Biologen befassen sich mit der globalen Aussterbekrise

Bachforellen verschwinden aus amerikanischen Flüssen. Amphibienlebensräume verändern sich. Korallenarten sterben.

Da sich das globale Klima immer schneller ändert, strukturiert sich die Natur neu. Einige Arten gedeihen. Andere sterben ab. Die Biodiversität, die einzigartige Artenvielfalt auf unserem Planeten, gerät ins Wanken.

Laut einem Bericht der Vereinten Nationen aus dem Jahr 2019 hat der Klimawandel das Aussterberisiko für fast 1 Million Pflanzen- und Tierarten erhöht. Die klimabedingte Zunahme von Krankheiten, die Verringerung von Lebensräumen und die Verbreitung warmer Temperaturen bedrohen das Überleben von Arten und gefährden die Integrität von Ökosystemen auf der ganzen Welt.

An Land und unter Wasser gehen Biologen der University of Texas in Arlington die Aussterbekrise an und finden nachhaltige Lösungen, die gesunde Ökosysteme fördern.

Kranke karibische Korallen

Laura Mydlarz, Professorin für Biologie, schätzt, dass 30 % bis 50 % der Korallenarten in der Karibik vom Aussterben bedroht sind. Viele von ihnen leiden an Krankheiten, die durch den Klimawandel zugenommen haben.

Um diese sterbenden Ökosysteme zu schützen, untersucht ihr Labor die Immunantwort von Korallen auf die Weiße Pest, die Steinkorallen-Gewebsverlustkrankheit (SCTLD) und die Schwarzbandkrankheit.

SCTLD ist eine hochansteckende Krankheit, die Korallengewebe schnell abtötet. Sobald ein einzelner Polyp infiziert ist, könnte die Kolonie einer Koralle innerhalb von Wochen bis Monaten absterben, wie Untersuchungen zeigen, und nur das weiße Skelett des Tieres zurücklassen. Der Ursprung von SCTLD ist kaum bekannt und sein Erreger ist unbekannt, was die Forscher daran hindert, seine Übertragung und wirksame Behandlungen zu verstehen.

Eine Studie, die vom Labor von Mydlarz in veröffentlicht wurde ISME-Kommunikation enthüllten die Entdeckung von DNA-Spuren von Viren in SCTLD-befallenen Korallenkolonien. Die Daten des Teams werden den entscheidenden nächsten Schritt der Forscher unterstützen, das Vorhandensein und Fehlen von Viren in karibischen Korallenkolonien zu charakterisieren, und die potenzielle Rolle von Viren bei SCTLD weiter klären.

„Dies ist eine vielversprechende Entwicklung, die unser Wissen über ansteckende Korallenkrankheiten und Möglichkeiten zu ihrer Vorbeugung erweitern wird“, sagte Mydlarz. „Das Verständnis von SCTLD wird Forschern und Riffmanagern helfen, Korallenlebensräume und die von ihnen unterstützte Biodiversität zu schützen.“

Amphibienlebensraumverlust

Luke Frishkoff, Assistenzprofessor für Biologie, möchte verstehen, wie menschliche Einflüsse auf die Umwelt das Aussterberisiko von Arten beeinflussen.

Um dabei zu helfen, die Erhaltung der am stärksten gefährdeten Arten zu zielen und zu priorisieren, untersuchte Frishkoff die Auswirkungen des Verlusts von Lebensräumen auf Amphibienpopulationen auf der ganzen Welt. Das Hauptziel bestand darin, zu verstehen, wie die Merkmale der Arten die Reaktionen auf die Umwandlung von Lebensräumen beeinflussen.

Anhand von Daten aus 18 Studien mit 154 Arten entdeckte Frishkoffs Team, dass Arborealität, die Lebensqualität in Bäumen, zu einer erhöhten Empfindlichkeit der Arten gegenüber der Umwandlung von Lebensräumen führt. Darüber hinaus war die Beziehung der Reproduktionsprozesse von Amphibien zu Wasserquellen ein wichtiger Faktor dafür, wie sie auf Veränderungen des Lebensraums reagieren würden. Die Ergebnisse des Teams stützten auch die Schlussfolgerung, dass die Gewinner und Verlierer der Lebensraumumwandlung oft von der Hitzetoleranz bestimmt werden. Arten mit höherer Toleranz überleben eher in vom Menschen veränderten Lebensräumen.

„Die Erhaltung der Biodiversität hängt von unserer Fähigkeit ab, die Arten zu identifizieren, die am empfindlichsten auf vom Menschen verursachte Veränderungen reagieren, insbesondere auf die Umwandlung von Lebensräumen und den Klimawandel“, sagte Frishkoff. „Die verbesserte Vorhersagbarkeit der Artenempfindlichkeit ermöglicht es uns, Gebiete mit den am stärksten gefährdeten Arten zu identifizieren und zu schützen.“

Biodiversitätsverlust in Süßwassersystemen

Die Forschung von Sophia Passy, ​​außerordentliche Professorin für Biologie, konzentriert sich auf die Biodiversität der amerikanischen Süßwasserökosysteme. Flüsse, Seen und Feuchtgebiete weisen eine außerordentlich große Artenvielfalt auf, während sie nur sehr wenig von der Erdoberfläche ausmachen. Diese Eigenschaften machen ihre Ökosysteme besonders anfällig für den Klimawandel.

Eine Studie von Passys Labor untersuchte, wie unterschiedliche Grade von Treibhausgasemissionen die Artenverteilung in Flüssen in den Vereinigten Staaten beeinflussen könnten. Anhand von Daten zu 336 Arten von Algen, Insekten und Fischen aus 1.227 Bächen prognostizierte das Team Verteilungsänderungen, die bis in die Jahre 2050 und 2070 eintreten könnten.

Passy sagt voraus, dass der Klimawandel zu einer weit verbreiteten Ausbreitung von Warmwasserarten führen wird, von denen viele umweltrelevante Merkmale wie Invasivität, Hybridisierung und Bedrohung der Wasserqualität aufweisen. Gleichzeitig wird ein Rückgang der Kaltwasserarten prognostiziert. Für die Erholung wichtige Arten, einschließlich Bachforellen, werden voraussichtlich mehr als 80 % ihrer derzeitigen Verbreitung verlieren.

„Wenn Süßwassersysteme leiden, leiden auch die Menschen“, sagte Passy. „Angesichts der Tatsache, dass das Ausmaß der Umstrukturierung der Gemeinschaft von der Schwere des Klimawandels abhängt, gibt es immer noch Umweltrichtlinien, die unsere Regierung umsetzen könnte, um die Gesundheit und Integrität der Stromökosysteme des Landes zu schützen.“