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Umwelt+Natur

Zu schnell für Gras, Weizen und Co

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Gräser können sich wahrscheinlich nicht schnell genug an den Klimawandel anpassen (Foto: Toltek/iStock)
Im Laufe der Evolution haben sich Pflanzen schon häufig an verändernde Klimabedingungen angepasst. Doch angesichts des rapiden Klimawandels der heutigen Zeit stellt sich die Frage, ob die Pflanzen mit dieser Entwicklung Schritt halten können. Für die große Gruppe der Gräser – und damit auch unser Getreide – haben Forscher dies nun untersucht. Das bedenkliche Ergebnis: Das Klima verändert sich rund 5000-fach schneller, als sich die Gräser anpassen können. Ein Artenschwund ist daher vorprogrammiert.

Gräser finden meist nicht viel Beachtung, doch sie sind eine enorm wichtige Pflanzengruppe – auch und gerade für uns Menschen. Denn natürliches Grasland in Form von Steppen, Tundren oder Savannen bedeckt nicht nur ein Viertel der Landfläche unseres Planeten, wir Menschen beziehen auch rund die Hälfte unserer Nahrungskalorien aus Getreide – und damit aus Gräsern. „Weizen, Mais, Reis und Sorghumhirse bedecken zusammen mehr als die Hälfte des globalen Ackerlands“, erklären Alice Cang und ihre Kollegen von der University of Arizona in Tucson. Doch die globale Erwärmung macht einigen Gräserarten zunehmend zu schaffen. Schon jetzt prognostizieren Forscher für Europa, aber auch anderswo vermehrte Weizen-Missernten durch frühsommerliche Dürren und Hitzewellen. Das Problem dabei: Wird es einer Pflanzenart zu warm oder zu trocken, bleiben ihr nur drei Möglichkeiten, wie die Forscher erklären: Sie passt sich an die neuen Bedingungen an, indem sie ihre klimatische Nische verändert, sie verschiebt ihr Verbreitungsgebiet – oder sie stirbt irgendwann aus. Ob die Gräser sich schnell genug entwickeln  können, um mit dem Klimawandel Schritt zu halten, haben Cang und ihre Kollegen nun untersucht.

Für ihre Studie analysierten die Forscher die Evolution von 236 Gräserarten aus drei Stammeslinien der Gräser und aus 95 Gattungen. Sie prüften dabei, ob und wie schnell sich die Temperaturanforderungen dieser Gräser im Laufe der Vergangenheit verändert haben. Daraus ermittelten sie das durchschnittliche Tempo, mit dem die Gräser ihre klimatischen Nischen anpassten können. Ausgehend von diesen Daten simulierten die Wissenschaftler die kommende Entwicklung des Klimas bis zum Jahr 2070 auf Basis von acht verschiedenen Klimamodellen und in 32 Szenarien. Für jede Art verglichen die Forscher nun das Tempo der Erwärmung in ihrem Verbreitungsgebiet mit dem Tempo ihrer Nischenanpassung.

Mehr als tausendfach zu langsam

Die Ergebnisse waren überraschend eindeutig: „Die projizierten Raten des Klimawandels sind dramatisch viel schneller als die Raten der Nischenanpassung bei den Gräserarten“, berichten Cang und ihre Kollegen. So steigt die Temperatur künftig um rund 0,02 Grad Celsius pro Jahr, das entspricht rund zwei Grad pro Jahrhundert. Die Gräser benötigen jedoch eine Million Jahre, um sich an Klimaveränderungen von einem bis acht Grad zu gewöhnen, wie die Studie ergab. „Damit verändert sich das Klima ungefähr 3000 bis 20.000 Mal schneller als die Nischen der Gräser“, so die Forscher. Ähnliche Diskrepanzen zeigten sich in Bezug auf künftige Veränderungen des Niederschlags: Hier hinken die Gräser der prognostizierten Klimaentwicklung um das rund 800 bis 1700-Fache hinterher. Nach Ansicht der Forscher sprechen diese Ergebnisse dafür, dass der anthropogene Klimawandel die Anpassungsfähigkeit der Gräser bei weitem überfordert. Kann eine Art dies nicht durch geografische Veränderungen ausgleichen, droht ihr langfristig das Aussterben.

„Unsere Ergebnisse haben besorgniserregende Implikationen – sowohl für die globale Biodiversität als auch für das menschliche Wohlergehen“, konstatieren Cang und ihre Kollegen. Denn Gräser seien eine bedeutende Nahrungsquelle für den Menschen, aber auch ein für die Artenvielfalt enorm wichtiges Biom.

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Quelle:

© wissenschaft.de – Nadja Podbregar
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