Kleine Inseln bieten große Artenvielfalt

Eine neue Studie hat ergeben, dass Inseln etwa jede dritte Pflanzenart der Welt beheimaten, obwohl sie nur etwas mehr als fünf Prozent der Landoberfläche der Erde bedecken. Von diesen sind 63,280 endemisch – sie kommen nirgendwo sonst auf der Welt vor – und repräsentieren 21 Prozent der globalen Pflanzenvielfalt. Die Forschung von Schrader und Kollegen, veröffentlicht in NatureStellt die erste umfassende Bewertung von Gefäßpflanzen, die auf Meeresinseln weltweit heimisch und endemisch sind.

Was macht eine Insel aus?

Die Studie definiert eine „Insel“ als jede von Wasser umgebene Landmasse, die kleiner ist als Australien. Allerdings sind nicht alle Inseln gleich.

Im Großen und Ganzen gibt es drei Inselkategorien. Ozeanische Inseln sind Orte wie Hawaii oder die Kanarischen Inseln. Diese Inseln sind im Laufe von Millionen von Jahren vulkanischen Ursprungs. Kontinentale Inseln dagegen waren während der letzten Eiszeit vor etwa 21,000 Jahren mit Kontinenten verbunden. Es gibt auch komplexe Inseln wie Kuba oder Neuseeland. Sie sind alt, aber nicht einfach im Meer aufgetaucht. In ihrer Arbeit schreiben Schrader und seine Kollegen: „Sie wurden durch Plattentektonik als Fragmente von Kontinenten gebildet, werden aber traditionell eher Inseln als Kontinente genannt.“

Globale Zentren der Inselpflanzenvielfalt

Die Studie identifizierte mehrere Zentren des Pflanzenendemismus – Gebiete mit einer großen Anzahl von Arten, die nirgendwo sonst vorkommen. Fast alle sind große, tropische Inseln mit komplexer Topographie und einer langen Geschichte der Isolation.

Ganz oben auf der Liste steht Madagaskar, Heimat von unglaublichen 9,318 endemischen Pflanzenarten. Dicht gefolgt von diesem afrikanischen Inselstaat sind Neuguinea (8,793 endemische Arten), Borneo (5,765), Kuba (2,679) und Neukaledonien (2,493).

„Große geografische Entfernungen und Klima- und Umweltbedingungen, die sich von denen anderer Archipele oder Festlandregionen unterscheiden, führen zu einer hohen Evolutionsrate neuer Arten oder ‚Artbildung‘“, sagt Dr. Schrader. in einer Pressemitteilung.

Die Isolation ist ein besonderes Merkmal ozeanischer Inseln. So sind beispielsweise 83 % der einheimischen Arten auf Hawaii endemisch, das heißt, sie kommen nirgendwo sonst vor. Die Hälfte der einheimischen Pflanzen auf den Maskarenen sind endemisch und 42 % der Pflanzen auf den Kanarischen Inseln.

Ein Grund, warum die Ergebnisse so erstaunlich sind, ist die begrenzte Besiedlung von Ozeaninseln, was bedeutet, dass es dort vergleichsweise wenige Arten gibt. Obwohl Ozeaninseln nur 6 % des Datensatzes ausmachen, bieten sie dennoch 21 % der endemischen Arten ein Zuhause.

Die einzigartigen Anpassungen der Inselpflanzen

Ohne die Konkurrenz der anderen Kontinente haben die Pflanzen auf Inseln die Möglichkeit, sich an ihre besonderen Bedingungen anzupassen. So ist es beispielsweise üblich, dass krautige Arten auf Inseln mehr Holz bilden.

Ein weiteres häufiges Merkmal ist, dass Pflanzen ihre Abwehrmechanismen gegen Bedrohungen verlieren, die sie nicht mitgebracht haben. Dies, zusammen mit ihren relativ geringen Populationen, setzt sie einem großen Risiko aus, wenn diese Bedrohungen viele tausend Jahre später ihren Weg auf die Insel finden.

