Der Klimawandel ist seit langem als erhebliche Bedrohung für die Artenvielfalt an Land bekannt, doch seine tiefgreifenden Auswirkungen auf das Leben im Meer werden nun verstärkt untersucht. Die Forscher Barnabas Daru und Brianna Rock haben in ihrer aktuellen Studie veröffentlicht Nature Plants, richteten ihre Aufmerksamkeit auf die Welt unter den Wellen, insbesondere auf die weltweit verteilten Seegraswiesen. Diese Unterwasserökosysteme, die oft übersehen werden, aber für die Nahrungsketten und Lebensräume im Meer von entscheidender Bedeutung sind, stehen aufgrund des Klimawandels vor einer ernsthaften Umstrukturierung. Die überraschende Wendung? Forscher prognostizieren eine Zunahme bestimmter Arten von „Endemismus“ (Arten, die nur an einem bestimmten Ort vorkommen), wenn die Größe der Seegrasgebiete abnimmt, was die Vielfalt in verschiedenen Regionen dramatisch verändert.

Die Forschung von Daru und Rock geht über die allzu bekannten Schlagzeilen schrumpfender Lebensräume und Artenschwund hinaus und zeichnet ein differenzierteres Bild davon, was der Klimawandel für die grünen Unterwasserwiesen aus Seegras bedeutet.

Ihre Modelle prognostizieren einen allgemeinen Rückgang der geografischen Verbreitungsgebiete von Seegrasarten aufgrund des Klimawandels. Bemerkenswert ist, dass bei über 31 % der von ihnen untersuchten Seegrasarten bis zur Mitte des Jahrhunderts ein Rückgang der Verbreitungsgröße um über 10 % prognostiziert wird, und diese Zahlen werden sich bis zum Ende des Jahrhunderts noch verschlechtern. Inmitten dieser düsteren Realität taucht ein unerwartetes Phänomen auf: Mit der Schrumpfung der Seegraswiesen wird die einzigartige Artenvielfalt in diesen Gebieten – bekannt als „Endemismus“ – voraussichtlich zunehmen.

Ein größerer Endemismus könnte wie eine gute Nachricht klingen, da er eine Zunahme von Arten bedeutet, die nirgendwo sonst auf der Welt vorkommen. Es deutet aber auch darauf hin, dass die Umweltbedingungen für Seegras zunehmend feindlicher werden und diese einzigartigen Gemeinschaften gefährden. Darüber hinaus wird erwartet, dass sich diese Veränderungen im Endemismus in verschiedenen Regionen unterschiedlich manifestieren und zu einer faszinierenden, wenn auch besorgniserregenden Mischung aus Differenzierung und Homogenisierung der Seegrasvielfalt führen.

Die Forschung brachte auch besorgniserregende Erkenntnisse über die zukünftige Wirksamkeit unseres Stroms zutage Erhaltungsbemühungen. Die Studie ergab, dass Meeresschutzgebiete – jene Teile des Ozeans, die für den Naturschutz reserviert sind – nicht mit den erwarteten Hotspots der Seegrasvielfalt übereinstimmen. Daher benötigen viele der Regionen, in denen voraussichtlich vielfältige und einzigartige Seegrasgemeinschaften leben, im Rahmen der aktuellen Schutzmaßnahmen möglicherweise mehr Schutz.

Seegräser spielen eine wichtige Rolle in Meeresökosystemen, ähnlich wie Korallenriffe und Mangroven. Sie bieten Nahrung für viele Meerestiere, darunter direkt und indirekt gefährdete Arten wie Grüne Meeresschildkröten, Seekühe und Dugongs.

„Zum Beispiel ernähren sich Haie von Meerestieren, die sich wiederum direkt oder indirekt von Pflanzen ernähren“, sagte Daru in einer Pressemitteilung. „Wenn irgendetwas diese grundlegenden Arten am Anfang der Nahrungskette beeinträchtigt, wird dies kaskadenartige Auswirkungen auf andere Organismen haben, die weit oben in der Nahrungskette von ihnen abhängig sind, einschließlich des Menschen.“

Seegräser sind eine uralte Pflanzengruppe, die ihren Ursprung im Meer hatte, dann an Land gelangte und dort lebte zum Meer zurückgekehrt vor etwa 140 Millionen Jahren. Sie bieten Lebensraum für viele Meereslebewesen und liefern wertvolle Nahrung Ökosystem-Dienstleistungenwie Sedimentstabilisierung, Kohlenstoffbindung und Wasserreinigung. Diese wichtigen Lebensräume gehen jedoch aufgrund menschlicher Aktivitäten wie Umweltverschmutzung und Küstenentwicklung in erschreckendem Tempo verloren Auswirkungen des Klimawandels dürften diese Verluste noch verschärfen.

Obwohl es regionale Prognosen zur möglichen Veränderung von Seegraswiesen infolge des Klimawandels gibt, fehlt es bisher an einer globalen Bewertung dieses Phänomens, obwohl Seegraswiesen eine entscheidende Rolle in marinen Nahrungsketten spielen. Mehrere Herausforderungen behindern solche Forschungen, darunter ein Mangel an georeferenzierten Daten, Lücken in der Datenabdeckung, Verzerrungen bei der Probenahme und unzureichende Analysemethoden.

