Während Pflanzen nicht laufen können, können sich ihre Populationen bewegen. Wenn sich die Welt erwärmt, werden Arten in höhere Breiten wandern. Während einige Arten zu den Polen aufbrechen, werden andere aus den Äquatorregionen ankommen. Aber wird der Verlust an Artenvielfalt durch das Ausscheiden neuer Arten ausgeglichen?

Bild: canva.

Der Klimawandel ist nicht einheitlich und auch die Topografie kann die Sache erschweren. Anstatt nach Norden zu ziehen, ziehen die Arten möglicherweise bergauf in ein kühleres Klima – zumindest solange noch ein Hügel übrig ist, den sie erklimmen können. Neben der Temperatur werden die Regionen trockener oder feuchter, was die Pflanzen zusätzlich belastet.

Susan Harrison von UC Davis hat die Beweise für Artenverschiebungen untersucht. In ihrem neuen Artikel in Philosophical Transactions der Royal Society B Sie argumentiert, dass die Komplexität des plötzlichen Klimawandels zu einem Nettoverlust an Biodiversität führen wird. Dies, so stellt sie fest, steht im Gegensatz zu neueren Studien keinen Menschen gefunden-induzierten Biodiversitätsverlust. Aber es ist problematisch anzunehmen, dass dieser Zustand anhalten wird.

Die Geschwindigkeit des Klimawandels wird zunehmen, aber die Anpassung der Pflanzen nicht. Dies wirkt sich auf die Pflanzen aus, da sich die Bedingungen nicht nur aufheizen, sondern auch die Wasserverfügbarkeit verändern. Die Flucht der Populationen hängt von der Verbreitung der Samen ab, aber können die Samen einem sich erwärmenden Klima entkommen? Schließlich, so argumentiert sie, hängt die Fähigkeit einer Pflanze, in einem Klima zu gedeihen, mit bestimmten funktionalen Strategien zusammen. Aber diese Strategien neigen dazu, zusammenzubrechen, wenn sich die Bedingungen ändern. Wie planen Sie die Blüte zum Nutzen der Bestäuber, wenn alle Ihre Bestäuber gestorben sind? Harrison geht jedes dieser Probleme eingehender an.

Wird eine sich erwärmende Welt trockener sein?

Harrison beginnt mit der Untersuchung der veränderten Wasserverfügbarkeit. „In weiten Teilen der Erde wird die Erwärmung das Klima faktisch trockener machen, die Pflanzenproduktivität verringern und die Rolle des Wassers als entscheidenden limitierenden Faktor verstärken“, schreibt sie. Sie merkt jedoch an, dass Trockenheit nicht die einzige Art der Klimaveränderung ist. „In höheren Breitengraden und Höhenlagen, wo die Länge und Wärme der Vegetationsperiode stärker limitierend wirken als Wasser, und in Regionen, in denen zudem ein starker Anstieg der Niederschläge erwartet wird, werden die Auswirkungen der Erwärmung auf die potenzielle Pflanzenproduktivität tendenziell positiv sein. Die Realisierung dieser potenziellen Produktivitätssteigerungen hängt jedoch – anders als die potenziellen Produktivitätsrückgänge in wasserlimitierten Klimazonen – entweder vom Vorhandensein oder der Einwanderung von Arten ab, die unter den veränderten Bedingungen gedeihen können.“

Harrison verweist auf Recherchen in der Fachliteratur, darunter Recherchen zu ein erhöhtes Kohlendioxid-Experiment an Gräsern von Hovenden und Kollegen in Annals of Botany. Das Überleben von Grünland in diesem Experiment wird von zwei Faktoren beeinflusst. Die Erwärmung verringert den Zugang zu Wasser und erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Dürre. Erhöhter Kohlendioxidgehalt hingegen reduziert den Bedarf an Transpiration und mildert so den Wasserstress. Werden sich die beiden Faktoren ausgleichen?

Die Schlussfolgerungen, zu denen Hovenden und Kollegen kommen, sind … nicht wirklich. Wenn es Wasser gibt, hilft erhöhtes Kohlendioxid, aber das gleiche Kohlendioxid trägt zum Ausbleiben des Regens bei. In Jahren, in denen dies geschieht, sterben die Gräser ab. Harrison bezieht sich auf unabhängige Arbeiten, die in veröffentlicht wurden Ökologie und Ecology Letters das zeigt, dass Pflanzen sterben können, bevor sie Samen säen können. Ohne eine Samenbank werden Pflanzen verschwinden.

Auch in derzeit schneereichen Regionen kann es zu einer Zunahme der Trockenheit kommen mit einer verminderten Biodiversität korrelieren, so viel auf dem Planeten könnte damit rechnen, dass die biologische Vielfalt unter Druck gerät. Im Gegensatz dazu kann die Vielfalt der Polarregionen zunehmen, aber das Gleichgewicht würde erfordern, dass Pflanzen sich bewegen können, um diese Orte zu besiedeln. Das bringt sie zur nächsten Herausforderung.

Können Pflanzensamen schneller reisen als der Klimawandel?

