Fokus
Nadja Neumann

Wissen wir die Biodiversität gut zu schätzen?

Wer über die Bedeutung der Biodiversität diskutiert, gelangt schnell in eine ethisch und ökonomisch geprägte Wertedebatte. Sieben IGB-Forschende lenken den Blick auf Aspekte, die noch häufig übersehen werden. Sie forschen zur genetischen Vielfalt, zu Interaktionen zwischen verschiedenen Arten und Ökosystemen, zu biologischen Invasionen und zu den kleinsten und vielfältigsten Organismen, die unsere Gewässer besiedeln.

Erdkrötenkaulquappen im Stechlinsee. I Foto: Solvin Zankl

Herr De Meester, ganz plakativ gefragt: Wird die Biodiversität auf die „richtige“ Art wertgeschätzt und sind die internationalen Ziele für ihren Schutz – wie beispielsweise in der UN-Konvention über die Biologische Vielfalt (CBD) – auch adäquat?

Die Messlatte sollte höher liegen. Es ist auch ein äußerst schwieriges Unterfangen, denn man braucht Kriterien, die bewertet und überprüft werden können – das ist im Zusammenhang mit internationalen Übereinkommen in der Tat sehr wichtig. Das Problem ist jedoch, dass Zahlen allein nicht gut erfassen, was auf dem Spiel steht. Um auf der sicheren Seite zu sein, sollte man einen beträchtlichen Teil der Land-, Süßwasser- und Meeresgebiete verschiedener Arten weltweit schützen – wahrscheinlich in der Größenordnung von 30 bis 50 Prozent. Aber das ist eine große Herausforderung. Hoffen wir, dass wir uns diesem kühnen Ziel immer mehr annähern, indem wir vorerst detailliertere Kriterien verwenden, die sich für das Reporting eignen. Wir sollten nicht vergessen, was auf dem Spiel steht: Die biologische Vielfalt ist von entscheidender Bedeutung, auch im Hinblick auf die Widerstandsfähigkeit angesichts des Klimawandels. Es werden große Anstrengungen erforderlich sein, um den Verlust zu bremsen. Eine Priorisierung der biologischen Vielfalt in allen Politikbereichen, ähnlich wie es auch für das  Klima gefordert wird, wäre ein wichtiger Schritt nach vorn. Die Herausforderungen für die biologische Vielfalt und die natürlichen Ökosysteme sind in der Tat gewaltig und vielschichtig und hängen mit landwirtschaftlichen Praktiken, Verstädterung, Verschmutzung, atmosphärischen Einträgen, Erwärmung, landwirtschaftlicher Übernutzung und vielem mehr zusammen. Um hier eine Lösung zu finden, müssen wir unsere Prioritäten neu überdenken.

Frau Jähnig, die Artenvielfalt ist ein Teil der Biodiversität, also der biologischen Vielfalt. Nun wird häufig größeren Tieren eine besondere Schutzwürdigkeit zugesprochen, wenn es um den inherenten Wert der biologischen Vielfalt geht. Ihr Forschungsgebiet ist die Megafauna in Gewässern – also die großen und meist auch charismatischen Tiere. Was ist ihre Meinung zu diesem Ansatz?

Nun, es ist ganz menschlich, dass wir uns für Tiere, die uns nahestehen, stärker verantwortlich fühlen. Für einen Panda empfinden die meisten Menschen wohl mehr Empathie als für eine Stechmücke. Um also Aufmerksamkeit auf die biologische Vielfalt zu richten, ist es der richtige Weg, sogenannte Flaggschiffarten auszuwählen, um bestimmte Aspekte zu vermitteln – wie die Biodiversitätskrise. Für Süßgewässer gibt es allerdings bislang nur wenige vergleichbar prominente Arten wie den Panda – vielleicht auf regionaler Ebene den Stör oder den Flussdelphin.

