Biodiversit?t – Vielfalt des Lebens

Biodiversit?t – Vielfalt des Lebens

Als Biodiversit?t bezeichnet die Biodiversit?tskonvention der Vereinten Nationen die Vielfalt aller lebenden Organismen, Lebensr?ume und ?kosysteme auf dem Land, im Sü?wasser, in den Ozeanen sowie in der Luft. Biodiversit?t beinhaltet

  • die Vielfalt unterschiedlicher Arten als auch innerhalb einer Art (taxonomische Diversit?t)
  • die genetische Vielfalt innerhalb einzelner Arten sowie die Diversit?t aller Organismen eines Lebensraums (genetische Diversit?t)
  • die Vielfalt an Biotopen und ?kosystemen sowie an ?kosystemfunktionen wie Best?ubung und Samenverbreitung darunter (?kologische und funktionale Diversit?t)
  • die Vielfalt an Verhaltensweisen von Tieren (kulturelle Vielfalt)

Begriffe wie Artenvielfalt oder biologische Vielfalt werden h?ufig synonym verwendet. Laut der obigen Definition ist das Konzept der Biodiversit?t jedoch umfassender als der Begriff der Artenvielfalt. Dieser ist lediglich ein Ma? für die Anzahl an Arten. Artenvielfalt ist also strenggenommen nur ein Teilaspekt der Biodiversit?t.

Das sechste Massenaussterben

Die Zahl der L?wen ist in den letzten Jahren um über 40 Prozent geschrumpft. Die Raubkatzen sind mittlerweile in ihrem ursprünglichen Verbreitungsgebiet in 15 L?ndern ausgestorben.

Fast überall auf der Erde geht die Biodiversit?t zurück. Der Verlust betrifft einerseits die Vielfalt an Arten:

Aber nicht nur Arten sterben aus, auch die H?ufigkeit von Organismen nimmt ab. Drei Studien zeigen deutlich, wie dramatisch der Rückgang an genetischer Biodiversit?t weltweit ist:

Warum brauchen wir Biodiversit?t?

Biodiversit?t wird gemeinhin als etwas Positives und Schützenswertes gesehen – aber warum? Was schadet es, wenn es weniger Tiere und Pflanzen auf der Erde gibt?

Viele wissenschaftliche Untersuchungen belegen, dass artenreiche ?kosysteme stabiler sind als artenarme und St?rungen besser ausgleichen k?nnen. Mit ihren unterschiedlichen Lebensansprüchen besetzen Arten unterschiedliche Nischen im ?kosystem. Manche Insekten beispielsweise sind wichtige Best?uber, andere wiederum verbreiten Pflanzensamen oder bauen tierische und pflanzliche Abfallstoffe ab.

Wissenschaftler versuchen, den Wert dieser ??kosystem-Dienstleistungen“ zu berechnen und damit die Kosten darzulegen, die der Verlust an Biodiversit?t verursacht. So best?uben Insekten drei Viertel aller Nutzpflanzen und erbringen damit eine Dienstleistung für die Weltwirtschaft im Wert von 500 Milliarden Dollar im Jahr. Amerikanische Landwirte sparen sich allein dank der Aufr?umarbeit von Mistk?fern 380 Milliarden Dollar im Jahr.

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Hohe Biodiversit?t bremst Klimaerw?rmung

Eine hohe Biodiversit?t wirkt sich aber nicht nur auf die Landwirtschaft aus, sondern auch auf das Weltklima. So k?nnen artenreiche subtropische W?lder doppelt so viel Kohlenstoff aufnehmen wie Monokulturen. Die Ergebnisse eines Waldexperiments in China zeigen, dass ein Wald mit 16 verschiedenen Baumarten nach acht Jahren durchschnittlich 32 Tonnen Kohlenstoff pro Hektar speichert, eine Monokultur dagegen nur zw?lf Tonnen.

