Der Schutz der Elefanten hat in Südafrika höchste Priorität. Doch Lebensraumverlust und Urbanisierung führen dazu, dass die weit umherziehenden Dickhäuter zunehmend auf geschützte Gebiete wie Wildreservate beschränkt werden. Das Risiko? Eingesperrte Populationen könnten mit der Zeit genetisch isoliert werden, wodurch Elefanten anfälliger für Krankheiten und Umweltveränderungen werden.
Eine aktuelle Studie der University of Illinois Urbana-Champaign und der University of Pretoria in Südafrika zeigt, wie afrikanische Naturschutzmanager in einer Region von sieben Ländern Elefanten-Wanderkorridore schaffen und optimieren könnten. Die Studie bietet eine Karte mit Landschaftsverbindungen, die den Lebensraumbedürfnissen der Elefanten gerecht werden und einen stärkeren Genfluss zwischen den Populationen ermöglichen würden.
„Andere Forschungsgruppen haben bereits genetische und räumliche Daten integriert, aber normalerweise geschah dies auf einer eher lokalen Ebene. Unsere Gruppe war die erste, die beide Arten von Daten für südafrikanische Elefanten in einem so großen geografischen Gebiet kombinierte“, sagte die Hauptautorin Alida de Flamingh, die die Studie im Rahmen ihres Doktorandenprogramms in der Abteilung für Tierwissenschaften des College of Agricultural, Consumer and Environmental Sciences (ACES) in Illinois durchführte. Sie ist jetzt Postdoktorandin am Carl R. Woese Institute for Genomic Biology.
Der Maßstab ist deshalb von Bedeutung, weil afrikanische Elefanten ein sehr großes Revier haben – sie können bis zu 11.000 Quadratkilometer oder mehr als 2,7 Millionen Morgen durchstreifen – und sie oft weite Strecken zurücklegen, um ungeeigneten Lebensraum zu vermeiden. Diesen Maßstab in einer einzigen Analyse zu erfassen, war keine leichte Aufgabe.
„Das war ein gewaltiger Aufwand. Wir sind mit unseren Partnern von der Conservation Ecology Research Unit der Universität Pretoria losgezogen, um im gesamten Gebiet nicht-invasive DNA-Proben aus Elefantendung zu sammeln“, sagte de Flamingh. „CERU hat außerdem Daten von GPS-Trackern von 80 Elefanten mit Halsbändern an fast 54.000 Standorten beigesteuert.“
GPS-Halsbanddaten zeigen, wie Elefanten sich durch die Landschaft bewegen, können aber nicht angeben, ob diese Bewegung zu Genfluss führt. Umgekehrt dokumentieren DNA-Daten den Genfluss, können aber nicht zeigen, wie sich Elefanten bewegten, um dies zu ermöglichen. Die Integration der beiden Datensätze erforderte einen landschaftsgenetischen Ansatz.
„Die Landschaftsgenetik adaptiert einige Ideen aus der Theorie der elektrischen Schaltkreise, um zu erörtern, wie sich Tiere bewegen und Genfluss erreichen könnten. Unser Ansatz untersucht Widerstände oder Kosten, denen Elefanten begegnen, wenn sie sich auf mehreren Wegen durch die Region bewegen, und berücksichtigt dabei die Möglichkeit, einzelne Wege zu verlieren oder zu gewinnen“, sagte Co-Autor Nathan Alexander, ein Postdoktorand bei der Illinois Natural History Survey. Alexander arbeitete während seines Doktorandenprogramms in der Abteilung für natürliche Ressourcen und Umweltwissenschaften in ACES an dem Projekt.
Zu den Kosten in diesem Fall gehörten steile Hänge, öde Gebiete mit wenig oder gar keiner Vegetation, dicht besiedelte menschliche Siedlungen und Gebiete weit entfernt von Wasser. Die Forscher kombinierten diese Umweltprobleme mit DNA-Daten, um zu erklären, wie Elefanten ihren Lebensraum navigieren könnten, und identifizierten Schlüsselrouten, um den Genfluss über geschützte Gebiete hinweg aufrechtzuerhalten.
„Wir haben keine einfache lineare Beziehung gefunden, bei der geeignetere Lebensräume weniger kosten. Stattdessen haben wir ein ausgeprägtes nichtlineares Muster gefunden, bei dem die am wenigsten geeigneten Lebensräume den größten Einfluss auf die Bewegung oder Verteilung der Elefanten in der Landschaft haben“, sagte de Flamingh. „Zwischenlebensräume diktieren ihre Bewegungen nicht unbedingt so stark wie diese wirklich, wirklich ungeeigneten Lebensräume. Das ist positiv, wenn man darüber nachdenkt. Sie vertragen Zwischenlebensräume und können sich dennoch durch sie bewegen.“
Was gilt als „wirklich, wirklich ungeeigneter“ Lebensraum? Die Forscher identifizierten Gebiete wie die vegetationslosen Makgadikgadi-Salzpfannen in Botswana sowie dicht besiedelte menschliche Siedlungen. Elefanten, die diese Gebiete meiden, können durch die Schaffung von Verbindungen auch Konflikte zwischen Menschen und Elefanten reduzieren, die eine echte Bedrohung für Elefanten darstellen.
De Flamingh sagte, die Erkenntnisse aus dieser Studie könnten Regierungsbehörden und NGOs im südlichen Afrika dabei helfen, vor Ort wirksame Naturschutzinitiativen zu entwickeln.
„Das südliche Afrika hat die größte Elefantenpopulation in ganz Afrika. Daher würden alle Schutzbemühungen dort, insbesondere solche, die Konflikte zwischen Mensch und Elefant vermeiden, ziemlich große Elefantenpopulationen schützen“, sagte der leitende Autor Al Roca, ein Professor für Tierwissenschaften bei ACES. „Unsere Partner bei CERU […] sind bei diesen Bemühungen wirklich entscheidend.“
Der Artikel ist dem Andenken des Co-Autors Rudi van Aarde gewidmet, der als Leiter des CERU maßgeblich an der Initiierung der Studie beteiligt war und während der laufenden Forschung verstarb.
Mehr Informationen:
Alida de Flamingh et al., Die Integration von Habitateignungsmodellen in den Genfluss verbessert die Darstellung von Landschaftsverbindungen bei afrikanischen Savannenelefanten, Biodiversität und Naturschutz (2024). DOI: 10.1007/s10531-024-02910-0