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Erde|Umwelt

Invasive Arten: Wer kommt als nächstes?

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Die Nordsee ist besonders durch eingeschleppte Arten gefährdet (Foto: NASA/GSFC)
Schon jetzt tummeln sich in vielen Lebensräumen Tiere und Pflanzen, die ursprünglich ganz woanders heimisch waren. Einige dieser Invasionen können jedoch verheerende Folgen für die heimischen Ökosysteme haben. Jetzt haben Forscher erstmals ein Prognosemodell entwickelt, dass verrät, wo welche invasive Art als nächstes auftauchen könnte. Ihr Modell zeigt: Die Nordsee gehört zu den besonders anfälligen Meeresgebieten.

Sie sind eines der großen Einfallstore für invasive Arten: die Schifffahrtsrouten und Häfen. Denn Frachtschiffe transportieren Güter aller Art quer über den Globus und verbinden Länder und Städte über riesige Distanzen. „Dieser intensive Handelsverkehr hat zur Folge, dass nicht nur Waren, sondern auch Pflanzen und Tiere als blinde Passagiere an Bord gelangen und über die Welt verbreitet werden“, erklärt Erstautor Hanno Seebens vom Senckenberg Biodiversität und Klima Forschungszentrum in Frankfurt. Denn versteckt im Ballastwasser von Frachtern, angeheftet an den Schiffsrumpf oder mit der Fracht werden immer wieder Organismen in Gebiete eingeschleppt, in denen sie nicht heimisch sind. „Die Tiere und Pflanzen gelangen in Gebiete, die sie ohne die Hilfe des Menschen nie erreicht hätten“, so Seebens. Schaffen es die eingeschleppten Arten, sich im neuen Territorium zu etablieren und auszubreiten, kann das für die heimische Flora und Fauna eine große Gefahr bedeuten: Die Eindringlinge können ganze Ökosysteme verändern und verursachen enorme Schäden. Allein in der EU schätzen Forscher die Kosten durch invasive Arten auf mehreren Milliarden Euro pro Jahr.

10.000 Kilometer Entfernung sind kein Problem

Wo und von welcher invasiven Art eine Gefahr droht, war bisher jedoch nur schwer vorherzusagen. Gängige Modelle konnten allenfalls prognostizieren, welche Häfen beispielsweise besonders anfällig für solche Einschleppungen gebietsfremder Spezies sind. Doch Seebens und seine Kollegen haben nun ein Modell entwickelt, das ausgehend vom aktuellen Vorkommen potenziell invasiver Arten deren künftige Verbreitung ermitteln kann. „Für unsere Simulationen benutzen wir ein mathematisches Modell, welches Daten über Schiffsbewegungen und Schiffsgrößen mit Wassertemperaturen und Salzgehalt des Wassers verbindet, um die Wahrscheinlichkeit einer Invasion zu bestimmen“, erläutert Koautor Bernd Blasius von der Universität Oldenburg. „Dadurch können wir die Arten vorhersagen, die mit hoher Wahrscheinlichkeit in eine bestimmte Meeresregion einwandern werden“, ergänzt Seebens. Mit Hilfe dieses Modells haben die Forscher die künftige Verbreitung von 97 potenziell invasiven Algen prognostiziert, einige davon sind bereits als Auslöser für giftige Algenblüten gefürchtet.

Ihr Modell zeigt: Die Invasion neuer Gebiete erfolgt typischerweise in zwei Schritten: „Erst werden geeignete Habitate weltweit ungeachtet ihrer Entfernung vom Ursprungsort der Art besiedelt“, erklären die Forscher. „Dann breitet sich die Spezies von dort aus in die benachbarten Habitate aus.“ Die Pflanzen und Tiere können im ersten Schritt dank menschlicher Hilfe problemlos rund 10.000 Kilometer überwinden, so Seebens und seine Kollegen. Immerhin 77 Prozent der bisher erfolgten Einschleppungen von Tier und Pflanzenarten in fremde Meeresgebiete konnte ihr Modell korrekt rekonstruieren. „Das ist besonders beeindruckend, weil das Modell so simpel ist und nur Habitat-Anforderungen und den Schiffsverkehr berücksichtigt“, sagen Seebens und seine Kollegen.

Nordsee besonders gefährdet

Ihre Simulation der künftigen Verbreitung der Meeresalgen ergab zudem: Besonders der Nordsee und der Westküste der USA drohen künftig vermehrt Invasionen. In den USA könnte die Westküste künftig verstärkt unwillkommenen Algenbesuch aus asiatischen Gewässern bekommen. Denn der Klimawandel sorgt dafür, dass das bisher zu kalte Wasser vor der Westküste immer wärmer wird und damit für die invasiven Meeresalgen immer geeigneter. Die Nordsee ist dagegen bereits jetzt ein sehr anfälliges Gebiet für invasive Meeresbewohner. Einer der Gründe ist der starken Schiffsverkehr, der andere ihr schon jetzt sehr geeignetes Klima: Die Nordsee bietet ähnliche Bedingungen wie die Meeresgebiete rund um Japan und China, wie die Forscher berichten. Das erleichtert es einschleppten Arten aus diesen Gebieten, in der Nordsee Fuß zu fassen und sich zu etablieren. Zudem sind diese Areale durch intensiven Schiffsverkehr gut miteinander verbunden.

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Wie artspezifisch und genau das Modell die Invasionsgefahr vorhersagt, zeigt sich ebenfalls am Beispiel der Nordsee: „In der Nordsee konnten sich bereits zwei neue Algen-Arten – Prorocentrum minimum und Polysiphonia harveyi – ansiedeln, die wir als ‚Hochrisiko-Arten‘ eingestuft haben“, berichtet Seebens. In den Simulationen der Forscher tauchen sie als zwei von zehn besonders wahrscheinlichen Kandidaten für eine Invasion auf. Inzwischen sind sie in der Nordsee eingetroffen. „Hier haben sich unsere Vorhersagen schon bestätigt“, so der Forscher.  Die neuartige Modellierungsmethode kann ihrer Ansicht nach daher gut zur Prognose von Einwanderungen auch weiterer Tier- und Pflanzengruppen dienen. „Auch wenn sich unsere Studie derzeit auf die Ausbreitung im Meer lebender Algen beschränkt, kann das Modell leicht auf andere Tiergruppen – nicht nur im marinen Bereich – ausgeweitet werden“, resümiert Seebens.

Quelle:

© wissenschaft.de – Nadja Podbregar
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