Einen ganz ?hnlichen Effekt hat die Biodiversit?t von Wiesen: Wissenschaftler aus Jena, darunter auch Forscher vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie, haben im sogenannten Jena-Experiment herausgefunden, dass artenreiche Wiesen mehr Kohlenstoff speichern und so der Atmosph?re das Treibhausgas Kohlendioxid entziehen. Dabei spielen Mikroorganismen im Boden wie Pilze oder Bakterien für das ?kosystem Wiese offenbar eine Schlüsselrolle. Sie wandeln pflanzliche und tierische Biomasse um und sorgen so dafür, dass N?hrstoffe im Boden gespeichert werden. Selbst Schadstoffe werden von den Mikroben unsch?dlich gemacht.

Den Forschern zufolge liefern artenreiche Wiesen den Bakterien und Pilzen des Bodens mehr N?hrstoffe als artenarme Fl?chen. Dadurch k?nnen besonders vielf?ltige Lebensgemeinschaften im Boden entstehen, die mehr Biomasse verwerten k?nnen als artenarme Gemeinschaften. Dies wirkt sich auf die Produktivit?t einer Wiese aus.

Das Jena-Experiment

Feldforschung auf der Wiese: über 16 Hektar erstreckt sich das Jena-Experiment am Rande der Stadt. Dort untersuchen Wissenschaftler, wie sich die Artenvielfalt auf die Funktion von ?kosystemen und den irdischen Kohlenstoffhaushalt auswirkt.

Im Jena-Experiment haben die Wissenschaftler auf 480 Parzellen, jede 20 mal 20 Meter gro?, Pflanzengemeinschaften aus 1, 2, 4, 8, 16, 32 und 64 Arten ausges?t. Die Wiesenfl?chen werden 2-mal im Jahr gem?ht und von allen auf einer Parzelle unerwünschten Pflanzen befreit. Eine v?llig sich selbst überlassene Fl?che und eine Parzelle ohne jeden Bewuchs dienen den Forschern als Vergleich.

Seit 2003 analysieren Botaniker, Insektenkundler, Mikrobiologen, Hydrologen und andere Spezialisten im Jena-Experiment die unterschiedlich artenreichen Parzellen. Der Biogeochemiker Gerd Gleixner vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena interessiert sich dabei besonders für den im Boden gespeicherten Kohlenstoff. Sein Team zapft über feine Schl?uche aus dem Erdreich Wasser und Gase ab und l?st daraus im Labor ein Sammelsurium aus kohlenstoffhaltigen Verbindungen: den Kohlenstoff-Fingerabdruck des ?kosystems Wiese sozusagen.

Die Analysen zeigen, dass der Wiesenboden bei h?herer Biodiversit?t mehr Kohlenstoff speichert. Dasselbe gilt für Stickstoff. Am effektivsten sind dabei Artengemeinschaften aus frühen und sp?ten Pflanzen: Gr?ser wachsen beispielsweise im Frühjahr am schnellsten, w?hrend Hülsenfrüchte auch im Herbst noch gedeihen. Eine ausgewogene Mischung früher und sp?ter Arten speichert also übers Jahr gesehen Kohlen- und Stickstoff am besten. Auch die Wuchsform der Pflanzen ist wichtig: Flach- und Tiefwurzler k?nnen zusammen die N?hrstoffe im Boden optimal ausnutzen, hoch oder niedrig wachsende Pflanzen nutzen gemeinsam wiederum Licht, Feuchtigkeit und W?rme effektiv aus. Je vielf?ltiger der Mix, desto besser werden folglich die Ressourcen der Wiese genutzt.

Und noch einen Pluspunkt einer hohen Biodiversit?t haben die Forscher des Jena-Experiments entdeckt: Pflanzliche Vielfalt auf einer Wiese wirkt sich positiv aus auf die Diversit?t der dort lebenden Tiere aus. Wer sich für artenreiche Wiesen einsetzt, schützt also Schmetterlinge, Bienen und Regenwürmer gleich mit.

Eine geringe Vielfalt im Boden k?nnte auch ein Grund dafür sein, warum Monokulturen in der Landwirtschaft mit der Zeit zu sinkenden Ertr?gen führen. Mit sinkender Vielfalt verringert sich zudem die Widerstandskraft der Wiese gegen Sch?dlinge. Auf der Wiese des Jena-Experiments haben Krankheiten viele Parzellen ausgel?scht, die mit Monokulturen bepflanzt waren.

