Die Wanderung des Monarchfalters ist eines der Wunder der Natur. Jeden Herbst wird im Norden der USA und im Süden Kanadas eine neue Generation von Monarchfaltern geboren. Hunderte Millionen dieser Schmetterlinge fliegen dann in die Berge Zentralmexikos, die zwischen 4.000 und 4.800 km entfernt sind. Dort überwintern sie in hochgelegenen Wäldern der heiligen Tanne Abies religiosa. Ohne diese heiligen Tannen könnten die Monarchen ihre anstrengende Migration nicht überleben.
Aber im Zuge der globalen Erwärmung werden diese Wälder voraussichtlich langsam die Hänge hinauf wandern. Bis etwa 2090 werden ihnen die Berge ausgehen. Es wird daher notwendig sein, neue Wälder außerhalb ihres derzeitigen geografischen Verbreitungsgebiets zu schaffen: zum Beispiel auf den weiter östlich gelegenen Bergen, die höher sind.
„Hier zeigen wir die Machbarkeit der Anpflanzung neuer heiliger Tannenwälder auf einem nahe gelegenen Vulkan, Nevado de Toluca, in Höhen zwischen 3.400 und 4.000 Metern“, sagte Dr. Cuauhtémoc Sáenz-Romero, Professor an der Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo Mexiko und Hauptautor einer in veröffentlichten Studie Grenzen in Wäldern und globaler Wandel.
„Wir nennen dies ‚unterstützte Migration‘: das Pflanzen von Setzlingen, die aus Samen bestehender heiliger Tannenpopulationen gewachsen sind, an neuen Standorten, deren Klima bis 2060 aufgrund der globalen Erwärmung voraussichtlich dem an den heutigen Überwinterungsstandorten ähneln wird.“
Stellung beziehen
Im Jahr 2017 sammelten Sáenz-Romero und Kollegen Samen von Zapfen von acht Beständen heiliger Tannen im Monarchfalter-Biosphärenreservat (MBBR) in Mexiko in Höhen zwischen 3.100 und 3.500 Metern. Daraus züchteten sie Setzlinge, zunächst zwei Jahre lang in einem Schattenhaus auf 1.900 Metern Höhe und dann ein weiteres Jahr in einer Baumschule auf 3.000 Metern Höhe.
Im Juli 2021 verpflanzten sie die Setzlinge an vier Standorten entlang eines Höhengefälles am Nordosthang des Nevado de Toluca.
Die Forscher wählten diesen Berg, weil er dem MBBR am nächsten liegt und einen Gipfel hat, der 1.130 Meter höher ist als das mit 3.550 Metern höchste Vorkommen heiliger Tannen dort. Es ist auch ein Naturschutzgebiet.
Sie pflanzten 960 Setzlinge in vier Höhenlagen: 3.400, 3.600, 3.800 und 4.000 Meter. Letzteres ist die Waldgrenze des Nevado de Toluca und wurde einbezogen, um die höchste Erhebung zu ermitteln, auf der heilige Tannen im gegenwärtigen Klima überleben können. Die Sämlinge wurden auf 30 räumliche Blöcke pro Höhenlage verteilt, wobei darauf geachtet wurde, dass von jedem ursprünglichen Bestand die gleiche Anzahl in die MBBR einbezogen wurde.
Sämlinge wurden immer unter „Ammenpflanzen“ gepflanzt, um sie vor übermäßiger Sonneneinstrahlung und extremer Kälte zu schützen. Dabei handelte es sich um Senecio cinerarioides-Sträucher bis zu einer Höhe von 3.800 Metern und Lupinus montanus-Sträucher und Pinus hartwegii-Bäume auf einer Höhe von 4.000 Metern.
Zwischen September 2021 und Dezember 2023 haben Sáenz-Romero und Kollegen (darunter Doktoranden und örtliche Förster des Matlatzincas-Indianervolkes) alle zwei Monate die Leistung jedes Sämlings gemessen, also seine Überlebensrate, Höhe und Durchmesser. Da das Ziel des Experiments die Erhaltung heiliger Tannen und nicht die Holzproduktion war, wurde das Überleben als wichtigster Maßstab angesehen.
Kälter und höher
Die Ergebnisse zeigten, dass die Leistung der transplantierten Sämlinge mit zunehmender „ökologischer Distanz“ – der gewichteten Differenz über eine Reihe von Klimavariablen wie Temperatur, Niederschlag und Trockenheit – zwischen dem ursprünglichen und dem Pflanzort abnahm.
Insgesamt verschlechterten sich Überleben und Wachstum, wenn Sämlinge an Standorte verpflanzt wurden, die kälter und höher als der ursprüngliche Bestand im MBBR waren. Auf 4.000 Metern Höhe war das Wachstum nahezu gleich Null, während viele Sämlinge Frostschäden aufwiesen.
Zwischen 3.600 und 3.800 Metern hatten die Sämlinge 54 % weniger vertikales Wachstum, 27 % weniger Biomasse und 27 % weniger Überleben als bei der Basislinie von 3.400 Metern. Die Autoren beurteilten diese Überlebensrate als „sehr akzeptabel“.
„Diese bepflanzten Bestände könnten letztendlich als Überwinterungsstandorte für den Monarchfalter in wärmeren Klimazonen dienen“, schloss Sáenz-Romero.
„Tatsächlich haben Monarchfalter in den letzten Jahren neue und große Kolonien an kälteren Orten im Nevado de Toluca gegründet, was darauf hindeutet, dass sie bereits nach neuen Orten zum Überwintern suchen, da ihre historischen Standorte innerhalb des MBBR jetzt zu warm sind. Einst.“ Unsere Setzlinge sind ausgewachsen, sie werden hoffentlich auch unsere Pflanzstelle entdecken.“
„Wir betonen, dass die Schaffung neuer Gebiete für Monarchfalter kein Widerspruch zu den anhaltenden Bemühungen ist, ihren derzeitigen Lebensraum im Biosphärenreservat Monarchfalter zu erhalten. Beide Ansätze sollten sich ergänzen und die gleiche Priorität haben.“
Weitere Informationen:
Cuauhtémoc Sáenz-Romero et al., Einrichtung von Überwinterungsstandorten für Monarchfalter für zukünftige Klimazonen: Erweiterung der oberen Höhengrenze von Abies religiosa durch unterstützte Migration, Grenzen in Wäldern und globaler Wandel (2024). DOI: 10.3389/ffgc.2024.1440517