Für Ökologen besteht eine der dringendsten Fragen darin, zu verstehen, wie sich Ökosysteme verändern oder anpassen, wenn sich das Klima schnell ändert. Wir sehen bereits, dass viele Pflanzen- und Tierarten als Reaktion auf höhere Temperaturen bergauf und in Richtung der Pole wandern. Es ist sehr wahrscheinlich, dass die meisten Arten ihre bevorzugte Temperaturnische verfolgen werden.
Das Merkwürdige ist jedoch, dass viele Arten in viel größeren Temperaturbereichen überleben können, als ihre derzeitige Verbreitung vermuten lässt. Wir verstehen noch nicht ganz, warum die Temperatur die Ökosysteme so stark beeinflusst.
Um Licht in dieses Rätsel zu bringen, unser neue Forschung verwendeten das aktuelle Spektrum australischer Pflanzen und berechneten die minimalen und maximalen Temperaturpräferenzen jeder Art. Diese Daten zeigten uns, wie viele und wie viel Prozent der Arten beim Übergang von beispielsweise 15 °C auf 16 °C durchschnittliche Jahrestemperatur verloren gehen oder hinzukommen.
Die Ergebnisse waren erstaunlich. An der feuchteren Ostküste Australiens gibt es durchschnittlich 19 % mehr Artenzuwachs und 14 % Artenverlust, wenn der Temperaturgradient um 1 °C steigt. Im trockenen Zentrum gewinnt man mit jedem zusätzlichen Grad 18 % an Arten und verliert 21 % an Arten.
Das ist in unserem gegenwärtigen Klima der Fall. Was passiert, wenn sich die Welt um 3°C erwärmt, was bei uns der Fall ist? immer noch auf dem Weg dorthin?
Wenn wir davon ausgehen, dass die gesamte Flora versucht, ihrer aktuellen Klimanische zu folgen, würden wir wahrscheinlich erleben, dass 30 % unserer Pflanzenarten in Australien nach Süden wandern. Das wäre eine enorme Veränderung. Fast jede dritte Art würde sich in der natürlichen Vegetation um uns herum verändern.
Was bedeutet das?
Unsere Daten zeigen, dass bereits geringfügige natürliche Temperaturänderungen Auswirkungen auf die in verschiedenen Regionen vorkommenden Arten haben.
Warum kommen die meisten Pflanzenarten innerhalb des größeren Verbreitungsgebiets, in dem sie überleben können, nur in einem schmalen Band vor? Eine seit langem vertretene Theorie, die auf die Arbeit von Charles Darwin zurückgeht, besagt, dass die Verbreitungsgebiete der Arten stärker durch die Konkurrenz bestimmt werden, je wärmer die Temperaturen sind.
In dieser Theorie sind einige Arten einfach besser darin, Ressourcen zu finden und zu nutzen als andere. Man geht davon aus, dass diese Wettbewerbseigenschaften so abgestimmt sind, dass sie bei bestimmten Temperaturen am besten funktionieren. Diese Arten übertreffen diejenigen mit geringeren Wachstumsraten oder geringerer Fitness bei diesen Temperaturen.
Warum verbreiteten sich überlegene Konkurrenten nicht überall? Ihre Eigenschaften sind wahrscheinlich nur in bestimmten, oft engen Temperaturbereichen funktionsfähig. Sobald es zu kalt wird, können sie nicht mehr so effizient wachsen und andere Arten können konkurrieren.
Manche Arten können sich schnell an Veränderungen ihres Klimas anpassen, andere hingegen nicht.
Dies bedeutet, dass die südliche Grenze einer australischen Art durch ihre Toleranz gegenüber kühleren Temperaturen bestimmt wird. Wenn Sie einen Roadtrip von Cape York nach Tasmanien machen würden, würden Sie beobachten, wie neue Arten auftauchen und tropische Arten seltener werden und verschwinden, je weiter Sie nach Süden zum Pol fahren.
Müssen Pflanzen bei Hitze umziehen?
Australiens Pflanzenarten – insbesondere im feuchteren Osten – sind in der Regel sehr alt. Arten mit langer Geschichte haben wahrscheinlich ihre ideale Temperaturnische gefunden.
Doch das Klima erwärmt sich rapide. 2023 war das erste volle Jahr, in dem die Erde 1,5 °C heißer war als in der vorindustriellen Ära.
Wenn die Temperaturen steigen, ist es möglicherweise nicht mehr möglich, dort zu bleiben. Immer mehr Arten werden sich finden aus ihrer bevorzugten Temperaturnische. Sie passen sich entweder an, ziehen um oder sterben lokal aus.
Aber die Beweis Bisher deutet dies darauf hin, dass Arten umziehen werden – wenn sie können.
Wenn Arten wandern, verändern sich auch die Ökosysteme, die sie hinterlassen, und die neuen Ökosysteme, in die sie eindringen.
Wir wissen nicht, ob sich alle Arten entlang der Ostküste frei bewegen können. Unsere fleißigen Bemühungen, Bauernhöfe, Häuser, Straßen und Städte zu bauen, haben die natürliche Vegetation stark fragmentiert. Wir haben einst zusammenhängende Lebensräume in inselartige Überreste umgewandelt.
Einige Arten können sich besser und über längere Distanzen zwischen Lebensraumfragmenten ausbreiten als andere. Beispielsweise verbreiten sich Arten mit geflügelten oder vom Wind getragenen Samen besser als Arten mit großen Samen, zu denen viele unserer Regenwaldarten gehören.
Die stärker verbreiteten Arten könnten den Wettlauf um die Sicherung neuer Klimanischen gewinnen. Um zu verhindern, dass einige Arten zu dominant werden, sollten wir Arten, die ihre Samen nicht gut verbreiten, durch das Umpflanzen oder Aussäen ihrer Samen unterstützen? Das ist eine wichtige Frage für die Zukunft, auf die wir noch keine Antwort haben.
Unsere Pflanzenarten haben über Jahrmillionen ihre Klimanischen gefunden. Unsere Forschung legt nahe, dass der Klimawandel überraschend viele unserer Pflanzen dazu zwingen könnte, umzuziehen.
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