„Es gibt in Wirklichkeit vier Dimensionen“, beginnt der Erzähler von Die Zeitmaschine, H.G. Wells‘ klassischem viktorianischen Abenteuerroman. „Drei davon nennen wir die drei Raumebenen und eine vierte, die Zeit.“ Der Mensch kann nicht anders, als sich die Zeit irgendwie anders vorzustellen, vielleicht weil wir uns, wie der Erzähler sinniert, vom Anfang bis zum Ende unseres Lebens kontinuierlich in dieselbe Richtung bewegen.
Diese Einschränkung beeinflusst, wie wir die Natur sehen. Wir können übersehen, dass sich die Umweltbedingungen für Lebewesen, die ums Überleben kämpfen, sowohl räumlich als auch Und Zeit. Stellen Sie sich eine Pflanze vor, die auf einem windgepeitschten Berg im Vergleich zu einem geschützten Tal wächst, oder in der milden Sommersonne im Vergleich zu tiefstem Winter. Um zu überleben, müssen sich Tiere und Pflanzen an alle vier Dimensionen ihrer Umwelt anpassen.
Umgebungen können sich über Tage, Monate und Jahre hinweg ändern; in eine stetige Richtung, wie bei den jüngsten Erwärmung der globalen Durchschnittstemperaturenoder im Zyklus der Jahreszeiten. Wo sich die Bedingungen zyklisch ändern, sind sie zumindest bis zu einem gewissen Grad vorhersehbar, und Tiere und Pflanzen können Phasen ihrer Lebensgeschichte auf die günstigsten Perioden ausrichten.
Viele Säugetiere beispielsweise paaren sich im Herbst und im Winter (je nach Dauer der Tragzeit), damit ihr Nachwuchs bei angenehmen Frühlingsbedingungen zur Welt kommt.
In den gemäßigten Klimazonen beginnt der Frühling früher, da sich die Welt erwärmt, aber nicht überall, denn verschiedene Arten reagieren unterschiedlich.
Pflanzenfresser scheinen auf steigende Temperaturen viel stärker zu reagieren als die Pflanzen, von denen sie sich ernähren, und Insekten stärker als Vögel. Wissenschaftler sind besorgt dass diese Unterschiede empfindliche synchronisierte Nahrungsketten stören könnten, bei denen der Erfolg einer Art davon abhängt, dass sie zur gleichen Zeit wie eine andere auftreten.
In einem neues PapierIch argumentiere, dass selbst in gut untersuchten Ökosystemen viele Arten und Nahrungsketten widerstandsfähiger gegen Störungen durch den Klimawandel sein könnten als bisher angenommen.
Die Natur ist flexibel
Ökologen haben die synchronisierten Abläufe der Natur insbesondere in einer Nahrungskette untersucht: in gemäßigten Wäldern wie Wytham Woods in Oxfordshire, England.
Wenn der Frühling kommt, sehen wir eine plötzliche Flut von Grün, gefolgt von einem Massenauftauchen von Insekten, die sich von den Blättern dieser Bäume ernähren. Die Eier von Vögeln wie Blau- und Kohlmeisen beginnen zu schlüpfen, ihre Eltern brüten sie aus in Erwartung der neu verfügbaren Insekten, von denen sie sich ernähren und aufziehen können. Ein einziges Gelege von Blaumeisenküken kann Zehntausende Raupen bevor sie flügge werden.
In diesem Beispiel gibt es drei synchronisierte Ebenen in einer Nahrungskette. Der Erfolg der Insekten und Vögel hängt davon ab, ob sie das richtige Timing haben.
Die Natur ist chaotisch. Jahreszeitenzyklen sind zwar vorhersehbar, aber nicht präzise. Wann genau kommt der Frühling? Wann ist die beste Zeit für eine Blaumeise, ihre Eier zu legen? Solche Dinge sind schwer vorherzusagen. Selbst ohne Klimawandel müssen Arten mit synchronisierten Lebenszyklen mit der Unsicherheit der Umweltbedingungen zurechtkommen, von denen sie abhängig sind.
