Wissenschaftler schaffen neue Überwinterungsplätze für Monarchfalter auf einem sich erwärmenden Planeten

Die Wanderung des Monarchfalters ist eines der Wunder der Natur. Jeden Herbst wird im Norden der USA und im Süden Kanadas eine neue Generation von Monarchfaltern geboren. Hunderte Millionen dieser Schmetterlinge fliegen dann in die Berge Zentralmexikos, die zwischen 4.000 und 4.800 km entfernt liegen. Dort überwintern sie in den hochgelegenen Wäldern der heiligen Tanne Abies religiosa. Ohne diese heiligen Tannen könnten die Monarchen ihre anstrengende Migration nicht überleben.

Aber mit der globalen Erwärmung sollten diese Wälder langsam die Hänge hinauf wandern. Um 2090 werden sie den Berg verlassen. Es wird daher notwendig sein, neue Wälder außerhalb ihres derzeitigen geografischen Gebiets zu schaffen: zum Beispiel auf den weiter östlich gelegenen Bergen, die höher sind.

„Hier zeigen wir die Machbarkeit der Anpflanzung neuer heiliger Tannenwälder auf einem nahe gelegenen Vulkan, Nevado de Toluca, in Höhen zwischen 3.400 und 4.000 Metern“, sagte Dr. Cuauhtémoc Sáenz-Romero, Professor an der Michoacana-Universität San Nicolás de Hidalgo in Mexiko. und Hauptautor einer Studie, veröffentlicht in Waldgrenzen und globaler Wandel.

„Wir nennen dies ‚unterstützte Migration‘: das Pflanzen von Setzlingen aus bestehenden heiligen Tannenpopulationen an neue Standorte, deren Klima aufgrund der globalen Erwärmung voraussichtlich bis 2060 dem der aktuellen Überwinterungsstandorte ähneln wird.“

Beziehen Sie Stellung

Im Jahr 2017 sammelten Sáenz-Romero und Kollegen Zapfensamen von acht Beständen heiliger Tannen im Monarchfalter-Biosphärenreservat (MBBR) in Mexiko in Höhen zwischen 3.100 und 3.500 Metern. Daraus züchteten sie Setzlinge, zunächst zwei Jahre lang in einem Gewächshaus auf 1.900 Metern Höhe, dann ein weiteres Jahr in einer Baumschule auf 3.000 Metern Höhe.

Im Juli 2021 verpflanzten sie die Setzlinge an vier Standorten entlang eines Höhengefälles am Nordosthang des Nevado de Toluca.

Die Forscher wählten diesen Berg, weil er dem MBBR am nächsten liegt und einen Gipfel hat, der 1.130 Meter höher ist als das höchste Vorkommen heiliger Tannen (3.550 Meter). Es ist auch ein Naturschutzgebiet.

Sie pflanzten 960 Pflanzen in vier Höhenlagen: 3.400, 3.600, 3.800 und 4.000 Meter. Letzteres ist die Baumgrenze des Nevado de Toluca und wurde einbezogen, um die höchste Höhe zu ermitteln, in der heilige Tannen im heutigen Klima überleben können. Die Sämlinge wurden nach Höhe auf 30 räumliche Blöcke verteilt, wobei darauf geachtet wurde, dass von jedem ursprünglichen Bestand die gleiche Anzahl in die MBBR einbezogen wurde.

Um sie vor übermäßiger Sonneneinstrahlung und extremer Kälte zu schützen, wurden Setzlinge stets unter „Ammenpflanzen“ gepflanzt. Dabei handelte es sich um Senecio cinerarioides-Sträucher bis zu einer Höhe von 3.800 Metern sowie Lupinus montanus-Sträucher und Pinus hartwegii-Bäume bis zu einer Höhe von 4.000 Metern.

Zwischen September 2021 und Dezember 2023 haben Sáenz-Romero und seine Kollegen (darunter Doktoranden und örtliche Förster des Matlatzincas-Indianervolkes) alle zwei Monate die Leistung jedes Sämlings gemessen – also sein Überleben, seine Höhe und seinen Durchmesser. Da das Ziel des Experiments die Erhaltung heiliger Tannen und nicht die Produktion von Holz war, galt das Überleben als wichtigste Messgröße.

Kälter und höher

Die Ergebnisse zeigten, dass die Leistung transplantierter Pflanzen mit zunehmender „ökologischer Distanz“ – der mit einer Reihe klimatischer Variablen wie Temperatur, Niederschlag und Dürre gewichteten Differenz – zwischen dem ursprünglichen Standort und dem Plantagenstandort abnahm.

Insgesamt verschlechterten sich Überleben und Wachstum, wenn Sämlinge an kältere und höher gelegene Standorte als den ursprünglichen MBBR-Bestand verpflanzt wurden. Auf 4.000 Metern über dem Meeresspiegel war das Wachstum nahezu Null, während viele Sämlinge Frostschäden aufwiesen.

Zwischen 3.600 und 3.800 Metern hatten die Sämlinge ein um 54 % geringeres vertikales Wachstum, eine um 27 % geringere Biomasse und eine um 27 % geringere Überlebensrate als bei der Basislinie auf 3.400 Metern. Die Autoren hielten diese Überlebensrate für „sehr akzeptabel“.

„Diese bepflanzten Bestände könnten letztendlich als Überwinterungsplätze für den Monarchfalter in wärmeren Klimazonen dienen“, schloss Sáenz-Romero.

„Tatsächlich haben Monarchfalter in den letzten Jahren neue, große Kolonien an kälteren Orten im Nevado de Toluca gegründet, was darauf hindeutet, dass sie bereits nach neuen Orten zum Überwintern suchen, da ihre historischen Standorte im Inneren des MBBR jetzt zu warm sind.“ Unsere Pflanzen haben ihre volle Reife erreicht, sie werden hoffentlich auch unsere Pflanzstelle entdecken.

„Wir betonen, dass die Schaffung neuer Gebiete für Monarchfalter sich nicht gegenseitig ausschließt mit fortgesetzten Bemühungen, ihren derzeitigen Lebensraum innerhalb des Biosphärenreservats Monarchfalter zu erhalten. Die beiden Ansätze sollten sich ergänzen und die gleiche Priorität haben.“