Auch aus wissenschaftlicher Sicht spricht einiges dafür, die großen Arten zu schützen. Große Tiere haben häufig einen komplexen Lebenszyklus und eine geringere Vermehrungsrate als kleinere Lebewesen – das macht sie dann besonders anfällig gegenüber Umweltveränderungen. Wenn also die Bedingungen und Ziele am Schutz der empfindlichen „Großen“ als Schirmarten ausgerichtet werden, profitieren davon in fast allen Fällen auch die kleineren, unscheinbaren Arten. Allerdings hat dieser Ansatz auch seine Grenzen. Zum Beispiel in lokal begrenzten und kleinen Ökosystemen wie Teichen oder Quellen in denen beispielsweise keine großen Fische vorkommen. Entsprechend können also auch kleine oder unscheinbare Arten Schirm- und Flaggschiffarten sein. Und einen weiteren Aspekt möchte ich noch gerne erwähnen: Welche Arten besonders viel „Flagschiffpotential“ haben und auch in welchem Umfang der erwähnte Schirmeffekt wirkt, ist insbesondere im Süßwasser noch weitgehend unklar.

Ein oft unterschätzter Aspekt der Biodiversität ist die genetische Vielfalt. Herr Stöck, Sie erforschen auch wie sich die genetische Vielfalt durch die Interaktionen zwischen Arten und Populationen verändert. Was zeigt Ihrer Meinung nach besonders gut, welche Bedeutung eine hohe genetische Vielfalt für die Evolution hat?

Die Zerstörung der Biosphäre durch unsere Spezies führt zu einem Verlust von Arten – auch „sechstes Massenaussterben“ genannt. Weniger offensichtlich ist, dass es auch innerhalb der Arten zu einem Verlust der genetischen Vielfalt kommt, also zu immer geringerer genetischer Variation in Populationen und Subpopulationen. Dies verringert generell die Evolutionsfähigkeit der Arten – ihre Fähigkeit, sich genetisch an Umweltveränderungen anzupassen. Das bedroht die „Pufferkapazität“ von Lebewesen und Ökosystemen gegenüber biotischen und abiotischen Veränderungen. Während der Verlust von Arten die Ökosysteme anfälliger macht, wird die Verarmung der genetischen Vielfalt höchstwahrscheinlich die Anpassungsfähigkeit der Arten verringern – und beide noch weniger widerstandsfähig gegenüber vom Menschen verursachten Veränderungen machen. Daher sichert die Erhaltung der genetischen Vielfalt die Evolvierbarkeit und trägt wesentlich zur Resilienz der Ökosysteme bei.

Frau Govaert, Sie beschäftigen sich damit, wie ökologische und evolutionäre Prozesse die Artengemeinschaften und deren Reaktion auf Umweltveränderungen beeinflussen. Macht die biologische Vielfalt die Welt resilienter gegenüber zukünftigen Veränderungen?

Wenn sich die Umwelt verändert, haben Arten drei Reaktionsmöglichkeiten: sterben, umziehen oder sich anpassen. Je nachdem, wie schnell die Umweltveränderungen geschehen, finden wir bei den überlebenden Arten eine Kombination aus solchen, die ihr ursprüngliches Verbreitungsgebiet ausdehnen und jenen, die eine Anpassungsreaktion zeigen. Die Erforschung dieser ökologischen und evolutionären Reaktionen von Arten auf Umweltveränderungen verlagert sich derzeit von der Populations- auf die Gemeinschaftsebene, wobei die Artenvielfalt und die Interaktionen zwischen den Arten berücksichtigt werden. Noch weiß man wenig darüber, wie Arten in einer biologisch vielfältigen Gemeinschaft reagieren, die aus vielen anderen Arten besteht, die alle gleichzeitig auf eine Umweltveränderung reagieren. Theoretische Untersuchungen haben gezeigt, dass die Anwesenheit anderer Arten die evolutionäre Reaktion auf Umweltveränderungen sowohl beschleunigen als auch hemmen kann. Empirische Arbeiten belegen zudem, dass die Interaktionen zwischen den Arten die evolutionären Reaktionen auf Umweltveränderungen tatsächlich verändern können. Zudem deutet vieles darauf hin, dass es einen Zusammenhang zwischen der Fähigkeit von Arten, sich an Umweltveränderungen anzupassen, und der Widerstandsfähigkeit des Ökosystems gibt. Ein Beispiel: Die adaptive Evolution von Wasserpflanzen in einem flachen See kann die Resilienz des Ökosystems erhöhen, indem sie den Übergang vom klaren zum trüben Wasser verzögert. Eine solche Evolution führt allerdings auch zu einer langsameren Erholung des Systems, nachdem der trübe Zustand eingetreten ist.