Seegräser erstrecken sich über eine Küstenlinie von etwa 116,000 Quadratmeilen, die an 191 Länder auf allen Kontinenten außer der Antarktis grenzt. Zu modellieren, wie sich der Klimawandel weltweit auf Seegräser auswirken könnte, ist keine leichte Aufgabe.

Daru und Rock begannen damit, den Standort und die Häufigkeit jeder Seegrasart zu kartieren, indem sie etwa 100 Jahre lang Seegrasproben aus Küstenökosystemen verwendeten. Sie kombinierten diese Daten mit Aufzeichnungen, die sie vor Ort gesammelt hatten, und Informationen aus öffentlichen Datenbanken zum Vorkommen von Seegras, wie z Globale Informationsfazilität zur Biodiversität und Seegras-Uhr. Sie überwanden die ungleichmäßige Beprobung, indem sie Daten aus gut beprobten Gebieten wie Nordamerika und Europa verwendeten, um vorhergesagte Seegraslebensräume für Regionen mit unzureichender Beprobung wie Südostasien und den Indopazifik zu modellieren.

Anschließend erstellten sie globale „Momentaufnahmen“, die das heutige Meeresklima und dessen mögliche Entwicklung in den Zeiträumen 2040–2050 und 2090–2100 anhand geophysikalischer und umweltbezogener Daten darstellten. Bio-ORACLE Webseite.

Für die Gegenwart und zwei zukünftige Zeiträume modellierte Daru vier verschiedene Szenarien:

• Ein „Best-Case“-Klima mit niedrigen Treibhausgaskonzentrationen.
• Zwei stabilisierte Szenarien, in denen die Treibhausgaswerte ein Plateau erreichten.
• Ein „Worst-Case“-Szenario mit hohen Treibhausgaskonzentrationen.

Diese Die modellierten Szenarien umfassten Daten zur Meerestemperatur, Salzgehalt und Meeresströmungsgeschwindigkeit – alles Variablen, von denen bekannt ist, dass sie das Wachstum, die Verteilung und die Photosynthese von Seegras erheblich beeinflussen.

Schließlich wandte Daru ein Computermodell der beobachteten Artenvorkommen an, um vorherzusagen, wie sich die Seegraspopulationen und -verteilungen zwischen dem heutigen Tag und zwei zukünftigen Zeitpunkten für jedes Klimaszenario ändern könnten.

Die Forschung zeichnet ein kritisches Bild davon Die Zukunft für Seegräser Unter den Szenarien des Klimawandels prognostiziert die Studie einen weitverbreiteten Rückgang der Seegraswiesen, begleitet von einer Zunahme konzentrierter und phylogenetisch einzigartiger Arten – ein Phänomen, das die Artenvielfalt in einigen Regionen steigern könnte. Dies wird jedoch kein uneingeschränkter Erfolg sein, da andere Gebiete Verluste erleiden könnten, die zu einer einheitlichen, weniger vielfältigen Seegraslandschaft führen. Insbesondere stellten die Forscher fest, dass die Seegraswiesen unter den genannten Bedingungen in ihrer Häufigkeit und Zusammensetzung abgenommen haben. alles, Sie testeten alle Szenarien, sogar das „Best-Case“-Szenario. Was bedeutet das also?

„Das bedeutet wahrscheinlich, dass ‚das Beste‘ noch nicht ausreicht“, sagte Daru. „Wir müssen die Priorisierung von Naturschutzmaßnahmen gezielter angehen, und solche Analysen zeigen uns, wo diese Maßnahmen ergriffen werden sollten.“

Besorgniserregend ist, dass diese erheblichen Veränderungen voraussichtlich größtenteils außerhalb der derzeitigen Meeresschutzgebiete stattfinden werden, was darauf hindeutet, dass unsere derzeitigen Schutzmaßnahmen beim Schutz von Seegras vor der drohenden Klimakrise völlig unzureichend sind.

Die Ergebnisse dieser Studie unterstreichen die Notwendigkeit dringenden Handelns. Angesichts der entscheidenden Rolle, die Seegraswiesen für die Vielfalt des Meereslebens, die Kohlenstoffbindung und die Sedimentstabilisierung spielen, hätte ihr potenzieller Rückgang weitreichende ökologische und umweltbezogene Konsequenzen. Um dieses Szenario zu verhindern, ist eine Überprüfung und Erweiterung unserer Meeresschutzstrategien unerlässlich, insbesondere in den identifizierten Prioritätsgebieten für den Erhalt von Seegraswiesen.

„Wir haben Brennpunkte des Wandels in der Artenvielfalt und der phylogenetischen Vielfalt hervorgehoben, die vorrangige Regionen für Schutzbemühungen darstellen“, sagte Daru. „Unser Ziel und unsere Hoffnung ist es, dass der Meeresschutz in diesen Gebieten verbessert und die Zukunft der Seegräser bis zu einem gewissen Grad gesichert wird, indem wir politische Entscheidungsträger und Naturschützer darauf hinweisen, sich auf diese Hotspots zu konzentrieren.“

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Daru, BH und Rock, BM (2023) „Neuorganisation von Seegraswiesen im sich verändernden Klima" Nature Plants, S. 1–10. Verfügbar um: https://doi.org/10.1038/s41477-023-01445-6.