Neue Erkenntnisse über die Rolle der mikrobiellen Vielfalt im Ökosystem Boden
Viele Studien haben das Klima, die Entwicklungsstufe eines Ökosystems und Bodeneigenschaften als Hauptfaktoren für die Vielfalt an Tieren und Pflanzen identifiziert. Viel weniger weiß man jedoch darüber, wie die Wechselwirkung zwischen Klima, Bodeneigenschaften und Zeit die mikrobielle Vielfalt und Multifunktionalität während der Sukzession in Ökosystemen steuert. Dieser Mangel an wissenschaftlichen Kenntnissen schränkt die Möglichkeit von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern ein, Veränderungen in mikrobiellen Gemeinschaften sowie deren Folgen für das Funktionieren des Ökosystems während des Klimawandels vorherzusehen. Es beeinträchtigt auch die Möglichkeit, Bodenmikroben in globale biogeochemische Modelle einzubeziehen. Das Projekt CLIMIFUN ging diese Wissenslücke an, indem es globale Muster und Mechanismen untersuchte, die die mikrobielle Vielfalt im Boden und Ökosystemprozesse in sich verändernden Umgebungen steuern. „Mithilfe von Experimenten und globalen Bodenaufnahmen erweiterten wir unser Verständnis von wichtigen globalen Mustern und Mechanismen in globalen Biomen und bei der Bodenbildung“, erklärt Marie-Skłodowska-Curie-Forschungsstipendiat Manuel Delgado-Baquerizo.
Eine internationale Kraftanstrengung
Wissenschaftlerteams von über 30 Institutionen führten globale Aufnahmen durch und sammelten Felddaten in neun Ländern und sechs Kontinenten. „Die größte Herausforderung war die Entwicklung standardisierter Protokolle für die Aufnahme der Vegetation und verschiedener Umgebungen, von ariden Ökosystemen bis zu tropischen Regenwäldern, denen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus verschiedenen Fachgebieten, von der Feldökologie bis zur Molekularbiologie, einfach folgen konnten“, so Delgado-Baquerizo. Bahnbrechende Ergebnisse legten Veränderungen der Biodiversität des Bodens über Millionen von Jahren der Ökosystementwicklung offen und resultierten im ersten globalen Atlas der Biodiversität des Bodens. „Da die Rolle der Zeit bei der Steuerung der Verbreitung von Bodenorganismen weiterhin weitgehend unerforscht ist, besonders auf globaler Ebene, ist CLIMIFUN auf diesem Gebiet eine Pionierstudie“, bemerkt Delgado-Baquerizo. Das Projekt legt auch neue Beweise dafür vor, dass die Biodiversität des Bodens die Reaktionen der Ökosystemfunktionen auf Faktoren globaler Veränderung steuert. Außerdem ermittelte es erstmals, welche Rolle vergangene Klimata bei der Steuerung der derzeitigen Verteilung der Biodiversität im Boden auf globaler Ebene spielen. Das Projekt CLIMIFUN identifizierte auch die Regionen der Erde, in denen innerhalb der nächsten Jahre die Entdeckung und Beschreibung unbekannter Taxa zu erwarten ist.
Hilfe beim Naturschutz
Das Projekt CLIMIFUN lieferte entscheidende Erkenntnisse über die Naturgeschichte der Biodiversität von Bodenbakterien, Pilzen, Protisten und Wirbellosen in terrestrischen Ökosystemen der wichtigsten globalen Biome. Delgado-Baquerizo meint hierzu: „Unsere Arbeit konnte zeigen, dass Veränderungen in der Biodiversität des Bodens über Jahrtausende hinweg von Veränderungen in der Pflanzendecke und der Versauerung gesteuert werden, während der Boden sich entwickelt.“ Die Initiative führt auch zu einem grundlegenden Verständnis dafür, welche Rolle die Biodiversität des Bodens für die Funktion des Ökosystems, über Fruchtbarkeit zu Pflanzenproduktion, sowie für die Steuerung der Reaktionen des Ökosystems auf globale Veränderungen spielt. Zudem analysierte sie die Bedeutung des ökologischen Gedächtnisses bei der Steuerung der Ökosystemfunktionen und der Biodiversität des Bodens weltweit. Von den Erkenntnissen des Projekts CLIMIFUN werden sowohl Wissenschaft, Naturschutz, Landwirtschaft, Bildung als auch Politik profitieren. „Der globale Atlas enthält beispielsweise grundlegende Informationen für den Unterricht über die globale Verteilung von Bodenorganismen, eine Arbeit, die für Pflanzen seit Jahrzehnten gemacht wird. Außerdem enthält er Informationen über die Gegenden, die geschützt werden müssen, um die globale Biodiversität des Bodens zu erhalten. Darüber hinaus öffnet er neue wichtige Herausforderungen und Forschungsrichtungen für die Wissenschaft, die die dominanten Taxa in den Böden der Erde bestimmen wollen“, schließt Delgado-Baquerizo.
Schlüsselbegriffe
CLIMIFUN, Boden, Ökosystem, Biodiversität, mikrobiell, Biom, Zersetzung, Nährstoffrecycling
