Wie Gebirgsbäche den Klimawandel signalisieren

Ein neues Tool kann einen wichtigen, aber übersehenen Indikator für die globale Erwärmung besser einschätzen: die Vielfalt von Käfern, Würmern und Schnecken, die in Hochgebirgsbächen leben.

Wirbellose Tiere auf Wasserbasis sind besonders gefährdet, wenn das Klima von historischen Dürren zu massiven Überschwemmungen wechselt. Weil sie anderen alpinen Lebewesen wie Vögeln, Fledermäusen, Fröschen und Fischen als Nahrung dienen, sorgen sich Ökologen um die Gedeihbarkeit der Insekten.

Um zu verstehen, wie diese kleinen Kreaturen vom Klimawandel betroffen sind, müssen wir verstehen, wo wir sie finden sollten. Klassische ökologische Theorien haben jedoch nicht berücksichtigt, was ein Team von Ökologen der UC Riverside und ihre UC-Mitarbeiter bei einer kürzlich durchgeführten Untersuchung des Meereslebens in der kalifornischen Sierra Nevada herausgefunden haben.

Um sie zu schützen, wendete das Team eine neue Theorie zur Vorhersage der Biodiversität auf Hochgebirgsbäche an. Diese Theorie und die Ergebnisse der Feldstudie, die zu ihr geführt hat, werden nun in einem Artikel in der Zeitschrift detailliert beschrieben Ökologische Monographien.

„Wir haben uns neue Denkweisen über die Biodiversität in Hochgebirgsflüssen der Sierra ausgedacht, weil die alten Wege für uns nicht erfolgreich waren“, sagte Kurt Anderson, außerordentlicher Professor für Evolution und Ökologie und Mitautor des Artikels.

„Klassische Theorien der Bachökologie wurden in den Sierras nicht entwickelt, also passen wir eine neue Reihe von Ideen an, um besser zu erklären, was wir dort oben sehen“, sagte Anderson.

Eine solche klassische Theorie ist das River Continuum Concept, das diskutiert, wie Bachökosysteme funktionieren, wenn sie sich von den Bachquellen zu größeren, offeneren Flüssen bewegen. Nach dem Kontinuumskonzept sollte es einen sanften Gradienten der Veränderung von hohen zu niedrigen Erhebungen geben. Das Team untersuchte die Flussbiodiversität entlang eines Gefälles, um Konzepte wie dieses zu testen.

„Wir haben eine Veränderung gesehen, aber nur teilweise und nicht aus den Gründen, die die Theorie vorsah“, sagte Anderson. „Zum Beispiel fanden wir heraus, dass Seen dazu neigten, den reibungslosen Wandel zu unterbrechen, den wir eigentlich hätten sehen sollen.“

Das UCR-Team beobachtete, dass die Diversität der wirbellosen Tiere im Allgemeinen in Gewässern zunahm, die nach unten gerichtet waren, und am geringsten in Dämpfen, die unmittelbar unter Seen liegen.

„Wir glauben, dass die Seen eine trennende Wirkung haben und dazu führen, dass die stromabwärts gelegenen Wasserstraßen beim Aufbau der Vielfalt wieder von vorne beginnen müssen“, sagte Matthew Green, UCR-Ökologe und Erstautor des neuen Papiers.

Das Team fand auch eine große Vielfalt an Lebensformen in kalten, isolierten Bächen hoch oben im Oberlauf. Trotz des allgemeinen Trends zu einer Zunahme der Artenvielfalt flussabwärts können die Artenunterschiede zwischen isolierten Oberläufen manchmal so groß sein wie zwischen flussaufwärts und flussabwärts.

„Dies sind die Wasserlebewesen, die am Rande des Abgrunds des Klimawandels stehen“, sagte Dave Herbst, ein Forscher des Sierra Nevada Aquatic Research Laboratory, einem UC-Naturreservat, und Mitautor des Papiers.

Die Gebiete direkt unterhalb von Seen wurden von nur wenigen Arten von Wirbellosen und Insekten mit der Fähigkeit, Nahrungspartikel zu filtern, dominiert. An anderen Standorten mit gemischten Nahrungsquellen waren mehr Arten vorhanden.

Das Team empfiehlt, dass miteinander verbundene Fließgewässersysteme vor Umleitungen und vor Schäden durch unbeschränkte Landentwicklung geschützt werden. Wenn Wasser so fließen kann, wie es sollte, unterstützt die Anzahl der Ressourcen, die den darin lebenden Lebewesen zur Verfügung stehen, eine größere Vielfalt.

„Das wird es diesen kleinen, aber entscheidend wichtigen Lebensformen ermöglichen, zu gedeihen“, sagte Anderson. „Wo intakte Lebensräume beeinträchtigt wurden, können Wiederherstellungsbemühungen der Schlüssel sein, um das gesamte Ökosystem widerstandsfähiger gegen die kommenden Widrigkeiten des Klimawandels zu machen.“