Modellierung zu Lebensnetzen der Erde: Was passiert, wenn eine Tierart verschwindet

Das Verschwinden einer Tierart wirkt sich oft kaskadenartig auf ganze Ökosysteme aus. Mehr als die Hälfte der Nahrungsnetz-Verbindungen landlebender Säugetiere sind in den vergangenen 130 000 Jahren durch das Aussterben von Arten oder verkleinerte Verbreitungsgebiete verlorengegangen, haben Forschende mit Hilfe eines Computermodells errechnet.

Aufkommen und Ausbreitung des Menschen führten dazu, dass die Komplexität von Nahrungsnetzen in der jeweiligen Region stark abnahm, wie die Wissenschaftler um Evan Fricke, zum Zeitpunkt der Studie an der Rice University in Houston, im Fachblatt „Science“ schreiben. Der Rückgang von Säugetieren sei zwar ein gut dokumentiertes Merkmal der Biodiversitätskrise – bisher sei aber nicht klar gewesen, wie stark diese Verluste die weltweiten Netze bereits beeinträchtigt haben.

Unter Nahrungsnetz versteht man alle Verbindungen zwischen Raubtieren und ihren Beutetieren in einem geografischen Gebiet. Dabei gibt es einfachere Systeme, bei denen beispielsweise eine Tierart nur einen oder wenige Fressfeinde hat oder ein Raubtier auf eine bestimmte Beute spezialisiert ist. Komplex ist ein Netz, wenn zum Beispiel ein Raubtier eine ganze Reihe von Spezies auf dem Speiseplan hat.

Stirbt ein solches Raubtier aus, gehen gleich mehrere Verbindungen verloren, das Netz wird einfacher – und damit instabiler, wie Eoin O’Gorman in einem Kommentar zur Studie erläutert. Sowohl in der Vergangenheit als auch in der Gegenwart schwanden gerade solche Arten mit vielen Verbindungen am stärksten, wie die Forschenden um Fricke schreiben.

Bejagung von Seeottern, Sterben der Geier

Ein bekanntes Beispiel für eine Kaskade von Folgen beim Verschwinden einer Art ist die Überjagung von Seeottern. Die Raubtiere leben in Küstennähe vor Alaska sowie der nordamerikanischen Pazifikküste und stehen dort auf der obersten Stufe der Nahrungskette. Bis fast zur Ausrottung bejagt gab es kaum noch Seeotter, die Seeigel fraßen. Diese breiteten sich rapide aus und vertilgten weitaus größere Mengen an Seetang als zuvor. Dieser wiederum ist Lebensraum etlicher Arten und Kinderstube vieler Fische. Zudem bindet Seetang große Mengen klimaschädliches Kohlenstoffdioxid und schützt Küsten vor Stürmen.

Auch in anderen Fällen der jüngeren Geschichte gab es ähnliche Folgen – die oft auch auf ihren Verursacher, den Menschen, zurückschlugen. Weil in Afrika viele Löwen und Geparde geschossen wurden, vermehrten und verbreiteten sich Paviane und bekamen mehr Kontakt zum Menschen – mit mehr Parasitenübertragungen als Folge. Die Jagd auf Haie in einem küstennahen Ökosystem führte zur Vermehrung von Rochen, die wiederum den Zusammenbruch von Muschelpopulationen nach sich zog. Und als die Geierpopulationen Indiens wegen des für sie giftigen, bei Rindern verwendeten Schmerzmittels Diclofenac um 90 Prozent und mehr schrumpften, vermehrten sich verwilderte Hunde wegen der nun oft liegenbleibenden Kadaver stark – was mehr Tollwutübertragungen zur Folge hatte.

Arten in ursprünglichen Lebensraum ansiedeln

Die Ergebnisse des Teams um Fricke unterstreichen aber nicht nur die Auswirkungen des Artenverlusts auf den langfristigen Fortbestand und die Funktion von Ökosystemen: Sie zeigen auch die Möglichkeit der Wiederherstellung, wie die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler betonen. Zwar gehe etwa die Hälfte der errechneten Rückgänge in den Nahrungsnetzen auf das Aussterben von Arten zurück – die anderen aber auf die Verkleinerung des Verbreitungsgebiets noch vorhandener Arten. Diese Spezies wieder in ihrem gesamten ursprünglichen Lebensraum anzusiedeln, berge großes Potenzial zur Wiederherstellung komplexerer Nahrungsnetze.

Die Erkenntnisse von Ökosystemforschern beruhen zumeist auf langjährigen Beobachtungen, Mageninhaltsanalysen und Experimenten zur Klärung der komplexen Strukturen innerhalb der vielen Nahrungsnetze weltweit. Die Wissenschaftler um Fricke nutzten einen anderen Ansatz: Sie stellten eine globale Datenbank mit Merkmalen ausgestorbener und noch lebender Säugetiere, geografischen Verbreitungsgebieten und Raubtier-Beute-Interaktionen zusammen. Darauf basierend verwendeten sie einen Ansatz maschinellen Lernens, um Veränderungen in den globalen Nahrungsnetzen landlebender Säugetiere seit dem Spätpleistozän zu modellieren.

Sechs Prozent der Säugetierarten ausgestorben

Obwohl demnach seither nur etwa sechs Prozent der terrestrischen Säugetierarten ausstarben, ging mehr als die Hälfte der globalen Nahrungsnetz-Verbindungen verloren. „Wenn ein Tier aus einem Ökosystem verschwindet, wirkt sich sein Verlust auf das gesamte Netz an Verbindungen aus, die sämtliche Arten in diesem Ökosystem miteinander verknüpfen“, so Fricke. Die Arbeit seines Teams biete neue Instrumente, „um zu messen, was verloren gegangen ist und was wir noch verlieren werden, wenn gefährdete Arten aussterben“. Auch sei erkennbar, welche ökologische Komplexität sich etwa durch Ansiedlungsprojekte wieder einstellen kann.

Annett Stein - dpa