Die fehlende Besiedlung durch andere Pflanzen bedeutet, dass es bei der Ankunft einer neuen und anpassungsfähigen Pflanze viel weniger Widerstand gibt, wenn diese neue Nischen besetzt, als dies auf Kontinenten der Fall wäre. Ein Beispiel, das die Autoren anführen, sind die 126 Lobelienarten, die auf Hawaii endemisch sind und von einem einzigen gemeinsamen Vorfahren abstammen.

Welche Arten endemisch werden, ist nicht zufällig. Manche Familien haben eher Gattungen, die zu Gattungen werden. Schrader und seine Kollegen fanden heraus, dass 17 Familien und 1,702 Gattungen ausschließlich auf Inseln endemisch sind. Die Familie Orchidaceae (Orchideen) trägt mit satten 8,446 auf Inseln endemischen Arten die größte Zahl endemischer Arten bei. Zum Vergleich: Die gesamte Klasse Mammalia hat weniger als 7,000 Arten. Die Verbreitung der Orchideen ist möglicherweise auf ihre winzigen, staubähnlichen Samen zurückzuführen, die sich leicht vom Wind mitnehmen und über weite Entfernungen transportieren lassen.

Der Schutz der Pflanzenvielfalt auf Inseln ist eine Herausforderung für den Naturschutz

Obwohl es auf Inseln eine überproportional große Zahl endemischer Arten gibt, sind sie kaum geschützt. Die Autoren weisen darauf hin, dass nur 6 % der Inseln mit endemischen Arten die UN-Schutzziele erfüllen. Dies und die Bedrohungen durch den Klimawandel und invasive Arten sorgen dafür, dass viele Pflanzen einer ungewissen Zukunft entgegensehen.

Beunruhigend ist, dass Schrader und Kollegen schreiben: „Weltweit stellen wir fest, dass 31 % aller von der IUCN bewerteten Arten auf Inseln heimisch sind, aber 57 % aller Insel-Endemien in eine der vier Schutzkategorien der Roten Liste der IUCN fallen, wobei 14 % vom Aussterben bedroht, 23 % gefährdet, 14 % gefährdet und 6 % potenziell gefährdet sind. Darüber hinaus werden 0.6 % (176) aller Insel-Endemien als ausgestorben eingestuft, was 55 % aller ausgestorbenen Pflanzenarten weltweit entspricht.“

Die Inseln mit den meisten Endemismen sind nicht die am besten geschützten. Nur 5 % der Landesfläche Neukaledoniens und nur 14 % Madagaskars sind geschützt. Es geht nicht einfach darum, dass mehr Menschen besser sind. Es ist ein großer Unterschied, ob man die Hälfte einer Insel schützt, die dem Strand am nächsten liegt, oder eine Hälfte, die ausgewählt wurde, um einen Flickenteppich verschiedener Lebensräume zu schützen.

Die Autoren betonen, wie wichtig es sei, die richtigen Gebiete zu schützen: „Viele Inselendemiten haben ein sehr eingeschränktes Verbreitungsgebiet und überleben an bestimmten Orten und in bestimmten Lebensräumen – zum Beispiel auf Berggipfeln oder entlang von Gebirgsketten, die ein besonderes Mikroklima bieten oder vor menschlichen Einflüssen und invasiven Pflanzenfressern geschützt sind.“

Schrader und seine Kollegen argumentieren, dass die Populationen vieler Arten so klein sind, dass ex situ Naturschutz und Saatgutbanken sind ein notwendiger Teil des Artenschutzes für viele Arten. Diese Behauptung ist problematisch, da sie die Möglichkeit einer kolonialen Haltung gegenüber dem Naturschutz aufwirft. Die Autoren sind sich dessen durchaus bewusst, denn sie fordern auch, indigene Völker und lokale Gemeinschaften in Naturschutzprogramme einzubeziehen oder, besser noch, diese zu leiten. Dies, so argumentieren sie, verbessere den langfristigen Schutz der Pflanzen und steigere auch das menschliche Wohlbefinden.

