15.10.2018: Forschung CH

Wirbellose halten Ökosysteme am Laufen

Les invertébrés assurent le fonctionnement des écosystèmes


Anita Christina Risch et al.

Wie wirkt sich ein Verlust von unterschiedlichen pflanzenfressenden Tierarten – vom Hirsch bis zur kleinen Blattlaus – auf die Interaktionen der Organismen untereinander und mit ihrer unbelebten Umwelt und somit auf das Funktionieren eines Ökosystems aus? Eine Studie im Schweizerischen Nationalpark zeigt, dass insbesondere Wirbellose wie Insekten oder Schnecken eine entscheidende Rolle spielen und ihr Verlust gravierende Folgen für Ökosysteme hat. Fehlen die Wirbellosen, zerfallen Nahrungsnetze und Nährstoffkreisläufe; das Ökosystem bricht zusammen.

Comment la perte de différentes espèces d’herbivores - du cerf au petit puceron - affecte-t-elle les interactions entre les organismes et leur environnement, et donc le fonctionnement d’un écosystème? Une étude réalisée dans le Parc National Suisse montre que les invertébrés tels que insectes ou gastéropodes jouent un rôle capital et que leur disparition a de graves conséquences pour les écosystèmes. Si les invertébrés font défaut, les réseaux trophiques et les cycles des éléments nutritifs se dégradent, et l’écosystème s’effondre.


Forschende haben in einem fünfjährigen Experiment im Schweizerischen Nationalpark erstmals unter realen Bedingungen untersucht, was bei einem selektiven Ausschluss von verschiedenen Pflanzenfressern im Ökosystem Wiese passiert. Vor allem der Verlust der wirbellosen Tiere könnte gravierende Folgen für diesen Lebensraum haben.
Aufgestellte Zäune im Park schlossen die Pflanzenfresser der Grösse nach von den Wiesen aus: zuerst die grossen Säugetiere wie den Hirsch, dann die kleineren wie Murmeltier, Hase und Maus und zuletzt die wirbellosen Tiere wie Schnecken, Heuschrecken oder Blattläuse. Das Setup des Experiments entspricht der Realität: Sterben Tiere aus, verschwinden sie der Grösse nach; zuerst die Grossen, dann die Kleinen.
Fehlten die grossen Säugetiere, gab es mehr Interaktionen zwischen der verbleibenden Lebensgemeinschaft und ihrer unbelebten Umwelt, etwa der Bodenchemie, als wenn die Säugetiere anwesend waren. Konkret heisst dies zum Beispiel, dass vom Wegfallen der Huftiere schnellwüchsige Pflanzenarten profitieren, die Bodennährstoffe gut nutzen können (biotisch-abiotische Interaktion) – dies auf Kosten von Pflanzen, die starke Beäsung ertragen (biotisch-biotische Interaktionen). Mit grossen Säugern, in dieser Studie insbesondere mit Hirschen, scheint ein Ökosystem aber nicht schlechter zu funktionieren als ohne; es verändern sich jedoch die Interaktionen.
Wurden hingegen alle Tiere ausgeschlossen, auch die oberirdisch lebenden Wirbellosen, nahmen die Interaktionen sowohl zwischen Lebensgemeinschaften (z.B. zwischen Pflanzen und Bakterien im Boden) wie auch zwischen Lebensgemeinschaften und der unbelebten Umwelt (z.B. zwischen Pflanzen und Bodennährstoffen) ab.
Die Annahme war, dass vor allem die grossen Tiere eine grosse Wirkung im System haben. Die Ergebnisse zeigen jedoch, dass insbesondere die kleinen, wirbellosen Tiere sehr wichtig für das Funktionieren des Ökosystems sind.
Je stärker die Lebensgemeinschaften auf den untersuchten Wiesen interagierten und so mit ihrer Umwelt vernetzt waren, desto besser funktionierte das Ökosystem. Als Mass für dieses Funktionieren wurden im Nationalpark beispielsweise die Nährstoffverfügbarkeit, die Bodenatmung und die Anzahl Pflanzenarten erhoben. Waren die Wechselwirkungen hingegen gering, funktionierte auch das Ökosystem schlecht. Es wird instabil und kann weniger gut auf sich ändernde Umweltbedingungen reagieren.
Die Resultate des Experiments zeigen, wie wichtig die Lebensgemeinschaft der wirbellosen Tiere für das Funktionieren von Ökosystemen ist, insbesondere, wenn grössere Säugetiere fehlen. Doch die Anzahl Arten und Individuen der Wirbellosen scheinen in der Schweiz wie auch in Mitteleuropa in jüngster Zeit abzunehmen. Beunruhigend ist, dass dieser Rückgang vermehrt auch in Schutzgebieten zu erwarten ist. Die Forschenden warnen vor einem Verlust an Wirbellosen: Anstrengungen, wirbellose Tiere zu schützen, müssen erhöht werden, denn sie sind von immenser Bedeutung für die Vernetzung und Funktionalität unserer Ökosysteme.


Keywords:
Wirbellose, Ökosystemfunktionen, Wiese, Nationalpark

Art der Publikation:
Fachpublikation

Literatur:
Risch A.C. et al. (2018): Size-dependent loss of aboveground animals differentially affects grassland ecosystem coupling and functions. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-018-06105-4.

PDF-Link

Kontaktadresse:
PD Dr. Anita Christina Risch, Ökologie der Lebensgemeinschaften Tier-Pflanzen Interaktionen, Eidgenössische Forschungsanstalt WSL, CH-8903 Birmensdorf.
anita.risch@wsl.ch
Tel: +41 (0)44 739 23 46


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