Höhlen haben eine isolierte, stark zonale Umgebung und beherbergen einzigartige und fragile Biotas mit einem hohen Maß an Endemismus. Allerdings ist wenig darüber bekannt, wie sich die biotische Besiedlung von Höhlen im Laufe der Zeit entwickelt hat, insbesondere in Höhlen in mittleren und niedrigen Breiten.
Um das Wissen auf diesem Gebiet zu erweitern, untersuchten Forscher unter der Leitung von Prof. Wang Wei vom Institut für Botanik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (IBCAS) kürzlich Höhlen im subtropischen Ostasien, um ihre Besiedlungsgeschichte aufzudecken.
Ihre Studie wurde veröffentlicht in PNAS.
Das subtropische Ostasien beherbergt die weltweit größte Karstlandschaft mit zahlreichen alten Höhlen. Diese Höhlen beherbergen eine große Vielfalt an höhlenbewohnenden Organismen und gelten als Biodiversitäts-Hotspot.
Wangs Team wählte 28 Kladen mit 1.437 Arten für ihre Studie aus. Diese Arten gehören zu 43 Gattungen von Farnen, Angiospermen, Spinnentieren, Amphibien, Reptilien, Fischen und Pilzen.
Die Studie zeigte, dass die meisten Höhlenkolonisationsereignisse nach der Oligozän-Miozän-Grenze stattfanden und der umliegende Wald eine Hauptquelle der Höhlenbiodiversität war. Es zeigte auch, dass die biotische Besiedlung während des Neogens Phasen der Beschleunigung und des Niedergangs erlebte und kein zufälliger Prozess war.
Durch die Modellierung von Variationen der Verbreitungsgebiete von ostasiatischen subtropischen immergrünen Laubwäldern im Laufe der Zeit und die Analyse von Paläoklimadaten von 19 fossilen Fundstellen schlugen die Forscher vor, dass die biotische Besiedlung subtropischer ostasiatischer Höhlen während des Neogens in Verbindung mit großräumigem, saisonalem Klima auftrat Veränderungen und die Entwicklung lokaler Wälder.
„Wir entdeckten, dass Klimaänderungen im Laufe der Zeit und die Entwicklung der lokalen Vegetation sowie die Etablierung des saisonalen Klimas die biotische Besiedlung subtropischer ostasiatischer Höhlen im Laufe der Zeit vorangetrieben haben“, sagte Wang, korrespondierender Autor der Studie.
Die Wissenschaftler schlugen ferner ein Klima-Vegetations-Relikt-Modell für subtropische ostasiatische Höhlenbiota vor, das auch helfen könnte, die evolutionären Ursprünge anderer unterirdischer Biota mittlerer Breiten zu erklären.
„Höhlen-Biotas könnten die Erweiterung lokaler Oberflächen-Biotas sein“, sagte Wang.
Xiao-Qian Li et al., Biotische Besiedlung subtropischer ostasiatischer Höhlen im Laufe der Zeit, Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2207199119