Untersuchungen haben ergeben, dass globale Niederschlagsmuster ein Treiber für die Tiervielfalt sind

Seit die HMS Beagle mit Charles Darwin auf den Galapagosinseln ankam, um eine schicksalhafte Familie von Finken zu treffen, haben Ökologen Mühe, eine besonders verwirrende Frage zu verstehen: Warum gibt es an manchen Orten der Erde einen lächerlichen Artenreichtum und an anderen einen Mangel an Arten? Welche Faktoren genau bestimmen die Tiervielfalt?

Mit Zugriff auf einen riesigen Satz globaler Klimadaten und einer neuartigen Strategie identifizierte ein Team der Abteilung für Wassereinzugsgebietswissenschaften am Quinney College of Natural Resources und des Ecology Center mehrere Faktoren, die zur Beantwortung dieser grundlegenden ökologischen Frage beitragen könnten. Sie entdeckten, dass die Ernährung eines Tieres (und wie diese mit dem Klima interagiert) die Vielfalt der Erde beeinflusst.

Die Arbeit war kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht Ökologiebriefe.

„Historische Studien, die sich mit der Verteilung von Arten entlang des Breitengradienten der Erde befassen, haben die Rolle der trophischen Ökologie übersehen – wie sich die Nahrungsaufnahme von Tieren darauf auswirkt, wo sie vorkommen“, sagte Trisha Atwood, Autorin der Studie vom Department of Watershed Sciences und dem Ecology Center . „Diese neue Arbeit zeigt, dass Raubtiere, Allesfresser und Pflanzenfresser nicht zufällig über den Globus verstreut sind. Es gibt Muster, wo wir diese Tiergruppen finden.“

An bestimmten Orten gibt es eine unerwartete Fülle an fleischfressenden Raubtieren – in Teilen Afrikas, Europas und Grönlands. In kühleren Gegenden kommen Pflanzenfresser häufig vor, an warmen Orten sind Allesfresser tendenziell dominanter. Zwei Schlüsselfaktoren erwiesen sich als entscheidend für die Gestaltung dieser Muster: Niederschlag und Pflanzenwachstum.

Niederschlagsmuster im Laufe der Zeit spielen eine große Rolle bei der Bestimmung, wo verschiedene Säugetiergruppen gedeihen, sagte Atwood. Geografische Gebiete, in denen die Niederschläge je nach Jahreszeit schwanken, ohne zu extrem zu sein, wiesen die größte Säugetiervielfalt auf.

„Denken Sie daran, dass wir nicht über die Gesamtregenmenge sprechen“, sagte Jaron Adkins, Hauptautor der Studie. „Wenn Sie sich Ökosysteme auf der ganzen Welt auf einer Skala von Niederschlägen und Jahreszeiten vorstellen, fallen bestimmte Orte in Utah und im Amazonas-Regenwald an einem Ende mit geringer Variabilität auf – sie haben das ganze Jahr über konstante Niederschlagsmengen. In anderen Regionen, wie Südkalifornien, ist dies der Fall.“ Die Schwankungen sind sehr hoch und zwischen Dezember und März fallen etwa 75 Prozent des Jahresniederschlags.“

Aber der Sweet Spot für Raubtiere und Pflanzenfresser liege in der Mitte zwischen den beiden Extremen, sagte er. Orte wie Madagaskar, wo die Niederschlagsmuster gleichmäßig zwischen einer Regenzeit und einer Trockenzeit (jeweils sechs Monate) aufgeteilt waren, boten den idealen ökologischen Cocktail zur Förderung der Bedingungen für diese beiden Gruppen. Die Vielfalt der Allesfresser gedeiht tendenziell an Orten mit sehr stabilem Klima.

Der zweite wichtige Faktor im Zusammenhang mit der Säugetiervielfalt, den die Arbeit aufdeckte, war ein Maß für das Ausmaß des Pflanzenwachstums in einem Gebiet, gemessen als „Bruttoprimärproduktivität“.

„Für pflanzenfressende Tiere ist es intuitiv sinnvoll, vom Pflanzenwachstum zu profitieren“, sagte Adkins.

Laut der Studie wirkte sich diese Maßnahme jedoch am stärksten auf Fleischfresser aus. Der starke Zusammenhang zwischen Raubtieren und Pflanzenwachstum unterstreicht die Bedeutung eines Pflanzenreichtums für die strukturelle Integrität einer gesamten Nahrungskette.

„Es war überraschend, dass dieser Faktor für Raubtiere wichtiger war als für Allesfresser und Pflanzenfresser“, sagte Atwood. „Warum das so ist, bleibt ein Rätsel.“

Obwohl evolutionäre Prozesse letztendlich dafür verantwortlich sind, Unterschiede in den Arten hervorzurufen, können die Klimabedingungen verwandte Faktoren beeinflussen – Raten evolutionärer Veränderungen, Aussterben und Tierverbreitung – und so den Arten- und merkmalsbasierten Reichtum beeinflussen, heißt es in der Studie.

Die Tiervielfalt nimmt in vielen Ökosystemen auf der ganzen Welt aufgrund des Verlusts von Lebensräumen und des Klimawandels rapide ab. Dies hat negative Folgen für Ökosysteme. Es sei äußerst wichtig, vorherzusagen, wie der Klimawandel die Tiersysteme in Zukunft stören wird, sagte Atwood, und diese Forschung sei ein erster Schritt, um die künftigen Bedingungen für Tiere auf der ganzen Welt besser zu bewältigen.

„Die Tiervielfalt kann als Alarmsystem für die Stabilität von Ökosystemen dienen“, sagte Atwood. „Die Identifizierung der ökologischen Mechanismen, die dabei helfen, Artenreichtumsmuster voranzutreiben, liefert Erkenntnisse für eine bessere Verwaltung und Vorhersage, wie sich die Vielfalt unter zukünftigen Klimabedingungen verändern könnte.“

Neben Adkins und Atwood umfasste die Forschung sieben Autoren, die derzeit oder zuvor mit dem Department of Watershed Sciences und dem Ecology Center verbunden waren: Edd Hammill, Umarfarooq Abdulwahab, John Draper, Marshall Wolf, Catherine McClure, Adrián González Ortiz und Emily Chavez.