Einzigartige Plattform kartiert Anfälligkeit von Arten für den Klimawandel
Der Klimawandel wird nicht alle Populationen einer Art auf einmal treffen, sondern zuerst die am stärksten gefährdeten Populationen einer jeden Art, erklärt Agustin Camacho Guerrero, ehemaliger Forscher in der Abteilung für Naturschutzökologie beim spanischen Nationalen Forschungsrat in Madrid. „Wir müssen also herausfinden, welche Arten einer Population durch die steigenden Umwelttemperaturen überfordert sein werden. Vor allem müssen wir dies für alle geografischen Gebiete bestimmen, in denen diese Arten vorkommen.“ „Um dieses Wissen nutzbar zu machen, brauchen wir genaue Karten sowohl der Umgebungstemperaturen als auch der Wärmetoleranz der Arten – also der Höchsttemperaturen, die sie ertragen können. So können wir feststellen, von welchen Populationen die Toleranzgrenze an einem bestimmten Ort wahrscheinlich überschritten wird.“
Globale Plattform kartiert Resilienz von Arten
Die Plattform VULNERAWEB, die im Rahmen des Projekts von Grund auf aufgebaut wurde, stellt diese Daten zusammen, um vorausschauende globale Karten gefährdeter Arten zu erstellen. Diese können beispielsweise in der Bewirtschaftung von Naturschutzgebieten oder von Personen eingesetzt werden, die öffentliche Mittel zum Schutz der biologischen Vielfalt erhalten. Camacho, dessen Forschung mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen durchgeführt wurde, begann mit der Zusammenstellung von Daten über die Wärmetoleranz, indem er die wissenschaftliche Literatur zu so vielen Arten wie möglich sichtete. Dazu gehörten Meeresfische, Gliederfüßer, Amphibien, Reptilien, Vögel und Säugetiere. Doch die Wärmetoleranz wird ganz unterschiedlich erfasst, wodurch die Höchsttemperaturen, bei denen die Populationen der Arten lebensfähig sind, nicht immer ermittelt werden. „Für einige Arten verfügen wir über vollständige Daten zur Wärmetoleranz. Für andere haben wir außer den Orten, an denen sie leben, nichts“, fügt Camacho an. „Ich musste Modelle vorbereiten und anpassen, um dem Rechnung zu tragen.“ Außerdem wurden im Vorfeld des Projekts zahlreiche Labortests im Rahmen von Exkursionen durchgeführt, an denen er beteiligt war.
Verschiedene Methoden zur Messung der Wärmetoleranz
Messungen der Wärmetoleranz aus der wissenschaftlichen Literatur wurden in drei Gruppen unterteilt. Die erste beinhaltete Experimente, bei denen die Temperaturen so stark erhöht wurden, dass die Tiere die Fähigkeit zur Fortbewegung verloren. „Dies wird als ‚kritisches thermisches Maximum‘ bezeichnet“, fügt Camacho hinzu. Es wurden Vergleiche zwischen dem ‚kritischen thermischen Maximum‘ von Meeresfischen, Gliederfüßern, Amphibien und Reptilien angestellt. In einer zweiten Gruppe wurden Temperaturen aufgezeichnet, die die Grenzen der optimalen physiologischen Leistung anzeigen. „Selbst wenn ein Tier in der Lage ist, sich fortzubewegen, verbraucht es zu viel Wasser und Energie, sobald eine bestimmte thermische Obergrenze überschritten wird“, erklärt er. Zu dieser Gruppe gehören Vögel, Säugetiere und Eidechsen. In einer dritten Gruppe wurde die Wärmetoleranz anhand des Verhaltens der Tiere, wie z. B. Hecheln, ermittelt. Innerhalb einer bestimmten Artengruppe, den Eidechsen, wurden verschiedene Verhaltensweisen verglichen. Um herauszufinden, ob mit diesen verschiedenen Maßstäben für die Wärmetoleranz die heißesten Temperaturen vorherzusagen sind, bei denen die Arten ihre Populationen aufrechterhalten können, wurden diese Maßstäbe mit den heißesten Temperaturen verglichen, die im geografischen Verbreitungsgebiet der einzelnen Arten gemessen wurden. Die Höchsttemperaturen wurden im Schatten, in einem 10 cm unter der Erde gelegenen Unterstand oder auf freiliegenden Felsen gemessen. „Das sind eine Menge Tests“, bemerkt Camacho. Während einige Maßstäbe für die Wärmetoleranz schlechte Prädiktoren für die thermischen Einschränkungen der Tiere waren, funktionierten andere gut und erwiesen sich vor allem als besser als die einfache Verwendung der geografischen Standorte der Arten. Die VULNERAWEB-Plattform umfasst jetzt 1 000 Arten. „Wir sehen dies als eine Basisdatenbank, die erweitert werden kann“, fügt Camacho hinzu.
Modellierung der Zeit bis zum Tod
Nicht nur die maximal erträgliche Temperatur ist ein wichtiger Faktor, sondern auch die Zeit, die die Tiere der belastenden Hitze ausgesetzt sind. Daher wurden theoretische Modelle über den Rückgang der Zeit bis zum Tod bei steigender Temperatur mit Indikatoren wie dem Verlust der Fortbewegung und dem Meiden von Wärmequellen verglichen. „So entstehen verschiedene Karten, verschiedene Modelle, die auf diesen verschiedenen Wärmeparametern beruhen“, sagt Camacho.
Schlüsselbegriffe
VULNERAWEB, Wärmetoleranz, Klimawandel, Hitze, Temperatur, Karte, Biodiversität, Fische, Gliederfüßer, Amphibien, Reptilien, Vögel, Säugetiere, Eidechsen
