Die Verbreitung der Arten rund um den Globus ist kein zufälliger Prozess, sondern das Ergebnis mehrerer evolutionärer Mechanismen sowie früherer und aktueller Umwelteinschränkungen. Aus diesem Grund haben Biologen seit Mitte des 19. Jahrhunderts mehrere Hauptregionen identifiziert, die als biogeografische Bereiche bezeichnet werden und diese großen Artengruppen rund um den Globus abbilden. Diese biogeografischen Bereiche stellen eine der grundlegendsten Beschreibungen der Artenvielfalt auf der Erde dar und werden häufig in verschiedenen Bereichen der Biologie verwendet.
Fast 150 Jahre lang erfolgte die Charakterisierung dieser biogeografischen Einheiten jedoch ausschließlich durch das Studium von Wirbeltier- (z. B. Vögeln, Säugetieren) und Pflanzengruppen. Letztere stellen jedoch nur eine Minderheit der auf der Erde vorkommenden Arten dar. Im Gegensatz dazu blieben hyperdiverse Gruppen wie Insekten von solchen Bemühungen unberücksichtigt, obwohl sie ein grundlegendes Instrument für die Naturschutzplanung darstellen, um die Verteilung der Artenvielfalt zu verstehen.
Kürzlich kartierten Ökologen der Universität von Hongkong (HKU) und ihre Mitarbeiter in Japan globale biogeografische Regionen für eine wichtige Insektengruppe, Ameisen. Dies war der erste Versuch und eine Reihe neuartiger Ansätze, diese Organismen einzubeziehen. Diese Arbeit, veröffentlicht in Naturkommunikationbietet den bislang besten Einblick in die Verbreitung von Insekten und ist für den weltweiten Naturschutz von Bedeutung.
Insekten, „die kleinen Dinger, die die Welt regieren“, machen über 55 % aller beschriebenen Arten aus. Allerdings ist ihre Verbreitung noch nicht vollständig bekannt, was Wissenschaftler daran hindert, ihre biogeografischen Regionen zu kartieren.
„Ein erster Schritt zum Schutz von Arten und damit der Biodiversität besteht darin, zu verstehen, wo diese vorkommen“, sagt Professor Benoit Guénard, Hauptautor der Studie und Leiter des Labors für Insektenbiodiversität und Biogeographie an der HKU School of Biological Sciences (SBS).
Um diese Herausforderung anzugehen, hat Professor Guénard über mehr als ein Jahrzehnt hinweg ein internationales Team geleitet, das die Verbreitungsdaten von fast 16.000 Ameisenarten zusammengetragen hat. Ameisen gehören zu den am weitesten verbreiteten und ökologisch dominantesten Insekten. Wie eine frühere Studie von Professor Guénards Team zeigte, wiegen sie bis zu doppelt so viel wie Wildvögel und Säugetiere zusammen.
Für eine Insektengruppe sind sie relativ gut dokumentiert. Die harte Arbeit von Professor Guénards Team, das Daten aus über 300 Jahren Ameisenforschung zusammentrug, ermöglicht es, mithilfe fortschrittlicher Techniken, darunter Bioinformatik und maschinelles Lernen, ihre Verbreitung vorherzusagen und zu analysieren. Am Ende konnten sie die erste biogeografische Karte der Ameisen erstellen.
Diese Karte zeigt die Aufteilung des weltweiten Territoriums der Ameisen in neun große biogeografische Bereiche.
„Interessanterweise fielen mir beim Vergleich dieser Karte mit denen für Wirbeltiere und Pflanzen so viele Ähnlichkeiten auf“, sagt Erstautorin Runxi Wang, eine Doktorandin an der School of Biological Sciences. „Ameisen und Pflanzen haben mehrere Regionen gemeinsam, die bei Wirbeltieren nicht vorkommen.“
Die weitere Analyse bestätigt die Beobachtungen der Autoren – die biogeografischen Regionen sind bei verschiedenen Taxa sehr ähnlich, Pflanzen haben jedoch mehr Ähnlichkeit mit Ameisen als mit irgendeiner anderen Wirbeltiergruppe.
„Das ist nicht sehr überraschend, denn wir wissen, dass Ameisen und Pflanzen sehr enge ökologische und evolutionäre Beziehungen haben. Ameisen helfen beispielsweise Zehntausenden von Pflanzen, ihre Samen zu verbreiten und schützen viele weitere vor Pflanzenfressern. Sie haben sich über Millionen von Jahren gemeinsam entwickelt“, erklärt Professor Guénard. „Aber dies ist einer der ersten Beweise für derart bedeutende biogeografische Konsequenzen.“
Dieses Ergebnis weist darauf hin, dass viele Ähnlichkeiten zwischen Tieren und Pflanzen bei Wirbeltieren möglicherweise nicht erkennbar sind.
„Ameisen allein können nicht die Hyperdiversität aller Insekten darstellen, aber ihre Ähnlichkeiten mit Pflanzen sind wahrscheinlich keine Ausnahme“, sagt Wang. „Wir müssen in Zukunft sicherlich größere Anstrengungen unternehmen, um mehr Insektengruppen einzubeziehen, um das globale Bild der Artenvielfalt abzubilden.“
Weitere Informationen:
Runxi Wang et al., Globale biogeografische Regionen für Ameisen weisen komplexe Beziehungen zu denen für Pflanzen und Tetrapoden auf. Naturkommunikation (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-49918-2