Forscher enthüllen, wie ausgestorbene Stellers Seekuh Kelpwälder geformt hat

Über Millionen von Jahren formte die Stellers-Seekuh, ein vier Tonnen schweres Meeressäugetier und Verwandter der Seekuh, Seetangwälder entlang der Pazifikküste Nordamerikas, indem sie riesige Mengen von Seetangwedeln aus den oberen Baumkronen fraß, wodurch Licht die Produktivität ankurbelte im Unterholz.

In einem heute veröffentlichten Artikel in Grenzen in Ökologie und EvolutionForscher der California Academy of Sciences – als Teil der Initiative „Thriving California“ der Akademie – enthüllen, wie historische Seetangwälder in Gegenwart des marinen Megaherbivoren ausgesehen haben könnten, der im 17. Jahrhundert nur 27 Jahre nach seiner ersten Begegnung mit Europäern ausgestorben war aufgrund von Überjagung, und schlagen vor, wie Bemühungen zum Schutz der Seetangwälder sein Fehlen berücksichtigen können.

„Seetangwälder sind hochproduktive Ökosysteme. Sie fungieren als Sturmpuffer, sind wirtschaftlich wichtig für die Fischerei und beherbergen unzählige Meeresorganismen, doch sie sind im gesamten Pazifik stark rückläufig“, sagt Studienautor und Academy Curator of Geology and Invertebrate Zoology Peter Roopnarine, Ph.D.

„Als sich vor Millionen von Jahren Seetangwälder entwickelten, gab es große marine Pflanzenfresser wie die Steller-Seekuh, die heute ausgestorben sind. Wenn es also darum geht, was ihren weit verbreiteten Niedergang antreibt, gibt es möglicherweise eine wichtige Komponente, die uns fehlt.“

Diese Tendenz, den Zustand moderner Ökosysteme auf der Grundlage ihrer jüngsten Vergangenheit zu bewerten, ist als Shifting-Baseline-Syndrom bekannt und kann verschleiern, wie ein Ökosystem über viel längere Zeiträume existiert haben könnte.

„Wir sehen bereits die Konsequenzen dieses Denkens bei Dingen wie dem Management von Waldbränden“, sagt Roopnarine. „Auf kurze Sicht galten Waldbrände wegen der Schäden, die sie den Waldökosystemen zufügen, als etwas, das unterdrückt werden muss. Aber kürzlich haben wir gelernt, dass Waldbrände auf lange Sicht ein natürlicher Teil dieser Systeme sind, die zu gesünderen führen können , widerstandsfähigere Wälder.“

Ein neuer Ansatz, um sich ändernden Basislinien zu begegnen

In dem Papier schlagen die Forscher eine neue Methode zur Bewertung des Gesamtzustands von Ökosystemen vor und befürworten diese, um die Fallstricke des Shifting-Baseline-Syndroms zu vermeiden, die als Past-Present-Future (PPF)-Ansatz bezeichnet werden.

Im Gegensatz zur Bewertung eines Ökosystems auf der Grundlage seines aktuellen Zustands, sagen die Forscher, kann der PPF-Ansatz, der historische Beweislinien aus Museumsexemplaren und dem Fossilienbestand mit indigenem traditionellem ökologischem Wissen und modernen wissenschaftlichen Daten kombiniert, zu mathematischen Modellen führen, die genauer sind natürliche Systeme darstellen. Wichtig ist, dass diese Modelle dann für eine effektivere Konservierung operationalisiert werden können.

„Heute sind wir von stark geschädigten Ökosystemen umgeben, Orte, die vor nur einem Jahrhundert, geschweige denn vor einem Jahrtausend oder mehr, weitaus gesünder waren“, sagt Studienautor und Academy Executive Director Scott Sampson, Ph.D.

„Eine wachsende Zahl dieser Ökosysteme droht jetzt zusammenzubrechen, selbst wenn wir sie schützen. Wenn wir also dazu beitragen wollen, einen bestimmten Ort in eine blühende Zukunft zu führen, müssen wir nicht nur seinen aktuellen Gesundheitszustand verstehen, sondern auch vergangene Zustände , und wenden Sie diese Erkenntnisse dann auf kalkulierte, regenerative Interventionen an. Dieser Vergangenheit-Gegenwart-Zukunft-Ansatz für den Naturschutz hat das Potenzial, revolutionär zu sein.“

Aufdeckung des „Seekuh-Effekts“

Um sich ein besseres Bild von Kelpwäldern der Vergangenheit zu machen – und damit eine bessere Ausgangsbasis, um sie mit ihrem heutigen Zustand zu vergleichen und vorherzusagen, wie sie sich in Zukunft verändern könnten – erstellten die Forscher ein mathematisches Modell unter Verwendung historischer und moderner Daten simulieren, wie das Ökosystem unter verschiedenen Szenarien reagieren könnte.

Zunächst geben die Forscher die Auswirkungen ein, die verschiedene Akteure im Ökosystem auf Seetangwälder haben, wie z. Das Modell wurde dann mit bereits vorhandenen Daten zu Kelpwäldern verglichen, um sicherzustellen, dass es reproduziert, wie die Ökosysteme im wirklichen Leben funktionieren.

Nachdem die Forscher das Modell verfeinert hatten, konnten sie untersuchen, wie sich die Steller-Seekuh auf Kelpwälder auswirkt, indem sie sie dem Modell hinzufügten und beobachteten, wie das Ökosystem im Laufe der Zeit reagierte.

„Eines der wichtigeren und überraschenderen Ergebnisse war, dass die Einbeziehung der Steller-Seekuh zu einer völlig anderen Art von Kelpwald führte“, sagt Studienautorin und Postdoktorandin an der Academy und der University of Nevada Las Vegas Roxanne Banker, Ph.D. „Statt Seetang dominiert, wie wir es uns bei modernen Wäldern vorstellen, hätte die Anwesenheit und Raubtierhaltung der Seekuh im oberen Blätterdach zu einem ausgewogeneren Verhältnis zwischen Seetang und Algen geführt, da mehr Sonnenlicht den Meeresboden erreicht hätte.“

Banker fügt hinzu, dass dieser Befund von besonderer Bedeutung ist, wenn man über den aktuellen Zustand der Seetangwälder nachdenkt, die teilweise aufgrund der Überbeute durch Seeigel stark degradiert sind. „Algen würden eine zusätzliche Nahrungsquelle für Seeigel darstellen und möglicherweise ihre Auswirkungen auf Seetang verringern“, sagt sie.

Die Studie zeigte auch, dass die Seetangwälder in Gegenwart der Seekuh insgesamt oft widerstandsfähiger waren: Selbst unter widrigen Bedingungen wie Meereserwärmung oder Krankheitsausbrüchen war es möglicherweise weniger wahrscheinlich, dass Seetangwälder in den kargen Seeigel übergingen. dominierten Zustand, der heute oft zu sehen ist, und wenn sie es taten, erholten sie sich schneller zu einem bewaldeten Zustand. Dieser Effekt, den die Forscher den „Seekuh-Effekt“ nannten, liefert umsetzbare Erkenntnisse für die aktuellen Bemühungen zum Schutz von Seetang.

„Wenn unser Modell durch Experimente auf Testparzellen weiter validiert würde, könnte es uns ermöglichen, mehr Widerstandsfähigkeit in Seetangwäldern aufzubauen, indem wir die Wirksamkeit verschiedener Interventionen modellieren“, sagt Roopnarine. „Zum Beispiel das selektive Ernten der oberen Wedel des Kelpdachs, um die Rolle wiederherzustellen, die bei der Steller-Seekuh verloren gegangen ist.“