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Weltweit einmalige Versuchsanlage eröffnet Wie reagiert unser Ökosystem auf Artenschwund?

| Redakteur: Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Experten warnen vor einen Verringerung der Ökodiversität. Doch welche Auswirkung hat das Artensterben konkret? In einer weltweit einmaligen Versuchsanlage vom Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig und dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) untersuchen Forscher die die Wechselwirkungen der Nahrungskette zwischen Pflanzen, Tieren, Mikroben und Boden.

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Über die Rolle von kleinen Pflanzenfressern, Räubern oder unterirdisch lebenden Tieren und Mikroorganismen im Nahrungsnetz ist bislang relativ wenig bekannt.
Über die Rolle von kleinen Pflanzenfressern, Räubern oder unterirdisch lebenden Tieren und Mikroorganismen im Nahrungsnetz ist bislang relativ wenig bekannt.
(Bild: Tilo Arnhold, iDiv)

Jena, Bad Lauchstädt – Durch den Artenschwund verliert die Menschheit biologische Vielfalt. Schätzungen zufolge sterben allein bei den wirbellosen Tieren jeden Tag zahlreiche Arten aus. Was bedeutet dies für das Funktionieren von Ökosystemen? Klar ist: Eine hohe Artenvielfalt wirkt sich positiv auf zahlreiche Funktionen von Ökosystemen aus. So erhöht zum Beispiel eine große Zahl von Pflanzenarten die Produktion von Biomasse wie Heu und Holz oder die Speicherung von klimawirksamem Kohlenstoff im Boden. Das zeigen Experimente von verschiedenen Forschungsplattformen wie dem Jena-Experiment oder den Biodiversitätsexploratorien der Deutschen Forschungsgemeinschaft, an denen auch Forscher von iDiv und UFZ beteiligt sind.

Welche Rolle spielen verschiedene Gattungen im Ökosystem?

Wenig bekannt ist jedoch über die Rolle von kleinen Pflanzenfressern (z.B. Schnecken oder Raupen), Räubern (z.B. Marienkäfer oder Spinnen) oder unterirdisch lebenden Tieren (z.B. Regenwürmer oder Fadenwürmer) und Mikroorganismen (z.B. Bakterien oder Pilze). Man weiß, dass diese Lebewesen eine wichtige Rolle im Nahrungsnetz spielen und zahlreiche Funktionen von Ökosystemen positiv beeinflussen. Bestäuber wie Bienen und Hummeln zum Beispiel sind unverzichtbar für die Vermehrung zahlreicher Pflanzenarten. Andere Insekten wie Ameisen helfen Pflanzen bei der Verbreitung ihrer Samen. Zersetzer wie Regenwürmer und Bodenmikroorganismen recyceln Nährstoffe für Pflanzen. Doch solche Abhängigkeiten zwischen verschiedenen Arten wurden bisher nur in Einzelfällen näher untersucht. Dies wollen Forscher mit der neuen Forschungsplattform ändern.

Das Ecotron besteht aus 24 Versuchskammern, in denen künftig unter kontrollierten Bedingungen die Wechselwirkungen im Nahrungsnetz untersucht werden.
Das Ecotron besteht aus 24 Versuchskammern, in denen künftig unter kontrollierten Bedingungen die Wechselwirkungen im Nahrungsnetz untersucht werden.
(Bild: Tilo Arnhold, iDiv)

Das iDiv-Ecotron soll dabei helfen, herauszufinden, welche Auswirkungen das Verschwinden von Arten an verschiedenen Stellen der Nahrungsnetze auf das Funktionieren von Ökosystemen hat. Diese biologische Grundlagenforschung hat weitreichende ökonomische Relevanz: Funktionierende Ökosysteme sind die Basis für eine Reihe von so genannten Ökosystemleistungen wie die Bereitstellung von sauberem Trinkwasser, Nahrungsmitteln oder Energieträgern, die die Natur den Menschen zur Verfügung stellt. So schätzen UFZ-Wissenschaftler den weltweiten ökonomischen Nutzen, den Insekten durch die Bestäubung von Kulturpflanzen in der Landwirtschaft schaffen, auf etwa 150 Milliarden Euro pro Jahr. Für andere Tiere oder die Mikroorganismen sind solche Schätzungen bisher noch sehr schwer möglich.

Wie viele Verluste verkraften die Ökosysteme?

Sind viele Arten vorhanden, dann hat das positive Effekte auf die Ökosysteme. Was geschieht aber, wenn einzelne Arten in großen Nahrungsnetzen verschwinden? Kann ihre Funktion von anderen Arten übernommen werden? Wie viele Verluste vertragen Ökosysteme? In den iDiv-Ecotron-Kammern wird das Nahrungsnetz in all seiner Komplexität unter die Lupe genommen. Dazu können die Forscher in den geschlossenen Systemen bestimmte Tier- und Pflanzenarten austauschen oder ganz entfernen. "So können wir beispielsweise das Zusammenspiel und die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Arten oberhalb und im Boden untersuchen", erklärt Prof. Nico Eisenhauer (iDiv und Universität Leipzig), der die Anlage leitet. "Ähnlich einer Klimakammer, in der das wärmere Klima der Zukunft simuliert wird, ermöglicht uns das iDiv-Ecotron einen Ausblick auf eine künftige Welt mit weniger Arten."

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