Die erfahrenen Wissenschaftler Gerd-Joachim Krauß und Felix Bärlocher wollen Studierenden und anderen Interessierten einen Einblick in die Ökologie geben und setzen dabei einen Schwerpunkt auf die ökologische Biochemie. Schon nach wenigen der über 400 Seiten ist klar: Eine einfache Lektüre ist ihr Werk nicht.

Die Autoren gliedern ihr Buch in vier Teile. Bärlocher behandelt im ersten Teil die Anfänge des Erkennens von Naturzusammenhängen sowie die Entwicklung von ökologischen Sichtweisen und Forschungsmethoden. Bereits hier kommen zahlreiche Fachbegriffe zum Einsatz, die stets nur knapp eingeführt werden – das zeigt den hohen wissenschaftlichen Anspruch der heutigen Ökologie.

Wie Bärlocher erläutert, war Ökologie früher noch eher eine beschreibende Naturgeschichte. Verweise auf die Arbeiten von Pionieren wie Humboldt, Darwin und Haeckel verdeutlichen, dass die Schlussfolgerungen aus Naturbeobachtungen auch ohne die heute verfügbaren Methoden und Techniken oft erstaunlich zutreffend waren. Es folgt ein kurzer Streifzug durch die modernen Untersuchungsmethoden, die größtenteils auf statistischen Ansätzen und Computermodellen basieren. Mit ihrer Hilfe entwickeln Wissenschaftler Szenarien für Umweltprozesse und schätzen ihre Folgen für die Natur ab.

Auch bei Fragen zu Artenvielfalt und Biodiversität kommen – neben Beobachtungen und Untersuchungen – mathematische Methoden zum Einsatz. Mit Blick auf Artensterben und »Evenness«, ein Maß für die Ausgewogenheit der Arten, betonen die Autoren, dass die physiologisch-biochemische Flexibilität von Arten ein entscheidender Faktor für die Strukturierung von Ökosystemen war und ist. Gleichzeitig stellen sie heraus, dass Aspekte der Nachhaltigkeit innerhalb der Ökologie immer wichtiger werden, was dann auch zum Entstehen der Umweltökologie als eigener Fachrichtung geführt habe.

Ihrer Bedeutung entsprechend, geht Bärlocher anschließend ausführlich auf Ökosysteme ein. Unter anderem erfährt man, dass Störungen in den Umweltbedingungen auch gut für die Biodiversität sein können. Schon Charles Darwin habe das beobachtet: Als er ein Stück Rasen periodisch mähte und ein anderes sich selbst überließ, nahm die Artenzahl vor allem im nicht gestörten Stück ab. Interessant und nur auf den ersten Blick erstaunlich ist, dass bei der Planung von Naturschutzgebieten ein System von kleinen Teilgebieten oft vorteilhafter ist als ein homogenes zusammenhängendes Gebiet.

Nahrungsketten und Stoffkreisläufe werden in Teil II ausführlich besprochen. Krauß erläutert dabei das Zusammenleben von Organismen auf biochemischer Ebene. Unter anderem führt er knapp durch die Themen zelluläre Organisation, Stoffwechsel und Energieumwandlung, hier etwa die autotrophe CO₂-Verwertung von C4- und C3-Pflanzen (die sich in der Art ihrer Fotosynthese unterscheiden). Dass die Wissenschaft bei der Erforschung von flüchtigen Metaboliten (»VOC«, »Volatile Organic Compounds«) große Fortschritte gemacht hat, veranschaulicht der Autor textlich ebenso wie mit einer tabellarischen Übersicht der wichtigsten chemischen Substanzklassen und Pflanzenfotos. Metaboliten spielen zugleich eine Hauptrolle bei der Frage, wie sich Pflanzen und Tiere mit Stress auseinandersetzen. Leser erfahren hier unter anderem von intelligenten Schutzmechanismen beziehungsweise der Entwicklung von Toleranzen.

Ehrenrettung der Biofilme

Während der Begriff »Ökosystem« in der Alltagskommunikation überwiegend positiv besetzt ist, könnte im Hinblick auf Biofilme eher Skepsis vorherrschen. Laut Krauß handelt es sich jedoch um eine der ältesten Formen erfolgreicher Lebensgemeinschaften von Organismen; sie werden definiert als »Aggregate von Mikroorganismen in einem selbst produzierten Hydrogel, die aneinander sowie an Grenzflächen haften«. Vorgestellt werden Biofilme in terrestrischen und aquatischen Lebensräumen, der Atmosphäre, Tieren und Menschen. Phytopathogene Mikroorganismen und Abwehrmöglichkeiten werden ebenfalls in diesem zweiten Buchteil behandelt. Dagegen hätten die Unterkapitel über Symbiosen zwischen Pflanzen, Bakterien und Pilzen sowie über Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Pflanzen beziehungsweise zwischen Pflanzen und Tieren auch an anderer Stelle aufgegriffen werden können. Inhaltlich passt es jedoch gut, wird hier doch unter anderem die Bedeutung von Pheromonen als Mittel zur Kommunikation deutlich.

In Teil III übernimmt wieder Bärlocher, um einen ökologischen Blick aufs Ganze zu werfen – so wie es in einem vorangestellten Goethezitat anklingt: »In der lebendigen Natur geschieht nichts, was nicht in Verbindung mit dem Ganzen steht.« Dabei geht der Autor sowohl auf terrestrische als auch auf aquatische Lebensräume ein. Einmal mehr trifft man auf den Begriff »Biom«; in diesem Kontext bezieht er sich auf Zonobiome: den Klimazonen entsprechende Großlebensräume mit jeweils typischen Lebensgemeinschaften.

Da die Gefährdung von Lebensgemeinschaften mit wechselseitigen Abhängigkeiten immer weiter zunimmt, stellt Bärlocher im abschließenden Teil IV Ansätze einer nachhaltigen Vorsorge vor. Hier geht es um Fragen wie: Könnte grüne Gentechnik die Nahrungsversorgung sichern? Wie könnte Kreislaufwirtschaft Ressourcen schonen? Wie sollen wir Naturschutzgebiete managen?

Insgesamt greift das Buch die meisten der Themen auf, die in einem drei- bis vierjährigen Ökologiestudium gelehrt werden. Um alle Ausführungen auf Anhieb verstehen zu können, muss man über gutes Grundlagenwissen verfügen und die gängigen Fachbegriffe beherrschen. Für Studenten und Doktoranden ist der Band somit ein gutes Nachschlagewerk, interessierte Laien werden sicher zusätzlich einschlägige (Online-)Lexika bemühen müssen.

Das erscheint aber angemessen, nimmt man den Anspruch der Autoren ernst, die immer wieder betonen: Ökologie entsteht als Wissensgebiet aus dem komplexen Zusammenspiel verschiedener Naturwissenschaften. Dennoch hätten sich die Autoren durchaus um einen besseren Lesefluss bemühen können, denn oft werden Fakten oder Aussagen mehr oder minder im Stakkato aneinandergereiht. Und auch wenn Beispiele natürlich der Veranschaulichung dienen – mitunter sind es hier einfach zu viele. Umso dankbarer ist man für die Fotos, die das Verständnis an vielen Stellen erleichtern. Insgesamt also keine leichte Kost, aber eine solide Basis für die ernsthafte Beschäftigung mit einem der wichtigsten Themen unserer Zeit.