Da der Klimawandel die Umwelt auf der ganzen Welt verändert, haben Wissenschaftler entdeckt, dass viele Arten als Reaktion darauf den Zeitpunkt wichtiger Lebensereignisse wie der Fortpflanzung verschieben. Bei einem früheren Tauwetter im Frühjahr blühen beispielsweise einige Blumen früher. Wissenschaftler wissen jedoch nicht, ob diese signifikanten Veränderungen in der Lebensgeschichte einer Art letztendlich helfen werden, zu überleben, oder zu größeren Problemen führen.
Eine Studie, die in der Woche vom 27. Juni in der veröffentlicht wurde Proceedings of the National Academy of Sciences zeigt zum ersten Mal, dass eine Art von Großraubtieren ihre Lebensgeschichte als Reaktion auf ein sich änderndes Klima grundlegend geändert hat – und möglicherweise schlechter dran ist.
Ein Team unter der Leitung von Forschern der University of Washington analysierte in Zusammenarbeit mit Botswana Predator Conservation, einer lokalen NGO, Feldbeobachtungen und demografische Daten von 1989 bis 2020 für Populationen des afrikanischen Wildhundes Lycaon pictus. Sie entdeckten, dass die Tiere über einen Zeitraum von 30 Jahren ihre durchschnittlichen Geburtstermine um 22 Tage nach hinten verschoben, eine Anpassung, die es ihnen ermöglichte, die Geburt neuer Würfe mit den kühlsten Temperaturen im frühen Winter abzugleichen. Aber als Folge dieser signifikanten Verschiebung überlebten weniger Welpen ihre empfindlichste Zeit, da die Temperaturen während ihrer kritischen „Denning-Periode“ nach der Geburt im gleichen Zeitraum anstiegen und die Population dieser bereits gefährdeten Art bedrohten.
Diese Studie zeigt, dass afrikanische Wildhunde, die entfernt mit Wölfen verwandt sind und Junge kooperativ in Rudeln aufziehen, möglicherweise in einer „phänologischen Falle“ gefangen sind, so die Hauptautorin Briana Abrahms, eine UW-Assistenzprofessorin für Biologie und Forscherin am Center for Ökosystem-Wächter. In einer phänologischen Falle ändert eine Art den Zeitpunkt eines wichtigen Lebensereignisses als Reaktion auf einen Umweltreiz – aber diese Verschiebung erweist sich aufgrund beispielloser Umweltbedingungen wie dem Klimawandel als unangepasst.
„Das ist eine unglückliche ‚Raus aus der Pfanne, rein ins Feuer‘-Situation“, sagte Abrahms. „Afrikanische Wildhunde haben ihre Geburtstermine später verschoben, um mit optimalen kühlen Temperaturen Schritt zu halten, aber dies führte zu heißeren Temperaturen während der Geburtsphase, sobald diese Welpen geboren wurden, was letztendlich das Überleben verringerte.“
Die Studie zeigt, dass Arten auf hohen „trophischen Ebenen“ in Ökosystemen – wie große Raubtiere – genauso empfindlich auf den Klimawandel reagieren können wie andere Arten, worüber sich Wissenschaftler nicht sicher waren. Andere Forschungen haben gezeigt, dass eine langfristige Erwärmung phänologische Verschiebungen oder Verschiebungen im Zeitpunkt wichtiger Lebensereignisse bei „Primärproduzenten“ wie Pflanzen und „Primärkonsumenten“, die sich von Pflanzen ernähren, einschließlich vieler Vögel und Insekten, auslösen kann. Aber bis jetzt hatten Wissenschaftler noch nie eine klimabedingte phänologische Verschiebung bei einem großen Fleischfresser dokumentiert. Abrahms und ihre Kollegen zeigen, dass große Raubtiere tatsächlich starke Reaktionen auf den langfristigen Klimawandel zeigen können, obwohl Raubtiere in der Nahrungskette „weiter entfernt“ sind.
