Arten kommen und gehen – ihre Ökosysteme bleiben Millionen von Jahren

Der milde Wiederaufbau der ausgestorbenen Säugetiergemeinschaft wurde am fossilen Ort Els Casots (Spanien) wiederhergestellt, der vor etwa 16 Millionen Jahren datiert wurde. Dies ist ein Beispiel für das früheste große Stadium iberischer Ökosysteme der letzten 21 Millionen Jahre. Während dieser Zeit lebten fossile Verwandte moderner Hirsche und Elefanten in einer trockenen, heißen Umgebung mit weniger unterschiedlichen ökologischen Wechselwirkungen als geologisch jüngere Gemeinden. Bildnachweis: Kunstwerke von Oscar Sanisidro (Universidad de Alcalá de Henares)

Eine Forschungsstudie wirft ein neues Licht auf eine anhaltende Debatte unter Naturschutzbiologen: ob wir eine Reihe gefährdeter Arten erhalten sollen und ob wir die Funktionsweise des Ökosystems erhalten sollen, dh die Prozesse, die Ökosystemen innewohnen, einschließlich derer, die dem Menschen zugute kommen – auch bekannt als Ökosystemleistungen.

Mit einer Tiefenmethode von heute bis vor 21 Millionen Jahren verglichen die Autoren Gemeinschaften, die durch ihre bewohnten Arten definiert wurden, mit solchen, die durch die unterschiedlichen ökologischen Rollen ihrer Arten definiert wurden. Eine Gemeinschaft kann zum Beispiel viele verschiedene pflanzenfressende Arten umfassen, aber alle versuchen möglicherweise, ihre Nahrung zu sammeln, während es in einer anderen Gemeinschaft weniger Pflanzenfresser gibt, aber nur eine Handvoll, während alle anderen grasen. Wie verhalten sich diese verschiedenen Gemeinschaften zum Beispiel beim Klimawandel?

„Das Verständnis des Verhaltens vergangener Ökosysteme unter Umweltveränderungen wird uns helfen, zukünftige Veränderungen zu antizipieren und bessere Schutzmaßnahmen umzusetzen“, erklärt Fernando Blanco, Forscher am Museum für Naturkunde Berlin (Deutschland) und Hauptautor der Studie.

Die Studie verwendet den außergewöhnlichen Fossilienbestand der großen Säugetiere, die in den letzten 21 Millionen Jahren auf der Iberischen Halbinsel lebten. „Die iberische paläontologische Aufzeichnung von Säugetieren ist eine der vollständigsten und am besten untersuchten Aufzeichnungen der Welt für dieses Zeitintervall, die es uns ermöglicht, diese Art von Studien durchzuführen und detailliert zu wissen, wie sich Ökosysteme vor Millionen von Jahren entwickelt haben“, fügt Soledad hinzu. Domingo, Mitautor der Arbeit und Professor an der Complutense Universität von Madrid.

Die Forscher verwendeten eine sogenannte Netzwerkanalyse, um ausgestorbene Gemeinschaften mit ähnlicher Artenzusammensetzung einerseits und ähnlicher ökologischer Struktur andererseits zu gruppieren. Zu diesem Zweck sammelten sie Informationen über Ernährung, Körpergröße und Art der Bewegungen für jede Art und gruppierten sie unter verschiedenen „funktionellen Einheiten“, dh Artengruppen mit ähnlichen ökologischen Rollen. „Diese funktionale Information verdichtet verschiedene Aspekte der ökologischen Rolle einer Art. Die allgemeine Überzeugung ist, dass die Aufrechterhaltung einer höheren Funktionsvielfalt dazu beitragen sollte, die Ökosysteme angesichts von Störungen zu stabilisieren, die auch als „Versicherungseffekt“ bezeichnet werden und das nachhaltige Funktionieren des Ökosystems und die unbekannten zukünftigen Vorteile für die Menschheit verbessern. „Joaquin Calatayud, co Autor und Forscher an der Universidad Rey Juan Carlos (Spanien).

Mit diesem Ansatz konnten die Forscher feststellen, wie schnell sich die Artenzusammensetzung von Gemeinschaften im Vergleich zu ihrer ökologischen Struktur über Millionen von Jahren verändert hat. „Wenn wir in die Vergangenheit blicken, können wir grundlegende Fragen zum nachhaltigen Funktionieren von Ökosystemen während der Evolutionszeit stellen und möglicherweise auch zukünftige Naturschutzmaßnahmen langfristig steuern“, fügt Johannes Müller, Mitautor und Professor am Museum, hinzu für Physik, von. und Humboldt-Universität zu Berlin (Deutschland).

Die Forscher fanden heraus, dass die ökologischen Zusammensetzungen widerstandsfähiger sind als die Artenzusammensetzungen unter Umweltveränderungen, und dass nur größere Störungen die Ökosysteme in eine neue ökologische Organisation treiben könnten. Ihre Ergebnisse zeigten, dass die heutige iberische ökologische Zusammensetzung strukturelle Elemente mit den Säugetiergemeinschaften der letzten 8 Millionen Jahre teilt.

„Dies bedeutet, dass die funktionale Struktur der iberischen Säugetiergemeinschaften überraschenderweise trotz dramatischer Veränderungen in der Umwelt, wie dem Austrocknen des Mittelmeers vor etwa 6 Millionen Jahren oder den mit den Eiszeitgletschern verbundenen klimatischen Schwankungen, stabil geblieben ist. Das begann vor etwa 2,5 Millionen Jahren “, erklärt Manuel Hernández Fernández, Co-Autor und Professor an der Universidad Complutense de Madrid (Spanien). „In den letzten 20 Millionen Jahren haben nur zwei Umweltveränderungen diese ökologische Struktur vor 14 und 9 Millionen Jahren erheblich beeinflusst, die beide mit Veränderungen in der weltweiten Niederschlagsverteilung zusammenhängen.“

Die Ergebnisse stellen erneut die Auffassung in Frage, dass sich die Erhaltung in erster Linie auf die Erhaltung gefährdeter oder ikonischer Arten konzentrieren sollte, da Artenassoziationen aus evolutionärer Sicht im Vergleich zu ihren ökologischen Rollen vorübergehend sind. „Maßnahmen zur Erhaltung des Funktionierens des Ökosystems sind in der Regel mehr als Maßnahmen zum Schutz einzelner Arten“, fügt Juan L. Cantalapiedra, leitender Autor und Forscher an der Universidad de Alcalá de Henares (Spanien), hinzu.

Die Erhaltung langfristiger ökologischer Zusammensetzungen garantiert jedoch nicht, dass ihre Arten in Zukunft bessere Überlebenschancen haben. „Wir haben festgestellt, dass selbst Arten in ökologisch sehr reichen Formationen kein geringeres Aussterberisiko aufweisen als Arten in ärmeren Gemeinden. Wetten auf diese artenreichen Gemeinden verhindern daher nicht unbedingt den langfristigen Artenverlust“, schließt Blanco. „Natürlich sind wir uns bewusst, dass die Umweltschutzbemühungen nicht nur die Wissenschaft durch die Politik führen, sondern wir glauben, dass es wichtig ist, expliziter über unsere langfristigen Prioritäten nachzudenken.“

Referenz: „Gezeigtes ökologisches Gleichgewicht in Säugetiergemeinschaften auf evolutionären Zeitskalen“ von Fernando Blanco, Joaquín Calatayud, David M. Martín-Perea, M. Soledad Domingo, Iris Menéndez, Johannes Müller, Manuel Hernández Fernández und Juan L. Cantalapiedra, 16. April 2021, Wissenschaft.
DOI: 10.1126 / science.abd5110