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Umwelt+Natur

Warum nicht alle Tropenwälder gleich artenreich sind

Tukan
Tukan im Amazonas-Regenwald. (Bild: agustavop/ iStock)

Die Regenwälder der Tropen sind Hotspots der Artenvielfalt, dennoch gibt es Unterschiede. Warum die Regenwälder Afrikas weniger Arten beherbergen als die Tropenwälder Südamerikas und Südostasiens, haben nun Forscher mithilfe eines neuentwickelten Computermodells untersucht. Dabei fanden sie heraus, dass die tektonische Entwicklung der Kontinente und ihre Dynamik eine vielfach unterschätzte Rolle für die Biodiversität spielen.

Tropische Regenwälder sind die artenreichsten Lebensräume der Erde. Sie beherbergen eine riesige Zahl von verschiedenen Pflanzen, Tieren, Pilzen und weiteren Organismen. Diese immergrünen Lungen der Erde ziehen sich wie ein üppiges Band in den tropischen Breiten rund um die Erde. Regenwälder gibt es daher sowohl in Südamerika, beispielsweise im Amazonasbecken, wie in Zentralafrika und verteilt über die Inseln Südostasiens.

Nicht überall gleich artenreich

Als begünstigende Faktoren für die reiche Artenvielfalt der Regenwälder gelten vor allem ihre Lage rund um den Äquator und das stabil warmfeuchte Klima. Sie fördern das Pflanzenwachstum und die Bildung reich gegliederter Lebensräume. Das Interessante jedoch: Weil dies für die Tropenwälder Südamerikas, Südostasiens und Afrikas gleichermaßen gilt, könnte man annehmen, dass sie auch in etwa gleich artenreich sind – doch das trifft nicht zu. Verglichen mit Südamerika und Südostasien ist die Artenzahl in feuchten Tropenwäldern Afrikas bei vielen Organismengruppen deutlich kleiner. So kommen beispielsweise von den weltweit 2500 Palmenarten 1200 in Südostasien und 800 in den Tropenwäldern Südamerikas vor, aber nur 66 in afrikanischen Regenwäldern.

Was aber ist der Grund für diese sogenannte pantropische Diversitäts-Disparität (PDD)? Bisher gibt es dazu keine klare Antwort. Einige Forscher sehen das Klima als Ursache: Zwischen den Tropenwäldern gibt es heute leichte, aber möglicherweise entscheidende klimatische Abweichungen. In Afrikas Tropengürtel ist es im Schnitt etwas trockener und kühler als in Südostasien und Südamerika. Andere Wissenschaftler vermuten die Gründe eher in der Vergangenheit. Demnach entwickelten sich in Afrika weniger unterschiedliche Spezies, weil sich die Umwelt und Tektonik in den vergangene Jahrmillionen weniger stark veränderte als in den anderen Tropenregionen.

Artbildung im Computermodell

Bisher ließ sich aber kaum ermitteln, wie groß der Anteil dieser beiden Parameter auf die aktuelle Artenvielfalt einer Region ist – schließlich ist jeder Lebensraum und jedes Ökosystem das Resultat sowohl vergangener wie gegenwärtiger Einflussfaktoren. Deshalb ist ein Team unter Leitung von Loïc Pellissier von der ETH Zürich dieser Frage mithilfe des von ihnen eigens dafür entwickelten Computermodells „gen3sis“ nachgegangen. Dieses Modell simuliert die primären Rahmenbedingungen wie Klima und geologisch-tektonische Entwicklung und berücksichtigt zusätzlich vier grundlegende ökologische Parameter. Dazu gehören die ökologische Nische jeder Art, die Evolution, Artbildung und die Ausbreitung.

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„Mit diesen vier grundlegenden Regeln können wir die Bestandsdynamik von Organismen vor dem Hintergrund von sich verschiebenden Umweltbedingungen simulieren“, erklärt Pellissier. „Dadurch können wir auch sehr gut erklären, wie die Organismen entstanden.“ Mithilfe dieses Modells haben sie nun den Fall der Tropenwälder untersucht. Das Ergebnis: Die Geschehnisse der Vergangenheit waren für die Entstehung der Artenvielfalts-Unterschiede prägender als es das heutige Klima ist. „Unser Modell bestätigt, dass Unterschiede in der Dynamik der frühzeitlichen Umwelt die ungleiche Verteilung der Artenvielfalt hervorbrachten und nicht aktuelle klimatische Faktoren“, sagt Pellissier. „Geologische Prozesse sowie globale Temperaturflüsse bestimmen, wo und wann Arten entstehen oder aussterben.“

Afrika war tektonisch zu inaktiv

Konkret bedeutet dies: In Südamerika und Südostasien hat die Plattentektonik in den letzten rund 100 Millionen Jahren zu einer starken Umgestaltung der Landschaften geführt: In Südamerika türmten sich die Anden auf und veränderten damit Klima und Vegetation auch der tiefer liegenden Gebiete. In Südostasien führte die Kontinentaldrift und die von ihr ausgelöste vulkanische Aktivität dazu, dass Inseln entstanden und Landbrücken geschaffen oder zerstört wurden. All dies führte dazu, dass neue ökologische Nischen gebildet wurden und neue Spezies entstehen konnten.

Anders war dies in Afrika: Dieser Kontinent liegt nicht an einer aktiven Subduktionszone und hat sich im Verlauf der letzten 110 Millionen Jahre tektonisch nur wenig verändert. Hinzu kommt, dass die Regenwälder Afrikas auch früher schon von Trockengebieten im Norden und Süden eingerahmt wurden. Dieser teils drastische Übergang von Tropenwald zur Savanne schränkt die Ausbreitungsmöglichkeiten von Spezies ein: „Arten aus Regenwäldern können sich kaum an die Verhältnisse der umgebenden Trockengebiete anpassen“, sagt Pellissier. All dies führte im Laufe der Zeit dazu, dass die Artenvielfalt in den Tropenwäldern Afrikas hinter der der Wälder in Südamerika und Südostasien zurückblieb, wie das Team erklärt.

Pellissier und seine Mitarbeitenden sind nun dabei, ihr Modell zu verfeinern. Durch weitere Simulationen wollen sie zudem verstehen, wie die Biodiversität auch in anderen artenreichen Regionen entstanden ist, etwa in den Gebirgen Westchinas.

Quelle: Eidgenössische Technische Hochschule Zürich; Fachartikel: PLoS Biology, doi: 10.1371/journal.pbio.3001340

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