Meagan Oldfather, eine Pflanzenökologin von der UC Berkeley, ging schnell und kletterte über die Felsen und Geröllfelder der White Mountain Alpine, einer Bergkette nordwestlich des Death Valley an der Grenze zwischen Kalifornien und Nevada. Wenn sich das Klima ändert, wird erwartet, dass Arten auf Berge wie diese steigen und in höhere Höhen marschieren, um historische Bedingungen zu verfolgen. Mit steigenden Temperaturen und basierend auf der Theorie gehen wir davon aus, dass es den Populationen in höheren Lagen gut gehen wird und denen in niedrigeren Lagen zurückgehen wird. Aber diese vereinfachenden Vorhersagen können uns nur so weit bringen. Selbst wenn Ökologen hinter ihren Schreibtischen Artenverteilungen unter dem Klimawandel modellieren können, brauchen wir, um den wahren Umfang der Situation zu erfassen und zukünftige Veränderungen in der Artenverteilung vorherzusagen detaillierte Felddaten wie die, die Oldfather seit fünf Jahren sammelt.

Wie eine Pflanzenart auf den Klimawandel reagiert, ist viel komplexer, als einfach einen Berg hinaufzumarschieren, und hängt von den einzigartigen Auswirkungen von Temperatur und Wasser auf verschiedene Lebensphasen ab. Zum Beispiel könnten wärmere Temperaturen für die Produktion von Samen von Vorteil sein, aber nicht für das Überleben der Pflanzen. Neue Sämlinge, Blattwachstum und Absterben werden das allgemeine Bevölkerungswachstum, die Stabilität und den Rückgang beeinflussen. An Orten, an denen eine Temperaturänderung für eine oder mehrere wichtige Lebensphasen von Vorteil ist, wird die Zahl der Pflanzen dort zunehmen. Aus diesem Grund kann es Orte in der Landschaft geben, an denen eine Art nicht von wärmeren Temperaturen betroffen ist, und andere Orte, an denen dieselbe Art einen starken Rückgang erfährt. Diese Nuancen sind entscheidend und nach Ansicht von Oldfather ziemlich faszinierend. „Ich möchte, dass sich mehr Menschen für Ungewissheit begeistern“, sagt sie. „Wir wissen nicht immer, was eine Art tun wird, aber dieses Mysterium kann sehr aufregend sein.“

Oldfathers Arbeit beinhaltete vier Jahre lang das Markieren, Zählen und Verfolgen von Tausenden von Pflanzen in 16 Populationen über den gesamten Höhenbereich von Ivesia lycopodioides in den Weißen Bergen. Sie richtete auch Behandlungen in neun dieser Populationen ein, um die Auswirkungen von Temperatur- und Niederschlagsänderungen auf diese Art an den Standorten mit der niedrigsten, mittleren und höchsten Erhebung zu untersuchen. Zu diesem Zweck baute sie kleine sechseckige Gewächshäuser, um die Pflanzen zu wärmen, und schleppte XNUMX-Gallonen-Wassertanks, um sie in den schneefreien Monaten in die Parzellen zu füllen.

Ivesia lycopodioides oder „Klumpmoos-Mausschwanz“ gehört zur Familie der Rosengewächse und eignet sich besonders für Populationsstudien wie diese, da sie basale Rosetten oder gruppierte Blätter an der Basis des Stängels bilden, wodurch Individuen leicht voneinander zu unterscheiden sind. Der Name "Lycopodioide“ bedeutet wörtlich „lycopodenartig“, und Oldfather hob vorsichtig die Blätter an, um mir zu zeigen, wie sehr sie der Flaschenbürste eines Lycopoden ähneln. Ich bückte mich, um mir die kunstvoll präparierten Blätter genauer anzusehen. Alpenpflanzen sind der Inbegriff dessen, was manche als „Bauchbotanik“ bezeichnen – Pflanzen, die man nur dann wirklich schätzt, wenn man auf dem Bauch liegt. Aber bei näherer Betrachtung sind sie oft atemberaubend. I. lycopodioides, mit seinen spitzenartigen Blättern und eleganten gelben Blüten, war keine Ausnahme.

Vier Jahre lang zählte Oldfather jedes Jahr jedes Blatt und jede Blüte jeder einzelnen Pflanze in diesen Parzellen und dokumentierte alle neu aufgegangenen Sämlinge. Mithilfe dieser Informationen konnte sie den Zustand der Population einschätzen – ob sie stabil ist, wächst oder schrumpft. Diese Art von Forschung nennt man „Populationsdemografie“ und sie ist vergleichbar mit der Messung des Herzschlags einer Art an einem bestimmten Ort.

Obwohl arbeitsintensiv, liefert diese Studie dringend benötigte Informationen über die Nuancen der Reaktionen von Pflanzen auf den Klimawandel.

Benjamin Blonder, Pflanzenökologe an der UC Berkeley, der sich auf die Auswirkungen des Klimawandels auf Pflanzen spezialisiert hat, sagt: „Experimentelle Studien wie diese sind zeitaufwändig, liefern aber wichtige Einblicke in die Populationsökologie, die aus Beobachtungsstudien nicht ohne weiteres gewonnen werden können.“ Blonder merkt auch an, dass „dies eine starke Studie ist, die die Komplexität der demografischen Prozesse demonstriert, die den Reaktionen der Pflanzen auf den Klimawandel zugrunde liegen.“

Altvater und ihre Kollegen Abstiegsmuster gefunden in den höchsten Erhebungen, was in direktem Gegensatz zu Vorhersagen steht, die auf Theorie und Verteilungsmodellierung basieren. Diese hoch gelegenen Standorte waren auch die trockensten, und die hier beobachtete Kontraktion deutet darauf hin, dass Wasser für diese Pflanzen möglicherweise wichtiger ist als die Temperatur, um zu bestimmen, wie sie sich mit dem Klimawandel über die Landschaft bewegen könnten. Ihre Klimasimulationsbehandlungen zeigten jedoch, dass mehr Wasser nicht unbedingt besser in Bezug auf die Pflanzenpersistenz ist. Pflanzen unter diesen winzigen Gewächshäusern scheinen am stärksten zurückzugehen, wenn Wasser hinzugefügt wurde, wahrscheinlich aufgrund des Einzugs konkurrenzfähigerer Arten.

Die Ergebnisse ihrer Studie sind der Schlüssel zu der Feststellung, dass es viele Möglichkeiten gibt, wie eine Art in ihrem Verbreitungsgebiet anfällig sein kann, und dass Vorhersagen über Verschiebungen nuancierter sein können, als wir denken. „Bei der Arbeit zum Klimawandel an den Rändern des Verbreitungsgebiets ist es frustrierend, den Menschen zu sagen, dass sich eine Art in eine bestimmte Richtung verändern wird, und dann tun sie es nicht.“ sagt Altvater. „Es ist viel komplexer als das – Arten sind einzigartig und kompliziert.“

„Ich finde es faszinierend, dass eine der grundlegendsten Fragen der Ökologie – warum Arten dort sind, wo sie sind – noch relativ unbekannt ist“, sagt Oldfather. „Wenn wir diese Komplexität nicht untersuchen, wie könnten wir dann die Zukunft genau vorhersagen?“