Lebendes Fossil gibt Wissenschaftlern Einblick in den Klimawandel
Durch ihr Studium des Baumes Symphonia globulifera, einem lebenden Fossil, haben belgische und amerikanische Forscher ein neues Verständnis zum Klimawandel erlangt. Die Forscher rekonstruierten die Umweltgeschichte der Regenwälder Zentral- und Südamerikas, indem sie die genetische Vielfalt von Baumpopulationen des S. globulifera ermittelten. Ihre Erkenntnisse wurden in der Novemberausgabe der Fachzeitschrift Evolution veröffentlicht. Dr. Christopher Dick von der Universität Michigan in den USA und Myriam Heuertz von der Freien Universität Brüssel untersuchten S. globulifera, um zu verstehen, wie tropische Regenwälder in der Vergangenheit auf klimatische Veränderungen reagierten. Für das Studium der biogeografischen Geschichte von S. globulifera setzten sie ribosomale und chloroplastische DNA-Sequenzen sowie nukleare Mikrosatellitenloci (nSSR, leistungsstarke Marker für Studien zur genetischen Vielfalt) ein. Sie wollten genau verstehen, wo diese Bäume in welchem Zeitraum lebten und wie groß ihr Vorkommen war. S. globulifera, ein Regenwaldbaum, der gemeinhin auch Hog-gum, Ojeme oder Okololo genannt wird, stammt aus Afrika und hat die Landmassen Zentral- und Südamerikas trotz scheinbar unüberwindbarer Hindernisse unabhängig voneinander besiedelt. Da die Samen des S. globulifera kein Salz vertragen, ist es nur schwer zu glauben, dass sich diese Spezies über die Meere hinweg ausgebreitet hat. Es wurde jedoch nachgewiesen, dass dieser Baum, der in afrikanischen Regenwäldern bereits vor 45 Millionen Jahren vorkam, vor 15 Millionen Jahren in Mesoamerika, dem Amazonasbecken und den Westindischen Inseln auftrat, wobei er mindestens drei Mal über die Meeresströmungen in die Neue Welt (Amerika) gereist war. Diese Ausbreitung über eine zufällige Route, auch Zufallsausbreitung genannt, führte zur Ansiedlung dreier Hauptstämme von S. globulifera in den Regenwäldern der Neuen Welt. Seitdem sind diese Stämme genetisch isoliert, wodurch S. globulifera den Status eines lebenden Fossils erhält. Ein lebendes Fossil ist ein Organismus ohne lebende enge Verwandte, der für Millionen von Jahren scheinbar unverändert geblieben ist. Es kann sich um jeden Organismus handeln, der größere Ereignisse, die zum Artensterben geführt haben, überlebt hat, und es kann sich um dieselbe Spezies handeln, die sonst nur als Fossil bekannt ist. Die fossilen Nachweise des Pollens von S. globulifera wurden ausgiebig, detailliert und gut untersucht (wahrscheinlich weil er als geologisches Werkzeug für die Erdölindustrie nützlich ist). Interessanterweise zeigen diese Nachweise, dass die Bäume der Neuen Welt und die afrikanischen zwar gleich aussehen, sich aber unabhängig voneinander entwickelt haben. Mithilfe der fossilen Pollennachweise und durch Messung der genetischen Vielfalt unter den existierenden Populationen konnten die Forscher die Umweltgeschichte der durch S. globulifera besiedelten Gebiete rekonstruieren. Sie beobachteten, dass sich die Populationen des Baumes in Zentralamerika in verschiedenen Landschaften genetisch stark unterschieden. "Wir glauben, dass das Muster auf die unterschiedliche Waldhistorie Mesoamerikas zurückzuführen ist", erklärte Dr. Dick, "das während der Eiszeit vor 10.000 Jahren relativ trocken war. Vielerorts waren die Wälder auf die höchsten Punkte von Hügeln oder in die feuchtesten Flachgebiete verbannt. In den Mustern der genetischen Vielfalt erkennen wir die Signatur dieser Waldhistorie." Die Forscher beobachteten auch eine geringere Vielfalt unter den Populationen im Amazonasbecken, das während der Eiszeit feucht war, wodurch die Kontinuität des Waldbestandes erhalten blieb. "In Mesoamerika war der Gendrift von S. globulifera stark", heißt es in der Studie, während "die Populationen des Amazonas sich wahrscheinlich erst in jüngster Zeit ausgebreitet haben". Die Studie, die erstmalig Vergleiche der Muster genetischer Vielfalt in Zentral- und Südamerika durchführte, beantwortet auch Fragen, wie S. globulifera auf vergangene klimatische Zustände reagiert hat. Bei der Prognose der Reaktion der Regenwälder auf künftige Umweltveränderungen könnten diese Antworten hilfreich sein. "Wir glauben, dass ähnliche Muster auch in anderen weitverbreiteten Spezies anzutreffen sind", meint Dr. Dick. "In Szenarios mit steigenden Temperaturen und vermehrter Trockenheit sehen wir, dass Populationen eher eingeengt werden, vor allem in Zentralamerika, aber dass sie auch eher überdauern", erklärte er. "Manche Dinge können trotz großer Waldveränderungen überdauern", fasst die Studie zusammen. "In der Vergangenheit hingen Klimaveränderungen jedoch nicht mit der Entwaldung zusammen, so wie dies heute der Fall ist. Diese Kombination von Faktoren könnte für viele Spezies - vor allem für jene mit engem Spielraum - im nächsten Jahrhundert das Aus bedeuten."
Länder
Belgien, Vereinigte Staaten