Werden Nahrungsketten brechen, wenn die Jahreszeiten unvorhersehbarer werden?

„Eigentlich gibt es vier Dimensionen“, beginnt der Erzähler von „The Time Machine“, dem klassischen viktorianischen Abenteuerroman von HG Wells. „Drei nennen wir die drei Ebenen des Raumes und eine vierte, die Zeit.“ Der Mensch kommt nicht umhin, sich die Zeit irgendwie anders vorzustellen, vielleicht weil wir uns, wie der Erzähler meint, vom Anfang bis zum Ende unseres Lebens ständig in eine Richtung bewegen.

Diese Einschränkung beeinflusst die Art und Weise, wie wir die Natur sehen. Wir können nicht verstehen, dass sich die Umweltbedingungen für Lebewesen, die ums Überleben kämpfen, sowohl räumlich als auch räumlich ändern Und Zeit. Stellen Sie sich eine Pflanze vor, die auf einem windgepeitschten Berg statt in einem geschützten Tal wächst oder in der sanften Sommersonne statt im tiefsten Winter wächst. Um zu überleben, müssen sich Tiere und Pflanzen an die vier Dimensionen ihrer Umwelt anpassen.

Umgebungen können sich im Laufe von Tagen, Monaten und Jahren ändern; in einer konstanten Richtung, wie bei der jüngsten Erwärmung der globalen Durchschnittstemperaturen, oder entsprechend dem Zyklus der Jahreszeiten. Wenn sich die Bedingungen zyklisch ändern, sind sie zumindest bis zu einem gewissen Grad vorhersehbar, und Tiere und Pflanzen können die Phasen ihrer biologischen Geschichte mit den besten Perioden in Einklang bringen.

Viele Säugetiere paaren sich beispielsweise im Herbst und Winter (abhängig von der Dauer ihrer Trächtigkeit), sodass ihr Nachwuchs unter angenehmen Frühlingsbedingungen zur Welt kommt.

Der Frühling kommt in gemäßigten Klimazonen früher, da sich der Planet erwärmt, allerdings nicht gleichmäßig, da verschiedene Arten unterschiedlich reagieren.

Pflanzenfresser scheinen viel stärker auf wärmere Temperaturen zu reagieren als die Pflanzen, von denen sie sich ernähren, und Insekten stärker als Vögel. Wissenschaftler befürchten, dass diese Unterschiede fein synchronisierte Nahrungsketten stören könnten, in denen der Erfolg einer Art davon abhängt, dass sie gleichzeitig mit einer anderen auftaucht.

In einem neuen Artikel argumentiere ich jedoch, dass selbst in gut untersuchten Ökosystemen viele Arten und Nahrungsketten möglicherweise widerstandsfähiger gegen Störungen durch den Klimawandel sind als bisher angenommen.

Die Natur ist flexibel

Ökologen haben die synchronisierten Zeitabläufe der Natur insbesondere in einer Nahrungskette untersucht: in gemäßigten Wäldern wie Wytham Woods in Oxfordshire, England.

Wenn der Frühling kommt, erleben wir einen plötzlichen Grünausbruch, gefolgt vom massiven Auftauchen von Insekten, die sich von den Blättern dieser Bäume ernähren. Die Eier von Vögeln wie Blau- und Kohlmeisen beginnen zu schlüpfen, und ihre Eltern bebrüten sie in Erwartung der neu verfügbaren Insekten, von denen sie sich ernähren und aufziehen können. Eine einzelne Brut von Blaumeisenküken kann Zehntausende Raupen verschlingen, bevor sie abfliegt.

In diesem Beispiel gibt es drei synchronisierte Ebenen in einer Nahrungskette. Der Erfolg von Insekten und Vögeln hängt vom richtigen Timing ab.

Die Natur ist ungeordnet. Obwohl saisonale Zyklen vorhersehbar sind, sind sie nicht präzise. Wann genau kommt der Frühling? Wann ist der beste Zeitpunkt für die Eiablage einer Blaumeise? Diese Dinge sind schwer vorherzusagen. Selbst ohne Klimawandel sind Arten mit synchronisierten Lebenszyklen mit Unsicherheiten hinsichtlich der Umweltbedingungen konfrontiert, von denen sie abhängig sind.