Titten können zum Beispiel Passen Sie die Inkubationszeit an ihrer Eier durch einige Tage den Schlupftermin so zu verfeinern, dass er mit günstigeren Bedingungen zusammenfällt.
Raupen, die im Frühjahr schlüpfen – der Schwerpunkt meiner eigenen Arbeit – können mit einem von zwei Problemen konfrontiert werden: Entweder sie schlüpfen zu früh und es gibt keine Pflanzen zum Fressen, oder sie sind zu spät und das Laub ist alt, zäh und schwer zu fressen. In beiden Fällen können sie die Variabilität des Frühlingsanfangs zu ihrem Vorteil nutzen.
Nicht alle Pflanzen bekommen zur gleichen Zeit Blätter, und nicht alle entwickeln sich mit der gleichen Geschwindigkeit. Wenn eine frisch geschlüpfte Raupe feststellt, dass sie nicht mit dem lokalen Laub übereinstimmt, kann sie „Ballon“ an einen neuen Ort: Sie spinnen ein Stück Seide, das einem Spinnennetz ähnelt, und werden vom Wind zu einem neuen Ort getragen. Obwohl dies ein Glücksspiel ist, das den verzweifeltsten Situationen vorbehalten ist, können sie mit etwas Glück an einem geeigneteren Ort landen.
In einem Experiment mit Tausenden von in Gefangenschaft gezüchteten Raupen, Ich fand auch dass viele gerne von einer Vielzahl von Pflanzenarten fressen, als Absicherung für den Fall, dass einige von ihnen noch nicht bereit sind. Sollten die jungen Raupen zu früh schlüpfen, können sie sich in ungeöffnete Pflanzenknospen graben und sich darin ernähren (eine Strategie, die zuerst von Naturforschern beobachtet vor einem Jahrhundert).
Elternmotten ihre Wetten absichern gegen unterschiedliche Frühlingsbedingungen, indem viele Raupennachkommen zu unterschiedlichen Zeiten schlüpfen. Obwohl der Frühlingsbeginn unterschiedlich ist, werden zumindest einige den richtigen Zeitpunkt erwischen und die Population wird bestehen bleiben.
Schwache Verbindungen
Der Klimawandel wird viele Arten bis an ihre Grenzen beanspruchen. Doch einige Arten können dieser Belastung besser standhalten als andere.
Arten, die in von Natur aus unsicheren Umweltbedingungen leben, können die anhaltenden Veränderungen möglicherweise besser ertragen, weil sie eine Reihe von Mitteln entwickelt haben, um sich gegen Unvorhersehbarkeit abzusichern. Ironischerweise könnte dies auch auf einige der am besten erforschten Nahrungsketten zutreffen, wie etwa Arten, die im Frühling in Wäldern leben.
In variablen Umgebungen gedeihen Arten mit weniger spezialisierten Ernährungs- oder Lebensraumanforderungen am besten. Spezialisten sind erfolgreich, indem sie ihre eher generalistischen Konkurrenten unter engen Bedingungen übertreffen. Ändern sich diese Bedingungen jedoch, sind sie in einer gefährlichen Situation fehl am Platz.
Die Raupe des Eichenwicklers beispielsweise, eine häufig vorkommende Pest Das ist weithin gegessen von Vögeln, ernährt sich ausschließlich von Eichenblättern. Seine Populationen könnten aufgrund zunehmend unsicherer Jahreszeiten zurückgehen – mit Folgen für das gesamte Ökosystem.
Es ist zu einfach zu sagen, dass die globale Erwärmung für die Nahrungsketten durchweg katastrophale Folgen hat. Genauso falsch ist es jedoch anzunehmen, dass sie trotzdem bestehen bleiben. Es wird Gewinner und Verlierer geben, und Nahrungsketten können sich verschieben und neu strukturieren, mit unvorhersehbaren Folgewirkungen. Eine entscheidende Aufgabe für Ökologen muss es sein, herauszufinden, welche Arten am anfälligsten für den Klimawandel sind, welche wahrscheinlich am widerstandsfähigsten sind und – ganz entscheidend – die Grenzen dieser Widerstandsfähigkeit zu ermitteln.
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