Wie Pflanzen und Tiere auf den Klimawandel reagieren

Wie Pflanzen und Tiere auf den Klimawandel reagieren

Pflanzen und Tiere reagieren bemerkenswert ähnlich auf sich ändernde Umweltbedingungen auf der ganzen Welt.

Die Studie kann dazu beitragen, ihre derzeitige Verteilung zu erklären und zu erläutern, wie sie in Zukunft auf den Klimawandel reagieren werden.

Pflanzen und Tiere unterscheiden sich in vielerlei Hinsicht grundlegend, aber eines der offensichtlichsten ist der Umgang mit der Temperatur.

„Wenn es zu einem bestimmten Zeitpunkt sonnig und heiß wird, können sich die meisten Tiere einfach bewegen, um Schatten zu finden und sich abzukühlen“, sagt der leitende Studienautor John J. Wiens, Professor für Ökologie und Evolutionsbiologie an der Universität von Arizona . „Pflanzen hingegen müssen bleiben, wo sie sind, und diese höheren Temperaturen tolerieren.“

Mit Hui Liu und Quing Ye vom South China Botanical Garden analysierte Wiens Klimadaten von 952 Pflanzenarten und 1,135 Wirbeltierarten. Dazu gehörten viele Hauptgruppen von Blütenpflanzen, von Eichen über Orchideen bis hin zu Gräsern, und alle Hauptgruppen von Landwirbeltieren, einschließlich Frösche, Salamander, Eidechsen, Schlangen, Schildkröten, Krokodile, Vögel und Säugetiere .

Das Team verwendete Klimadaten und detaillierte Evolutionsbäume, um 10 Hypothesen über die Temperatur- und Niederschlagsbedingungen zu testen, unter denen jede Art auftritt, und wie sich diese im Laufe der Zeit zwischen den Arten ändern. Diese Bedingungen werden auch als „klimatische Nische“ jeder Art bezeichnet.

Die klimatische Nische einer Art spiegelt wider, wo sie leben kann, erklärt Wiens - zum Beispiel in den Tropen gegenüber der gemäßigten Zone oder auf Meereshöhe gegenüber der Spitze eines Berges - und wie sie auf den Klimawandel reagieren wird.

Eine Art mit einer breiten klimatischen Nische kann sich über viele verschiedene Bedingungen erstrecken und ist besonders widerstandsfähig gegen den Klimawandel. Eine Art mit einer engen Nische kann andererseits eine geringe Verbreitung haben und besonders anfällig für den Klimawandel sein. Das Verständnis klimatischer Nischen ist von entscheidender Bedeutung für die Beantwortung vieler der grundlegendsten und dringendsten Fragen in Ökologie und Evolution.

Bei allen 10 von den Autoren getesteten Hypothesen stellten sie fest, dass Pflanzen und Tiere ähnliche Muster der Nischenentwicklung zeigten. Beispielsweise lebt im Durchschnitt jede Pflanzen- und Tierart unter einer ähnlichen Breite von Umweltbedingungen. Die Breite der Bedingungen, unter denen jede Art lebt, ändert sich in beiden Gruppen weltweit auf die gleiche Weise, wobei Pflanzen- und Tierarten in tropischen Regionen nur in einem engen Temperaturbereich und in gemäßigten Zonen einen breiten Temperaturbereich tolerieren. Darüber hinaus ändern sich die klimatischen Nischen von Pflanzen und Tieren im Laufe der Zeit ähnlich schnell.

Diese Ergebnisse können helfen, viele grundlegende Muster in der Natur zu erklären. Beispielsweise treten unterschiedliche Gruppen von Pflanzen- und Tierarten in unterschiedlichen Höhen auf, die sich in Temperatur und Niederschlag unterscheiden. Im Südwesten der Vereinigten Staaten beispielsweise leben in verschiedenen Höhenlagen verschiedene Arten von Pflanzen und Tieren, von tief liegenden Wüsten über Grasland, Eichenwald, Kiefernwald bis hin zu Fichtenwäldern in den höheren Lagen.

„Da jede Pflanzen- und Tierart im Durchschnitt eine ähnliche, begrenzte Breite der klimatischen Bedingungen toleriert, kommt es zu unterschiedlichen Gruppen von Pflanzen- und Tierarten in unterschiedlichen Höhen entlang eines Berghangs“, erklärt Wiens.

Diese Ergebnisse können auch dazu beitragen, zu erklären, warum in beiden Gruppen in gemäßigten Regionen und tropischen Regionen unterschiedliche Artengruppen vorkommen und warum Pflanzen und Tiere dazu neigen, an denselben Orten Hotspots der biologischen Vielfalt und hohe Artenzahlen zu haben - beispielsweise in den Anden Südamerikas .

Die Studie legt auch nahe, wie sich der zukünftige Klimawandel auf Pflanzen- und Tierarten auswirken kann.

„Die Feststellung, dass Pflanzen und Tiere ähnliche Nischenbreiten und -raten aufweisen, könnte erklären, warum lokale Aussterben aufgrund des Klimawandels bei Pflanzen und Tieren bisher in ähnlicher Häufigkeit aufgetreten sind und warum ähnliche Mengen an Artensterben werden für beide Gruppen in der Zukunft vorhergesagt “, sagt Wiens. "Arten mit breiteren Nischen und schnelleren Raten können den Klimawandel in den nächsten 50 Jahren möglicherweise besser überleben, und die Nischenbreiten und -raten sind zwischen Pflanzen und Tieren insgesamt sehr ähnlich."

Darüber hinaus erklärt die Feststellung, dass Arten in den Tropen an einen engeren Temperaturbereich angepasst sind, warum dort eine höhere Häufigkeit von Aussterben vorhergesagt wird als in der gemäßigten Zone, obwohl die Erwärmung in höheren Breiten ähnlich oder sogar größer sein kann.

Die Autoren fanden auch heraus, dass Arten sowohl bei Pflanzen als auch bei Tieren offenbar größere Schwierigkeiten haben, sich schnell an heißere Temperaturen und trockenere Bedingungen anzupassen als an kühlere und feuchtere Bedingungen. Daher kann es sowohl für Pflanzen als auch für Tiere besonders schwierig sein, sich an steigende Temperaturen und Dürren im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung anzupassen.

Die Studie erscheint in Natur Ökologie und Evolution

Original-Studie

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