Die Bedeutung der Inselpflanzen für den Menschen

Pflanzen haben als Pflanzen einen Wert, aber sie haben oft auch andere Werte. Schrader und Kollegen betonen die kulturelle Bedeutung von Pflanzen. Wenn Kulturen bestimmte Pflanzen für bestimmte Aufgaben oder Ereignisse benötigen, was passiert dann mit der Kultur, wenn die Pflanzen verschwinden?

„In Französisch-Polynesien habe ich versucht, eine der seltensten Pflanzen der Welt zu finden, den blühenden Strauch namens Tiare apetahi (Sclerotheca raiateensis), und in freier Wildbahn leben nur noch wenige Exemplare“, sagte Dr. Schrader.

Die Pflanze hat große, duftende Blüten und nimmt in der lokalen Kultur und Geschichte einen wichtigen Platz ein, wurde jedoch übermäßig geerntet und von Ratten gefressen. „Niemand hat bisher herausgefunden, wie man diese Art in botanischen Gärten anbauen kann – sie könnte also in naher Zukunft aussterben.“

Die Pflanze ist derzeit eine Attraktion für Ökotouristen in Polynesien, was bei einer Plastiknachbildung nicht der Fall wäre. Für die lokale Wirtschaft ist es dringend erforderlich, dass die Pflanze an ihrem Standort bleibt, anstatt auszusterben und dann in Vergessenheit zu geraten.

Festlegen einer neuen Basislinie

„Dies ist das erste Mal, dass wir ein so umfassendes Verständnis davon haben, welche Arten weltweit wo vorkommen“, sagte Dr. Schrader in der Pressemitteilung. „Wir können jetzt den Erhaltungszustand einiger unserer seltensten Pflanzen untersuchen und unterschiedliche Strategien zu ihrer Erhaltung entwickeln, wie zum Beispiel die Identifizierung botanischer Gärten, die gerettete Populationen aufnehmen könnten.“

Die Daten bieten die Möglichkeit, neue Arten zu finden und jene zu erfassen, die zu verlieren drohen. Mit der Datenbank Global Inventory of Floras and Traits (GIFT) verfügen Forscher nun über einen Mechanismus zur kontinuierlichen Aktualisierung und Validierung von Informationen über das Vorkommen von Inselpflanzen und ihren weltweiten Status. Dieser Ansatz ermöglicht die Einbeziehung neuer Entdeckungen und taxonomischer Überarbeitungen.

Schrader und seine Kollegen argumentieren außerdem, dass die Integration von geoökologischen Daten und Daten zu funktionellen Merkmalen Licht auf die Ursprünge und Ursachen des Inselendemismus werfen und tiefere Einblicke in die ökologischen und evolutionären Prozesse bieten wird, die die Inselflora prägen. Mit diesem Ansatz können Forscher untersuchen, wie Faktoren wie Klima, Bodenzusammensetzung und Pflanzeneigenschaften zusammenwirken und die Verbreitung und Vielfalt der Inselpflanzen beeinflussen.

Die globale Bedeutung der Pflanzenvielfalt auf Inseln

Diese Studie beleuchtet nicht nur die übergroße Rolle von Inseln in der globalen Pflanzenvielfalt, sondern stellt auch unser Verständnis von Evolution und Naturschutz in Frage, das auf einem Gleichgewicht zwischen Isolation und Konnektivität bei der Gestaltung einzigartiger Ökosysteme beruht. In ihrer Isolation können Inseln als reale Laboratorien für die Herausforderungen dienen, die mit dem Klimawandel auf das Festland zukommen, und mehr Arten werden durch menschliche Aktivitäten mitgenommen. Letztendlich könnte das Schicksal dieser Inselpflanzen die Zukunft der Pflanzenvielfalt weltweit vorwegnehmen.

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Schrader, J., Weigelt, P., Cai, L. et al. Islands are key for protecting the world’s plant endemism. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08036-1 

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