Hohe Biodiversit?t im Boden macht Pflanzen widerstandsf?higer

Eine Erfahrung, die auch Forscher des Max-Planck-Instituts für chemische ?kologie in Jena gemacht haben: Auf ihrem Versuchsfeld im US-amerikanischen Bundesstaat Utah hatte eine Pilzerkrankung die H?lfte der Versuchspflanzen dahingerafft. Nachdem die Behandlung mit einem Pilzgift keinen Effekt hatte, behandelten die Wissenschaftler ihre Pflanzen mit einem Mix aus unterschiedlichen Bodenbakterien. Erst eine Mischung aus drei oder fünf Bakterien schützte die Versuchspflanzen vor dem t?dlichen Pilz. Dabei zeigt sich, dass einzelne Bakterienst?mme erst im Zusammenwirken mit anderen Bakterien ihre volle Wirkung entfalten und zu gesünderen Pflanzen beitragen.

Eine aus dem Gleichgewicht geratende Lebensgemeinschaft im Boden ist aber nur eines der Probleme von Monokulturen. Ein weiteres ist die geringe genetische Vielfalt. So bauen Landwirte heute auf gro?en Fl?chen Pflanzensorten an, die auf hohe Ertr?ge optimiert sind. Dadurch wachsen in der Regel auf vielen Hektar ausschlie?lich Pflanzen eines einzigen Genotyps. Da diese oft nur noch wenige natürliche Abwehrstoffe produzieren, müssen die Landwirte fl?chendeckend Dünger und Pestizide einsetzen.

Genetische Vielfalt schützt vor Sch?dlingen

Tabakpflanzen mit unterschiedlich aktiven Abwehr-Genen: Selbst wenn ein gasf?rmiger Abwehrstoff nur von einer einzigen Pflanze produziert wird, wirkt er sich auf alle benachbarten Pflanzen aus.

Freilandexperimente von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für chemische ?kologie in Jena mit Tabakpflanzen zeigen, wie wichtig eine hohe genetische Diversit?t der Nutzpflanzen ist. Die Forscher haben auf ihren Versuchsfeldern Tabakpflanzen mit unterschiedlich stark aktiven Abwehrgenen gegen Sch?dlinge kombiniert. Da Pflanzen mit gasf?rmigen Duftstoffen r?uberische Insekten zum Schutz vor Blattl?usen und Rüsselk?fern anlocken, profitieren auch weniger abwehrbereite Pflanzen von Nachbarn mit sehr aktiven Abwehrgenen. Die Menge an Pflanzensch?dlingen geht so auf dem gesamten Feld zurück. Es kann also ausreichen, die Aktivit?t bestimmter Abwehrgene in einzelnen Pflanzen zu ver?ndern und damit das gesamte Feld zu schützen.

Schutz der Biodiversit?t

Zerst?rung von Lebensr?umen, überm??ige Jagd und der Klimawandel sind in den meisten F?llen ma?geblich für den Biodiversit?tsverlust verantwortlich. So vielf?ltig die Ursachen für das Verschwinden von Arten im Einzelfall sind, so unterschiedlich sind auch die Ma?nahmen zum Erhalt der biologischen Vielfalt.

Mit dem Icarus-Projekt wollen Max-Planck-Wissenschaftler Erkenntnisse gewinnen, damit bedrohte Arten effektiver als bisher geschützt werden k?nnen. Mit dem Satelliten-gestützten Beobachtungssystem k?nnen die Forscher Tiere fast überall auf der Erde rund um die Uhr verfolgen. So lassen sich Gefahren frühzeitig erkennen und für das überleben von Arten wichtige Lebensr?ume identifizieren. Andere wiederum arbeiten an der Erstellung der Roten Liste bedrohter Arten in Deutschland mit oder vernetzen Lebensr?ume zum Schutz von Tieren und Pflanzen.

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