Insekten auf tropischen Bergen haben deutlich weniger Möglichkeiten, der zunehmenden Hitze auszuweichen, als viele vermuten würden.
Viele Arten kommen ausschliesslich in einem schmalen Höhenbereich vor. Kühlerer Boden liegt für sie zwar nur einen kurzen Anstieg entfernt, doch auch dieser Weg wird zunehmend schwieriger zu überleben.
Eine neue Untersuchung zu Käfern in Costa Rica verdeutlicht, weshalb selbst ein kurzer Aufstieg keine einfache Lösung mehr ist.
Ein Berg voller Kurzflügelkäfer
Ein von Alexandre Loureiro geleitetes Forschungsteam untersuchte mehr als 100 Arten von Kurzflügelkäfern, die in der Área de Conservación Guanacaste (ACG) leben, einem Schutzgebiet im Nordwesten Costa Ricas.
Das Reservat reicht von der Küste über Trocken- und Regenwälder bis hinauf in den Nebelwald.
Dr. M. Alex Smith von der University of Guelph, korrespondierender Autor der Studie, arbeitete bei dem Projekt mit Loureiro, Winnie Hallwachs und Daniel Janzen zusammen.
„Diese vielfältige Gruppe kleiner Insekten vermittelt uns eine wichtige Botschaft über ihre Umwelt“, sagte Smith.
„Wenn wir verstehen wollen, was der Klimawandel mit der tropischen Biodiversität macht, müssen wir auf die kleinen Lebewesen hören.“
Eine klassische Klimatheorie erneut geprüft
1967 erklärte der Biologe Daniel Janzen, dass Berge in den Tropen anders funktionieren als Gebirge weiter entfernt vom Äquator.
An einem tropischen Hang schwanken die Temperaturen auf einer bestimmten Höhenstufe im Jahresverlauf nur gering. Die dort lebenden Arten müssen daher kaum mit stark wechselnden Wetterbedingungen zurechtkommen.
Janzens Theorie lautete, dass diese stabile Umwelt ihren Preis hat. Die Arten entwickeln einen engen Temperaturbereich, in dem sie überleben können; schon ein geringer Auf- oder Abstieg am Berg kann sie ausserhalb dieses Bereichs bringen.
Das Team von Smith wollte diese Annahme direkt überprüfen und nutzte dafür Käfer, die an acht Standorten entlang des Hangs des Vulkans Volcán Cacao innerhalb der ACG gesammelt worden waren.
Acht Höhenstufen, zwei Belastungsarten
An jedem der acht Standorte sammelten die Forschenden lebende Kurzflügelkäfer und führten zwei Tests durch. Für den Hitzetest erwärmten sie einzelne Käfer schrittweise, bis jedes Tier seine obere Grenze erreichte, das sogenannte kritische thermische Maximum.
Für den Kältetest versetzte das Team eine andere Käfergruppe in eine Kältestarre und erfasste, wie lange jedes Tier für die Erholung benötigte.
Die meisten Käferarten am Vulkan tragen noch keinen Namen. Erst etwa 1 Prozent der vom Volcán Cacao bekannten Kurzflügelkäferarten wurde formell beschrieben.
Um die einzelnen Arten zu unterscheiden, setzte das Team deshalb DNA-Barcodes ein, also genetische Fingerabdrücke.
Hitzetoleranz der Kurzflügelkäfer sank mit zunehmender Höhe
Mit steigender Höhenlage nahm die Hitzetoleranz kontinuierlich ab. Käfer aus dem kühlen Nebelwald nahe dem Gipfel vertrugen Hitze bei weitem nicht so gut wie Käfer aus den heissen Tieflandwäldern.
Das bedeutet allerdings nicht, dass die Tieflandkäfer ausser Gefahr sind. Zwar halten sie höhere Temperaturen aus, doch sie leben bereits in Wäldern, deren Temperaturen nahe an ihre Obergrenze reichen.
Die Käfer des Nebelwalds wiesen unter allen untersuchten Gruppen das engste Temperaturfenster auf – genau dort, wo Janzens Hypothese den stärksten Effekt vorhergesagt hatte.
„Die Insekten in tieferen Lagen leben möglicherweise bereits sehr nahe an ihren Grenzen“, sagte Smith, „während die Insekten weiter oben am Berg nicht für die Temperaturen geschaffen sind, die auf sie zukommen.“
„Ein Ausweichen bergauf kann manchen Arten vorübergehend helfen, der Hitze zu entgehen. Doch die meisten dieser Arten bewegen sich kaum; und irgendwann gibt es keinen höheren Ort mehr.“
Costa Rica durchbrach das bekannte Muster
Das Team stellte seine Ergebnisse der weltweit grössten bestehenden Datenbank zur Temperaturtoleranz von Insekten gegenüber.
Diese Datenbank zeigte bislang meist, dass die Hitzetoleranz bei Landinsekten über verschiedene Höhenlagen hinweg konstant bleibt und sich Tiefland- und Bergpopulationen kaum unterscheiden. Bei den Kurzflügelkäfern der ACG fiel die Hitzetoleranz hingegen deutlich ab.
Diese Abweichung macht sichtbar, wie wenig über tropische Insekten bekannt ist. Die überwältigende Mehrheit tropischer Arten – sowohl in der ACG als auch weltweit – wurde bisher weder benannt noch untersucht.
Allein die Kurzflügelkäfer umfassen mehr als 60.000 beschriebene Arten; viele weitere sind noch unbenannt.
Die Versuche fanden an einem einzigen Vulkan statt. Sie ermittelten unter Laborbedingungen, wie viel Hitze und Kälte die einzelnen Käfer überstehen konnten, nicht jedoch, wie sich jede Art verhält, wenn eine tatsächliche Hitzewelle durch den Wald zieht.
Aufbauend auf jahrelanger Bergforschung
Ohne die langjährige Vorarbeit in der ACG wäre diese Untersuchung nicht möglich gewesen. Seit 2013 zeichnen Smith und seine Kolleginnen und Kollegen an Standorten von Meereshöhe bis auf 1.500 Meter alle 15 Minuten Temperaturen auf.
Die ausgebildeten Feldbiologinnen und Feldbiologen des Parks unterstützten die Erhebung dieser Daten, die nun zeigen, wie sich das Klima am Berg verändert.
Die Käferstudie baut zudem auf fast zwei Jahrzehnten der Sammlung von Kurzflügelkäfern im Reservat auf. Diese frühere Arbeit hatte bereits ergeben, dass die Insektenvielfalt mit der Höhe am Berg stark zunimmt und die meisten Arten nur einen engen Höhenabschnitt besiedeln.
Smith vergleicht die Schwierigkeit, diese Vielfalt zu erforschen, mit einem vertrauten Ärgernis.
„Die Zukunft der Biodiversität anhand von nur einem Bruchteil der tatsächlich existierenden Arten vorhersagen zu wollen, ist wie der Versuch, ein neues Möbelstück zusammenzubauen, obwohl Teile oder der Inbusschlüssel fehlen“, sagte Smith.
„Die ACG bietet uns eine aussergewöhnliche Gelegenheit, diese fehlenden Teile allmählich zu ergänzen.“
Die vollständige Studie erschien in der Fachzeitschrift Verhandlungen der Nationalen Akademie der Wissenschaften.
Kommentare
Noch keine Kommentare. Sei der Erste!
Kommentar hinterlassen