Dank der klimatischen Stabilität über Millionen von Jahren konnten urzeitliche und isolierte Süßwasserfische in Gebieten wie den 356.000 Quadratkilometern von Shark Bay bis Esperance im Südwesten Westaustraliens gedeihen.
Doch nun bedrohen beschleunigte Klimaveränderungen diesen Hotspot der Artenvielfalt und seine heimischen Fischarten, so neue Forschung im Journal Vererbung unter der Leitung von Matthew Flinders Professor Luciano Beheregaray und Ph.D. Sean Buckley.
Dieser Teil des Kontinents besteht aus gemäßigten Wäldern und Grasland und ist die Heimat von mehr als 8.000 Pflanzenarten, von denen etwa die Hälfte endemisch sind, sowie von mehr als 500 registrierten Wirbeltierarten.
Leider ist auch der Südwesten von Westaustralien ein Hotspot des Klimawandels, da dort heißere und trockenere Bedingungen herrschen, heißt es in einer Zeitschriftenzusammenfassung.
Seit den 1970er Jahren sind die Niederschläge um 10–15 % zurückgegangen und es wird erwartet, dass sich die Lage in den kommenden Jahrzehnten noch weiter verschlechtern wird. Im letzten Jahrhundert kam es in der Region zudem zu einem Temperaturanstieg von 1,1 °C.
„Diese bemerkenswerte Artenvielfalt leidet bereits unter den Folgen, darunter Artenrückgang und das jüngste Waldsterben“, sagt Dr. Buckley, Forscher am Labor für Molekularökologie der Flinders University und jetzt Dozent für Molekularökologie und Umweltmanagement an der Edith Cowan University, WA.
„Dies ist besonders besorgniserregend, wenn historisch stabile Klimazonen der Schlüssel zur Entstehung dieser Artenvielfalt waren: Der Klimawandel stellt eine neuartige Bedrohung für dieses unglaubliche Ökosystem dar, und endemische Arten haben möglicherweise nicht die Fähigkeit entwickelt, darauf zu reagieren.
„Um die möglichen Auswirkungen des Klimawandels in der Region besser vorhersagen zu können, ist es notwendig, die Rolle der historischen Klimastabilität zu verstehen.“
Die Forschung konzentrierte sich auf zwei kleine Süßwasserfische, die in der Region endemisch sind: den westlichen (Nannoperca vittata) und den kleinen (Nannoperca pygmaea) Zwergbarsch.
Der westliche Zwergbarsch ist in der gesamten Region verbreitet, während der kleine Zwergbarsch nur in einer Handvoll Flüssen zu finden ist (und in staatlichen, nationalen und globalen Naturschutzlisten als gefährdet geführt wird).
„Aufgrund unserer früheren Forschungen wussten wir, dass diese Arten wahrscheinlich schon sehr lange in dieser Landschaft existieren und ideale Modelle darstellen würden, um die Wechselwirkung zwischen Klimageschichte und Evolutionsmustern zu untersuchen“, sagt Professor Beheregaray.
Die Studie des Molecular Ecology Lab generierte Genomdaten von neun Populationen, auf die über Museumssammlungen zugegriffen werden konnte, und untersuchte deren evolutionäre Beziehungen, Divergenzgeschichte und Genfluss im Laufe der Zeit.
Er sagt: „Wir haben diese Methoden mit Umweltansätzen kombiniert – insbesondere mit der Modellierung der Artenverteilung – um zu sehen, wie die Klimageschichte der Region ihre Entwicklung geprägt hat.“
„Mithilfe einer Zeitkalibrierung, die wir aus früheren Studien abgeleitet haben, stellten wir fest, dass diese beiden kryptischen Arten zuletzt vor etwa neun Millionen Jahren einen gemeinsamen Vorfahren hatten, ohne dass es Hinweise auf einen Genfluss zwischen ihnen gab. Dies deutet darauf hin, dass sie sehr lange isoliert gelebt haben.“
Die Umweltansätze stützten diese Schlussfolgerung.
Anhand von Rekonstruktionen des Klimas der Vergangenheit in der Region stellte die Studie fest, dass sich die Verbreitungsgebiete der Arten im Laufe der Zeit nur relativ wenig veränderten: Abgesehen von einer kleinen Ausdehnung Richtung Küste während der sinkenden Meeresspiegel in den Eiszeiten wurden Zwergbarsche seit dem Pliozän in denselben Gebieten gefunden.
„Diese Muster spiegeln das Klima selbst wider, das im gleichen Zeitraum relativ stabil geblieben ist, insbesondere im Vergleich zu anderen Teilen Australiens“, fügt Dr. Buckley hinzu.
„Die Modellierung dieser Verteilungen unter Berücksichtigung des zukünftigen Klimawandels ergab jedoch ein düsteres Bild mit starken Rückgängen der Verbreitungsgebiete aller Arten. In einem Business-as-usual-Szenario würde dies den vollständigen Verlust des geeigneten Klimas für eine der versteckten Arten innerhalb der nächsten Jahrzehnte bedeuten.“
Um die einzigartige Vielfalt dieses Teils von WA zu bewahren, könnten Naturschutzmaßnahmen wie die genetische Rettung erforderlich sein, die die Anpassungsfähigkeit verbessern.
Andere ehrgeizige Strategien wie Zucht- und Wiederansiedlungsprogramme in Gefangenschaft waren bei anderen bedrohten Zwergbarschen erfolgreich und könnten in Zukunft notwendig sein, sagen Forscher.
Mehr Informationen:
Sean James Buckley et al., Langfristige klimatische Stabilität führt zur Ansammlung und Erhaltung unterschiedlicher Süßwasserfischlinien in einem gemäßigten Biodiversitäts-Hotspot, Vererbung (2024). DOI: 10.1038/s41437-024-00700-6