Beispielsweise können Meisen die Inkubationszeit ihrer Eier um mehrere Tage anpassen, um den Schlupftermin genau auf günstigere Bedingungen abzustimmen.

Raupen, die im Frühling schlüpfen – das Thema meiner eigenen Arbeit –, können mit einem von zwei Problemen konfrontiert sein: Entweder schlüpfen sie zu früh und es gibt keine Pflanzen zum Fressen, oder sie kommen zu spät und das Laub ist alt, zäh und schwer zu kultivieren. verbrauchen. So oder so können sie die Variabilität des zeitigen Frühjahrs zu ihrem Vorteil nutzen.

Nicht alle Pflanzen erscheinen gleichzeitig in den Blättern und nicht alle entwickeln sich im gleichen Tempo. Wenn eine frisch geschlüpfte Raupe nicht zum lokalen Blattwerk passt, kann sie zu einem neuen Standort „ballen“: Sie spinnt ein Stück Seide, das einem Spinnennetz ähnelt, und wird vom Wind an einen neuen Standort getragen. Obwohl dies ein Glücksspiel ist, das den verzweifeltsten Situationen vorbehalten ist, können sie mit etwas Glück an einem geeigneteren Ort landen.

In einem Experiment mit Tausenden von in Gefangenschaft gezüchteten Raupen habe ich außerdem herausgefunden, dass viele von ihnen sich gerne von einer Vielzahl von Pflanzenarten ernähren würden, um sicherzustellen, dass einige von ihnen noch nicht bereit wären. Wenn junge Raupen zu früh schlüpfen, können sie sich in ungeöffnete Pflanzenknospen eingraben und dort fressen (eine Strategie, die erstmals vor einem Jahrhundert von Naturforschern beobachtet wurde).

Elternschmetterlinge schützen sich vor wechselnden Frühlingsbedingungen, indem sie viele Raupennachkommen haben, die alle zu unterschiedlichen Zeiten schlüpfen. Obwohl der Beginn des Frühlings unterschiedlich ausfällt, werden zumindest einige den richtigen Zeitpunkt finden und die Population wird bestehen bleiben.

Schwache Bindungen

Der Klimawandel wird viele Arten an ihre Grenzen bringen. Doch einige können dieser Spannung besser standhalten als andere.

Arten, die unter von Natur aus unsicheren Umweltbedingungen leben, können laufende Veränderungen möglicherweise besser tolerieren, da sie eine Reihe von Maßnahmen entwickelt haben, um sie vor Unvorhersehbarkeiten zu schützen. Ironischerweise könnte dies auch einige der am besten untersuchten Nahrungsketten umfassen, etwa Frühlingswaldarten.

In variablen Umgebungen gedeihen Arten mit weniger speziellen Ernährungs- oder Lebensraumanforderungen eher. Spezialisten sind erfolgreich, indem sie ihre allgemeineren Konkurrenten unter engen Bedingungen übertreffen. Wenn sich diese Bedingungen jedoch ändern, werden sie gefährlich fehl am Platz sein.

Die Raupe des Steineichenzünslers beispielsweise, ein häufig vorkommender Schädling, der häufig von Vögeln verzehrt wird, ernährt sich ausschließlich von Eichenblättern. Seine Populationen könnten angesichts zunehmend unsicherer Jahreszeiten verlieren, mit Folgen für das gesamte Ökosystem.

Es ist zu einfach zu sagen, dass die globale Erwärmung durchweg katastrophal für die Nahrungsketten sei, aber es ist ebenso falsch anzunehmen, dass sie trotzdem anhalten wird. Es wird Gewinner und Verlierer geben, und die Nahrungsketten könnten sich weiterentwickeln und umstrukturieren, mit unvorhersehbaren Auswirkungen. Eine wichtige Aufgabe für Ökologen muss darin bestehen, herauszufinden, welche Arten am anfälligsten für den Klimawandel sind, welche wahrscheinlich am widerstandsfähigsten sind und, was wichtig ist, die Grenzen dieser Widerstandsfähigkeit zu ermitteln.

Dieser Artikel wurde von The Conversation unter einer Creative Commons-Lizenz erneut veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.