Herr Jeschke, eines ihrer Forschungsgebiete sind invasive Arten, also Arten, die sich neue Gebiete erschließen und dort mit den heimischen Arten in Kontakt kommen. Der Umgang mit diesen Arten ist umstritten, und ihr Schaden wird häufig monetär beziffert. Aber ganz banal gefragt: Erhöhen sie nicht die biologische Vielfalt, und misst man vielleicht mit zweierlei Maß?

Meine einfache Antwort lautet nein, aber das ist ein komplexes Thema, auch weil es unterschiedliche Bedeutungen von Schlüsselbegriffen in diesem Zusammenhang gibt. Diese können zu Missverständnissen und teilweise sehr hitzigen Diskussionen führen. Daher ist es hilfreich, sich auf eine Terminologie zu einigen oder zumindest die Terminologie der anderen zu verstehen, insbesondere in Diskussionen mit mehreren Interessengruppen. Als „gebietsfremde Arten“ können beispielsweise solche Arten bezeichnet werden, die durch absichtliches oder unabsichtliches menschliches Handeln in Gebiete außerhalb ihres ursprünglichen Verbreitungsgebiets eingeführt wurden. „Invasive Arten“ können als eine Untergruppe gebietsfremder Arten verstanden werden: Während viele gebietsfremde Arten in ihrer neuen Umgebung keine negativen Auswirkungen haben, tun einige dies doch – diese Arten sind invasiv; und während sie selbst Lebewesen sind, stellen sie gleichzeitig eine ernsthafte Bedrohung der biologischen Vielfalt dar. Diese besondere Situation führt manchmal zu einem Dilemma beim Umgang mit invasiven Arten: Um die biologische Vielfalt zu schützen, muss man möglicherweise gegen lebende Organismen vorgehen. In einer solchen Situation ist es nicht einfach zu entscheiden, ob und welche Maßnahmen zu ergreifen sind. Daher sollten Managemententscheidungen für jeden Einzelfall und nach sorgfältiger Abwägung der relevanten Aspekte und Perspektiven getroffen werden.

Ein aktuelles Thema in der Ökologie ist der Zusammenhang zwischen biologischer Vielfalt und dem Erhalt der Ökosystemfunktionen. Einige Beispiele zeigen, dass verschiedene Aspekte einer hohen biologischen Vielfalt die Aufrechterhaltung wichtiger Funktionen in einem Ökosystem fördern, vor allem die Produktion von pflanzlicher Biomasse. Herr Gessner, Sie haben kürzlich an einer Studie mitgewirkt, die zeigt, dass die Auswirkungen der biologischen Vielfalt eines Ökosystems auch die Funktionsweise solcher Prozesse in anderen Ökosystemen beeinflussen können. Gibt diese Erkenntnis neue Impulse für die Wertediskussion?