Für diese Studie analysierte das Team mehr als drei Jahrzehnte an Daten, die sie und ihre Mitarbeiter von 60 Rudeln afrikanischer Wildhunde gesammelt hatten, die in einer mehr als 1.000 Quadratmeilen großen Region im Norden Botswanas leben. Diese Art brütet jährlich jeden Winter. Nach der Geburt verbringen die Welpen etwa 3 Monate bei ihrer Mutter in der Höhle, bevor sie mit dem Rudel reisen und jagen.
Abrahms und ihre Kollegen analysierten die Daten, an denen afrikanische Wildhundmütter jedes Jahr ihre Würfe zur Welt brachten, und stellten so fest, dass Erwachsene die Paarung über den 30-jährigen Studienzeitraum allmählich um etwa eine Woche pro Jahrzehnt verzögerten.
„Obwohl die meisten Tierarten mit dem Klimawandel ihre Lebensgeschichte früher im Jahr vorantreiben, stellt dieser Befund einen seltenen Fall dar, in dem eine Art ihre Lebensgeschichte verzögert, und zwar mit einer Rate, die doppelt so hoch ist wie die durchschnittliche Änderungsrate, die bei Tierarten beobachtet wird “, sagte Jeremy Cohen, ein Forscher an der Yale University und dem Center for Biodiversity and Global Change, der nicht an der Studie beteiligt war.
Eine so große Verschiebung ist wahrscheinlich auf die schnelle Erwärmung in der Region zurückzuführen und darauf, dass sich afrikanische Wildhunde so entwickelt haben, dass sie innerhalb eines engen „thermischen Fensters“ brüten, so Abrahms
Das Team verwendete langfristige demografische Daten, um zu berechnen, wie viele Welpen jedes Jahr die Denning-Periode überlebten. Sie entdeckten einen Zusammenhang zwischen den Temperaturen während der Brutzeit und dem Überleben: Wärmere Brutperioden führten dazu, dass sich am Ende des Winters weniger Welpen in Rudeln rekrutierten, was darauf hindeutete, dass weniger Welpen die Brutzeit überlebten.
Die durchschnittlichen täglichen Höchsttemperaturen stiegen im Untersuchungszeitraum über 30 Jahre um etwa 1,6 Grad Celsius oder 2,9 Grad Fahrenheit. Im gleichen Zeitraum stiegen die jährlichen Höchsttemperaturen um 3,8 Grad Celsius – knapp über 6 Grad Fahrenheit.
Das Team hätte ohne diese Jahrzehnte detaillierter Feldbeobachtungen unter der Leitung von Botswana Predator Conservation nicht zu seinen unerwarteten Schlussfolgerungen kommen können, sagte Abrahms.
„Wir konnten diese Studie nur durchführen, weil es diesen einzigartigen Langzeitdatensatz für ein großes Raubtier gibt, was wirklich selten ist“, sagte Abrahms. „Es zeigt den Wert dieser Art von Daten bei der Untersuchung, wie sich der Klimawandel auf Ökosysteme auswirkt.“
Das Untersuchungsgebiet im Norden Botswanas ist Teil des größten zusammenhängenden Lebensraums für afrikanische Wildhunde, die durch Habitatzerschneidung und -verlust, Krankheiten und Konflikte mit Menschen bedroht sind. Die Internationale Union für Naturschutz Schätzungen dass es nur noch etwa 1.400 ausgewachsene Tiere in freier Wildbahn gibt.
„Große Raubtiere spielen eine außerordentlich wichtige Rolle in Ökosystemen, aber wir müssen noch viel über die Auswirkungen des Klimawandels auf diese Tiere lernen“, sagte Abrahms. „Große klimabedingte Veränderungen wie die, die wir gefunden haben, könnten bei Top-Raubtieren weiter verbreitet sein als ursprünglich angenommen, daher hoffen wir, dass unsere Ergebnisse neue Forschungen zum Klimawandel an anderen Raubtierpopulationen auf der ganzen Welt anregen werden.“
Co-Autoren der Studie sind Kasim Rafiq, ein UW-Postdoktorand in Biologie; Neil Jordan von der University of New South Wales; und JW McNutt mit Botswana Predator Conservation.
Langfristige, klimabedingte phänologische Verschiebung bei einem tropischen Großraubtier, Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2121667119.