allerdings, wie sehr sich der Brutparasitismus innerhalb der Arten verschoben hat: Bei den früh eintreffenden (oder sogar schon gar nicht mehr abreisenden) Wirtsvögeln hat sich die Zahl der betroffenen Nester halbiert, bei den aus Afrika eintreffenden Langstreckenziehern hat er sich dagegen teilweise mehr als verdoppelt. Sie seien nun überproportional betroffen, weil der Kuckuck auf sie ausweichen muss, so Saino – was auf Dauer für deren Zahl ebenfalls problematisch sein könnte.

Das Phänomen des unterschiedlichen abgepassten Frühlingseinzugs, der sich in Deutschland in den letzten Jahrzehnten um zwei Wochen vorverlagert hat, betrifft mittlerweile zahlreiche Tierarten: Trauerschnäpper verpassen das Raupenbestandshoch ihrer Nestlingsnahrung. Italienische und hessische Siebenschläfer wachen heute im Schnitt einen ganzen Monat früher auf als vor 20 Jahren. Nordamerikanische Rentiere und vor allem ihre Kälber hungern, weil sie nun zu spät in den Sommerquartieren eintreffen, wo die Vegetation schon weiter fortgeschritten und damit weniger nahrhaft ist. Und zahlreiche Pflanzen blühen bereits, ohne dass ihre Bestäuber unterwegs sind – eine Desynchronisierung, die beide benachteiligt.

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Gebirgswiese | Gerade im Gebirge macht sich der Klimawandel bemerkbar, der Schnee schwindet früher und die Wiesen blühen früher auf.
Einem dabei bislang weit gehend unbeachteten Aspekt gingen nun Heidi Steltzer von der Colorado State University in Fort Collins und Eric Post von der Pennsylvania State University in University Park nach [2]. Obwohl auch der Herbst später endet, verkürzen viele Pflanzen ihren Lebenszyklus: Nach der Blüte fruchten sie schneller und sterben früher ab. Die höheren Durchschnittstemperaturen beschleunigen also den Lebensrhythmus, vermutlich weil während eines längeren Lebens mehr Schäden durch Fressfeinde oder Umwelteinflüsse drohen. Paradoxerweise dehnt sich dennoch die Grünphase auf die gesamte Vegetation gerechnet aus.

Nach Meinung der beiden Biologen hängt dies mit der Reaktion der spätblühenden Arten zusammen: Sie zögern vielfach ihre eigene Entwicklung hinaus, um beispielsweise spätsommerlichen Hitzewellen oder Trockenheit zu entgehen. Stattdessen nutzen sie die ebenfalls milderen Bedingungen im weiteren Verlauf des Herbstes. Bei verschiedenen Wald-, Grasland und Tundralebensgemeinschaften in Nordamerika, Europa und Australien hat sich dieses Phänomen bereits gezeigt.

Der Jahresverlauf wird dadurch jedoch zunehmend chaotischer, da die einzelnen Arten unterschiedlich stark reagieren und ihre Lebensrhythmen immer weniger synchron laufen: Von 14 Arten einer australischen Gebirgswiese etwa zog die Hälfte ihre Aktivitätsphase vor, die andere reagierte noch nicht, was Ressourcenverbrauch, Wasserbedarf oder Nutzung des gesamten Ökosystems verändert. Wer da zu spät – oder zu früh – kommt, den bestraft womöglich der Mangel an Nährstoffen, Blüten, Bestäubern oder Nahrung, wie die Beispiele Rentier oder Trauerschnäpper zeigen, oder muss sich gegen anpassungsfähigere starke Konkurrenz durchsetzen, wie manche Orchideen gegen dichtes Gras.

Die verlängerte Wachstumsphase könnte sich allerdings auf das Klima selbst positiv auswirken, meinen Forscher um Josep Peñuelas von der Universitat Autònoma de Barcelona [3]. Denn wenn es ausgedehnter grünt, betreiben die Pflanzen auch entsprechend mehr Fotosynthese – vorausgesetzt sie verfügen über genügend Wasser, um den Prozess aufrecht zu erhalten. Dadurch nehmen sie mehr Kohlendioxid auf, was dessen Anstieg in der Atmosphäre folgerichtig hemmt.

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Rocky Mountains | Feldstudie in den Rocky Mountains: Die Forscher überwachen, wann der Schnee verschwindet und wie die Vegetation darauf reagiert. In Nordamerika und Europa setzt das Frühjahr mittlerweile zwei Wochen früher ein als zu Beginn des 20. Jahrhunderts.
Zudem setzt die Vegetation so genannte flüchtige organische Moleküle frei, die zwar relativ kurzlebig sind, aber als Aerosole ebenfalls das Wetter- und Klimageschehen beträchtlich beeinflussen. So bilden sie wichtige Kondensationskeime für die Wolkenbildung, was zumindest tagsüber die Erde kühlt, da weniger Sonnenstrahlung zur Erdoberfläche durchdringt und ein größerer Anteil gleich wieder ins All reflektiert wird. Eine Untersuchung in den östlichen Vereinigten Staaten zeigte bereits, dass sich die Frühlingstemperatur vor und nach dem Blattaustrieb deutlich unterschiedlich entwickeln: Die Bäume verdampfen danach mehr Wasser, was die saisonale Erwärmung verzögert.

Doch im weiteren Jahresverlauf kann sich dies wieder ins Gegenteil verkehren und Trockenzeiten verschärfen: Demnach führt der im Frühling verstärkte Wasserverbrauch später zu intensiveren Hitzewellen und Dürreperioden wie beispielsweise im Jahr 2003. Mangels Niederschlägen saugte die Vegetation die Böden leer, die Verdunstung verringerte sich und kaum Sommerregen entstand. Der Wegfall des kühlenden Effekts trieb dann obendrein die Temperaturen in die Höhe.

Ohnehin wirkt sich die verlängerte Wachstumsperiode regional unterschiedlich aus: Während sie in den Mittleren Breiten durchaus kühlt, lässt sich in der Tundra das Gegenteil beobachten. Der helle Schnee schmilzt früher, die relativ dunklen Pflanzen wandeln mehr Strahlung in Wärme um – das Gebiet heizt sich überdurchschnittlich auf.

Ob der kühlende oder heizende Anteil im globalen Maßstab überwiegt, lässt sich bislang überhaupt noch nicht beurteilen, was entsprechende Modellierungen des Klimawandels erschwert. Zukünftige Untersuchungen sollten deshalb diese Lücken schließen, fordern sowohl Peñuelas und seine Kollegen als auch Steltzer und Post. Zumal es in der Natur zukünftiger erst einmal noch anarchischer zugehen dürfte, bis sich ein neues Gleichgewicht eingespielt hat. Ob darin der Kuckuck auch noch seinen Platz findet, muss man abwarten: Erste Untersuchungen des hessischen Naturschutzbundes (NABU) deuten an, dass zumindest einzelne Exemplare ihre Ankunftszeit deutlich nach vorne verlagert haben – es besteht also Hoffnung, dass es auch noch in einigen Jahren "Kuckuck!" aus dem Wald ruft.
20. Woche 2009

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 20. Woche 2009

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  • Quellen
[1] Saino, N. et al.: Climate change effects on migration phenology may mismatch brood parasitic cuckoos and their hosts. In: Biology Letters 10.1098/rsbl.2009.0312, 2009.
[2] Steltzer, H., Post, E.: Seasons and Life Cycles. In: Science 324, S. 886–887, 2009.
[3] Peñuelas, J. et al.: Phenology Feedbacks on Climate Change. In: Science 324, S. 887–888, 2009.

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