Zahlreiche Pflanzenarten sind im Anthropozän mit besorgniserregender Geschwindigkeit vom Aussterben bedroht, wodurch Millionen Jahre der Evolution in weniger als einem Jahrhundert ausgelöscht werden. Um die Biodiversitätskrise zu bewältigen, entwickelte ein Team von Pflanzenexperten neuartige Werkzeuge, um die Vielfalt der Samenpflanzen rund um den Globus zu kartieren und die Erhaltung der botanischen Schätze der Welt zu verbessern.
Bis heute beherbergt der Planet Erde über 350000 Samenpflanzenarten, die sich von einem Algenvorfahren entwickelt haben, der sich im Laufe der Millionen Jahre der Evolutionsgeschichte an den terrestrischen Lebensraum angepasst hat (Evolution der Landpflanzen). Seit ihrer Entstehung erleichterten wichtige Innovationen die Besiedlung von Landpflanzen und ermöglichten die Anpassung an eine Vielzahl ökologischer Nischen. Diese erstaunliche Vielfalt an Formen und Funktionen ist jedoch im Anthropozän vom Aussterben bedroht.
Naturschutzprogramme verwenden verschiedene Indikatoren, um die Artenvielfalt zu messen. Artenreichtum (SR oder die Anzahl der Arten in jeder Gemeinschaft) ist das am häufigsten verwendete Instrument, umfasst jedoch viele nahe Verwandte mit geringer Diversifizierungsrate. Phylogenetische Vielfalt (PD) könnte ein geeigneteres Mittel sein, da es Unterschiede zwischen Arten in einer Gruppe von Taxa umfasst (d. h. Zweiglängen in a Stammbaum), wodurch ein größerer Überblick über die Vielfalt der Merkmale und Merkmale gegeben wird. Trotz seiner großen Bedeutung für die Widerstandsfähigkeit von Ökosystemen wird dieser Indikator nach wie vor kaum genutzt – vor allem aufgrund der begrenzten Informationen über die geografische Verbreitung von Pflanzen und Daten über die phylogenetischen Beziehungen zwischen Arten.
Erforschung der phylogenetischen Vielfalt von Pflanzen auf globaler Ebene
Ökologen der „Pflanzenentwicklung und BiodiversitätDas Labor der Universität Aarhus (Dänemark) analysierte in Zusammenarbeit mit Top-Experten auf diesem Gebiet die Verteilung der Phylogenetischen Vielfalt (PD) auf dem Planeten, indem es taxonomische, geografische und phylogenetische Daten untersuchte, die für Samenpflanzen verfügbar sind. Genau genommen verwendeten die Autoren die Weltcheckliste der Gefäßpflanzen (ein Open-Access-Datensatz der Taxonomie und geografischen Verbreitung aller Gefäßpflanzenarten) und ein inklusive Phylogenie von Samenpflanzen Identifizierung von Hotspots einzigartiger Pflanzen-PD für Schutzprogramme.
Melanie Tietje und Kollegen beschrieben diesen neuartigen Ansatz (d. h. Komplementaritätsanalysen) in einem kürzlich erschienenen Bericht veröffentlicht in der wissenschaftlichen Zeitschrift New Phytologist, und identifizierte, welche Regionen der Welt die maximale kumulative PD aufweisen, was auf eine einzigartige Evolutionsgeschichte hinweist. Sie berücksichtigten auch Bedrohungen, die derzeit die Artenvielfalt weltweit bedrohen, wie etwa den Klimawandel und die Verschlechterung von Lebensräumen.
Bewerten Sie den Artenreichtum oder die phylogenetische Vielfalt von Samenpflanzen?
Obwohl der Artenreichtum mit der phylogenetischen Vielfalt korreliert, scheint erstere stärker in den Neotropika konzentriert zu sein, während letztere gleichmäßig zwischen Südamerika und Südasien verteilt zu sein scheint (Figure 1).
Interessanterweise sind nur 15 botanische Länder für 50 % des globalen Artenreichtums verantwortlich, aber es sind mindestens 33 Länder erforderlich, um 50 % der globalen phylogenetischen Vielfalt bereitzustellen (Abbildung 2), was die Bedeutung weiterer Regionen – wie Afrika südlich der Sahara und – unterstreicht Australasien – zu Naturschutzzwecken.
Die Autoren stellten außerdem eine größere Verbreitung von Komplementaritäts-Hotspots fest, die sich in Regionen befinden, die zunehmend davon betroffen sind Abholzung (z. B. Mittel- und Südamerika, Afrika, China, Madagaskar, Neuguinea und Borneo).
Den Schwerpunkt in Naturschutzprogrammen ändern
Bisher haben Biodiversitätsschutzprogramme hauptsächlich den Artenreichtum berücksichtigt und ihr Augenmerk auf feuchte Laubwälder in tropischen und subtropischen Gebieten gerichtet. Allerdings weisen diese „hyperdiversen“ Regionen aufgrund der begrenzten Evolutionsgeschichte und der lokalen Nischenanpassung eine eher redundante Zusammensetzung auf.
Die Ergebnisse dieser Studie verdeutlichen die Risiken, die mit der Priorisierung ausschließlich artenreicher Gebiete verbunden sind. Tatsächlich sollten andere Regionen – wie (sub)tropische Trockenwälder und Nadelwälder – einbezogen werden, um die globale Biodiversität von Samenpflanzen zu erhalten (Figure 3).
Die phylogenetische Vielfalt stellt ein sehr gutes Maß für die Auswahl von Biodiversitäts-Hotspots dar, da sie auf ökologisch und evolutionär unterschiedliche Biome in der Gemeinschaft hinweist.
„Wir glauben, dass der Schutz der phylogenetischen Vielfalt im Anthropozän eine globale Verantwortung ist. Dabei liegt der Fokus häufig auf besonders artenreichen Regionen. Für einen wirksamen Schutz der globalen Parkinson-Krankheit sind jedoch noch viel mehr biogeografische Regionen und Biome erforderlich.“
Tietje et al. 2023
VORGESCHLAGENE LITERATUR
Aufbau einer umfassend umfassenden Samenpflanzenphylogenie (wiley.com)