Die Beziehung zwischen Biodiversität und Ökosystemfunktionen wird nun seit mehr als einem Vierteljahrhundert analysiert und zunehmend anerkannt. Unser Beitrag bietet eine neue Sichtweise auf das Thema, indem er vorschlägt, die Auswirkungen der biologischen Vielfalt nicht nur innerhalb genau definierter Ökosysteme zu betrachten, sondern auch über die Grenzen von Ökosystemen hinweg, zum Beispiel zwischen Bächen und Wäldern oder zwischen Wäldern und landwirtschaftlichen Flächen. Durch diese Erweiterung wird auch die Perspektive der Debatte über den Wert der biologischen Vielfalt erweitert. Der Grund dafür ist, dass die zahlreichen Leistungen, die Ökosysteme für den Menschen erbringen, oft eng mit Ökosystemprozessen verbunden sind. Mit anderen Worten: Die Erkenntnis, dass der rasche Verlust der biologischen Vielfalt, mit dem wir gegenwärtig konfrontiert sind, Veränderungen in der Funktionsweise und den Leistungen der Ökosysteme mit sich bringt, ergänzt das ethische Argument über den Eigenwert der biologischen Vielfalt um einen starken utilitaristischen Grund. Wenn sich also herausstellt, dass solche ökosystemübergreifenden Auswirkungen der biologischen Vielfalt auf die Ökosystemprozesse tatsächlich wichtig sind, dann werden die Argumente für die Erhaltung und Wiederherstellung der biologischen Vielfalt noch stärker.

Herr Grossart, Sie untersuchen Mikroben im Gewässer, die eine wichtige Rolle für die Stoffumsätze spielen. Und Sie widmen sich auch aquatischen Pilzen, die außerhalb der Wissenschaft wohl kaum jemand kennt. Warum sind diese kleinen Organismen so faszinierend und wichtig? Und spielt auch bei ihnen die Diversität eine Rolle?

Die kleinsten Organismen sind mit bloßem Auge oft nur schwer zu erkennen, und selbst unter dem Mikroskop sehen sie meist alle gleich aus. Bakterien und Pilze machen jedoch in allen Ökosystemen den größten Teil der biologischen Vielfalt aus; mit Millionen von Arten, die noch darauf warten, beschrieben zu werden. Noch wichtiger ist, dass Mikroorganismen an der Basis eines jeden Nahrungsnetzes stehen und zu einer wesentlichen Funktion des Ökosystems beitragen, indem sie organisches Material remineralisieren und so Nährstoffe und andere Verbindungen im Produktionskreislauf halten. Darüber hinaus können sie als Parasiten sowohl das Phytoplankton als auch das Zooplankton und andere organismische Sekundärproduzenten beeinflussen – und damit den Fluss von organischen Stoffen und Energie im Nahrungsnetz. Bei Mikroorganismen ist die phylogenetische Biodiversität besonders mit der funktionellen Diversität verbunden. Das lässt sich mit folgendem Beispiel veranschaulichen: Der Mensch verfügt über etwa 15.000 funktionelle Gene, während die mit dem Menschen assoziierten Bakterien auf der Haut oder in unserem Körper insgesamt bis zu 1,5 Millionen funktionelle Gene enthalten. Das zeigt die enorme Bandbreite der von Mikroben ausgeübten und aufrechterhaltenen Funktionen. Obwohl Mikroben für das Funktionieren von Ökosystemen und unsere Gesundheit von so entscheidender Bedeutung sind, ist wenig darüber bekannt, ob wir infolge des globalen Wandels Schlüsselarten verlieren werden und wie sich das auf das Funktionieren und damit die Gesundheit unserer natürlichen Umwelt auswirken könnte. Zumindest für Pilze gibt es Hinweise darauf, dass die derzeitigen Umweltveränderungen zum Verlust von Schlüsselarten und damit von Ökosystemfunktionen führen. Wir bräuchten also dringend eine Rote Liste für Mikroorganismen, um unsere Umwelt und unsere Gesundheit zu schützen.

Selected publications
Ansprechpersonen

Sonja Jähnig

Abteilungsleiter*in
Forschungsgruppe
Aquatische Ökogeographie

Matthias Stöck

Forschungsgruppenleiter*in
Forschungsgruppe
Evolutionsbiologie und Ökotoxikologie von Amphibien und Fischen

Lynn Govaert

Forschungsgruppenleiter*in
Forschungsgruppe
Ökoevolutionsdynamik

Mark Gessner

Abteilungsleiter*in
Forschungsgruppe
Ökosystemprozesse

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