Wird der Klimawandel Tiere dunkler oder heller machen? | Wissenschaft

Eine Behauptung aus dem 19. Jahrhundert löste eine Debatte aus dem 21. Jahrhundert darüber aus, wie ein sich erwärmendes Klima Tiere reformieren könnte. Ab dem frühen 19. Jahrhundert identifizierten Biologen mehrere „Regeln“, die die ökologischen und evolutionären Auswirkungen der Temperatur beschrieben. Eine Regel besagt, dass Tiere in heißen Klimazonen größere Gliedmaßen (Ohren, Schnäbel) haben, um die Körperwärme abzuleiten. Ein anderer sagte, dass die größten Tiere innerhalb einer Gruppe von Tieren näher an den Polen leben – denken Sie an Eisbären, die über Braunbären hervorstehen -, weil größere Körper helfen, Wärme zu speichern.

Und Glogers Regel, benannt nach dem deutschen Biologen Constantin Gloger, besagt, dass Tiere in wärmeren Regionen außen normalerweise dunkler sind, während Tiere in kühleren Regionen heller sind. Bei Säugetieren wurde angenommen, dass dunklere Haut und Haare vor schädlichem ultraviolettem Licht geschützt sind, das in sonnenverwöhnten äquatorialen Gebieten häufig vorkommt. Bei Vögeln scheinen die spezifischen Melaninpigmente in dunkleren Federn einem bakteriellen Befall zu widerstehen, ein Vorteil in der Petrischale in den Tropen.

Im Juli haben Li Tian von der Chinesischen Universität für Geowissenschaften und Michael Benton von der Universität Bristol das Interesse an diesen weitgehend vergessenen Regeln wiederbelebt, als die beiden Paläontologen sie verwendeten. sagt voraus, wie der Klimawandel tierische Körper wiederherstellen kann. Unter anderem stützten sie sich auf Glogers Regel, um darauf hinzuweisen, dass die meisten Tiere dunkler werden, wenn sich die Erde erwärmt. Einfach genug.

Aber eine Reihe von hin und her Essays in Aktuelle Biologie, darunter zwei in diesem Monat, hat gezeigt, dass andere Biologen die Angelegenheit für noch lange nicht geklärt halten. „Ich war ein wenig überrascht“, sagt Kaspar Delhey, ein Ornithologe, der in Australien lebt und remote für das Max-Planck-Institut für Ornithologie in Deutschland arbeitet. „Ich dachte, ‚Es gibt noch mehr zu tun.‘ “

Delhey setzt sich seit einigen Jahren dafür ein, Glogers Kraft aufzublähen und durch etwas Genaueres zu ersetzen. „Es ist seit Ewigkeiten von Verwirrung umgeben“, sagt er, auch weil das Buch von 1833, in dem Gloger seine Details darlegte, „sehr dicht und schrecklich geschrieben“ war.

Anfang dieses Monats veröffentlichten Delhey und drei Kollegen eine Reaktion zu Tian und Benton in Aktuelle Biologie. Ihr wichtigstes Rindfleisch ist, dass die Glogers-Regel Temperatur und Luftfeuchtigkeit kombiniert. Feuchtigkeit führt zu einer üppigen Pflanzenwelt und bietet Schatten, um sich vor Raubtieren zu verstecken. Tiere neigen daher dazu, an feuchten Orten dunkler zu sein, um sich zu tarnen. Viele warme Orte sind dampfend, aber kühle, feuchte Wälder wie die von Tasmanien haben tendenziell die dunkelsten Vögel, sagt Delhey.

Delhey argumentiert, wenn Sie die Luftfeuchtigkeit kontrollieren, dreht sich die Regel von Gloger auf den Kopf – das Aufwärmen führt zu leichteren Tieren. Dies gilt insbesondere für kaltblütige Insekten, sagt er. Insekten und Reptilien sind auf äußere Wärmequellen angewiesen, und an kalten Orten hilft ihr dunkles Sonnenlicht von außen. Bei wärmeren Wetterbedingungen wird die Beschränkung gelockert und sie werden leichter. Delhey nennt es die „Hypothese des thermischen Melanismus“.

Tian und Benton begrüßen die Erklärungen. Als Reaktion auf die Delhey-Gruppe führen sie Fälle an, in denen ihre Vorhersage von dunkleren Tieren in wärmeren Klimazonen wahr ist. Gelbbraune Eulen in Finnland sind rotbraun oder hellgrau mit der grauen Tarnung gegen Schnee. Mit dem Rückgang der Schneedecke in Finnland wuchsen die einheimischen Eulen jedoch von etwa 12% der Bevölkerung in den frühen 1960er Jahren auf 40% im Jahr 2010.

Sie erkennen jedoch an, dass Vorhersagen von klimabedingten Farbeffekten besonders schwierig werden, wenn sich Temperatur und Luftfeuchtigkeit ändern. Klimamodelle sagen voraus, dass der Amazonas wärmer und trockener wird, was nach Ansicht aller Parteien die Tierfarbe aufhellen wird. Die borealen Wälder Sibiriens können jedoch wärmer und feuchter werden. In diesem Fall treffen die Vorhersagen von Temperatur und Luftfeuchtigkeit aufeinander. Anders als in der Physik oder Chemie, sagt Benton, sind biologische Gesetze nicht absolut. Es ist nicht wie Schwerkraft. ”

Und selbst wenn allgemeine Trends zutreffen, ist es immer noch schwierig vorherzusagen, wie sich einzelne Arten verändern werden. Lauren Buckley, Biologin an der University of Washington in Seattle, untersuchte die Schmetterlingsfarbe in Gebieten mit hohen Gipfeln. Schmetterlinge absorbieren Wärme, indem sie bei Sonnenschein backen, aber nur ein kleiner Fleck auf der Unterseite der Flügel absorbiert die Wärme. „Wenn Sie es nicht wüssten“, betont sie, „könnten Sie alle möglichen exotischen Farben oben auf dem Flügel quantifizieren, und das wäre nicht wirklich wichtig.“ Zusammenfassend: „Wir müssen über das Gesamtbild nachdenken, wie Organismen mit ihrer Umwelt umgehen.“

Farbänderungen hängen wahrscheinlich auch vom Temperaturkontrollsystem des Tieres ab – kaltblütige Tiere werden im Allgemeinen heller und Vögel und Säugetiere haben ein breiteres Spektrum an Ergebnissen. Um die Vorhersagen zu verbessern, schlägt Buckley vor, Museumsbeispiele zu verwenden, um den Zeitrahmen zu erweitern, obwohl ihre Farben mit der Zeit verblassen können. Im Gegenzug plant Tian Experimente mit beheizten Käfern von Käfern und Weichtieren und versucht aktiv, Farbveränderungen zu verursachen.

Leider werden Wissenschaftler bald mehr Informationen zu diesem Thema haben, als sie verarbeiten können, da die Temperaturen auf dem Planeten steigen. Und wenn globale Warnungen wirklich schlimm werden, können selbst die bewährten öko-geografischen Regeln bedeutungslos sein, da Lebensräume verschwinden und Arten verschwinden. So interessant er auch in der Wissenschaft sein mag, Delhey gibt zu: „Es macht einen traurig.“