Wie schnell ändert sich das Klima? Harrison hat dafür eine Quelle, die Arbeit von Loarie und Kollegen in Nature. Das schreiben sie Klimawandel hat „ein globales Mittel von 0.42 km pro Jahr (A1B-Emissionsszenario). Aufgrund topografischer Effekte ist die Geschwindigkeit der Temperaturänderung in Gebirgsbiomen wie tropischen und subtropischen Nadelwäldern (0.08 km pro Jahr), gemäßigten Nadelwäldern und montanen Graslandschaften am geringsten. Die Geschwindigkeiten sind am höchsten in überschwemmtem Grasland (1 km pro Jahr), Mangroven und Wüsten.“

Das Klima hat sich jedoch immer geändert. Selbst ein Stubenhocker könnte etwas mehr als einen Kilometer im Jahr laufen. Ist es so eine große Sache? Wie schnell war der schnelle Klimawandel in der Vergangenheit? Harrison hat auch dafür ein Zitat, und es ist besorgniserregend. Sandel und Kollegen bei ihrer Untersuchung vergangener Grasländer zwischen stabilem und schnellem Klimawandel unterschieden. Schnell war in diesem Szenario alles über zehn (10) Meter (nicht Kilometer) pro Jahr. Die prognostizierten Geschwindigkeiten für den Klimawandel sind daher mancherorts über hundertmal schneller als vergangene Zustände.

Wenn Pflanzen mit dem Klima reisen sollen, müssen sie es als Samen tun. Einige Pflanzensamen können jedoch über weite Strecken reisen Sobald sie dies tun, brauchen sie Zeit, um eine lebensfähige Population aufzubauen bevor sie wahrscheinlich wieder eine lange Strecke zurücklegen. Das reduziert die durchschnittliche Reisegeschwindigkeit. Die Distanz, die ein Samen zurücklegt, hängt zum Teil davon ab, wie er sich bewegt.

Jede Botanik-Website, die einen Löwenzahn in ihrem Logo als Metapher für die Verbreitung von Wissen verwendet, wird wahrscheinlich enttäuscht sein, wenn sie erfährt, wie weit windgetragene Samen reisen. Bild: canva.

Thomson und Kollegen haben das herausgefunden In einer Frucht gefressen zu werden, funktionierte am besten für einen Samen mit Fernweh, mit einer mittleren Entfernung von 245 m. Seed-Caching tendiert dazu, Samen nur 8m zu bewegen und sich im Durchschnitt kaum über zwei Meter zu winden. Wenn eine Pflanze eine Art ballistische Streuung hat, bewegt sie sich ungefähr einen Meter weit, und wenn es überhaupt keine Hilfe gibt, dann vielleicht einen halben Meter. Wenn der Klimawandel selbst in den langsamsten Gebieten 80 m pro Jahr beträgt, sind das eine Menge Pflanzen, die Unterstützung benötigen, entweder beim Reisen oder bei der superschnellen Reproduktion.

Wenn die Ergebnisse so krass sind, warum erscheinen sie dann nicht häufiger in Zeitungen?

Sie werden überrascht sein über den Unterschied in den Zahlen zwischen Klimageschwindigkeit und Ausbreitungsgeschwindigkeit. Sie haben sie vielleicht noch nicht in neueren Artikeln über Klimawandel und Migration gesehen. Viele Artikel, die ich gelesen habe, haben die Bewegung von Pflanzen zur Besiedelung eines Standorts nicht als schwieriges Problem angesehen. Im Gegenteil, viele, die ich gelesen habe, gingen davon aus, dass Pflanzen in tieferen Lagen, die sich nach oben bewegen können, um Arten zu verdrängen, dies tun werden.

Harrison sagt, das sei das Problem, da ich wahrscheinlich keine Artikel aus einer ausgewogenen Auswahl von Regionen lese. Ein Großteil der Klimaforschung findet in den nördlich gemäßigten alpinen Zonen statt. Es gibt gute Gründe, die Auswirkungen des Klimawandels in diesen Zonen zu erforschen, aber diese Gebiete werden leichter besiedelt als anderswo. Deshalb mag der Klimawandel mancherorts zu einer Zunahme der Biodiversität führen, alpine Zonen sind aber keine Modellbiome für die übrige Pflanze.

Wie viel Biodiversität brauchen wir?

Die bevorstehenden Änderungen werden einige Arten anderen vorziehen. Mit dem Verschwinden der Arten verschwinden auch verschiedene natürliche Tricks und Techniken, um mit widrigen Bedingungen umzugehen. Harrison weist auf einen Verlust an funktioneller und phylogenetischer Vielfalt hin. Dies bedeutet, dass es einige Pflanzen nicht mehr geben wird, die einige Ökosystemfunktionen erfüllen, was zu Druck auf andere Arten führt. Wie viele Arten können wir verlieren, bevor dies zu einem ernsthaften Problem wird?

Wo auch immer die Grenze ist, wir scheinen uns ihr immer schneller zu nähern. Wie einige Teile der Welt entdecken, kann das Klima die Umwelt verändern, indem es sich über Jahrzehnte verlagert und plötzlich wird sehr interessant. Das Problem ist, dass Sie, wenn Sie sich in einem Teil der Umwelt befinden, der gerade faszinierend geworden ist, möglicherweise zu sehr damit beschäftigt sind, sich damit zu beschäftigen, um einen Schutzplan zu erstellen.