Neue Modelle: Verbreitung von Arten künftig besser berechenbar

3. Februar 2013, 13:33
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Sogenannte biotische Prozesse sind für das Vorkommen bestimmter Spezies von entscheidender Bedeutung

Nicht jede Tier- oder Pflanzenart ist überall auf der Erde vertreten. Warum das so ist, kann wissenschaftlich nur unzureichend beantwortet werden. Sogenannte "Nischenmodelle" helfen Forschern bei der Analyse von Faktoren, die das Verbreitungsgebiet von Arten bestimmen. Biotische Prozesse, die für das Vorkommen von Arten von entscheidender Bedeutung sein können, werden dabei kaum einbezogen. Ein Team des LOEWE Biodiversität und Klima Forschungszentrum (BiK-F) hat die Ergebnisse mehrerer Workshops, die sich mit dem Thema auseinander setzten, in der Fachzeitschrift "Journal of Biogeography" veröffentlicht.

Viele Faktoren, die das Lebensumfeld eines Tieres oder einer Pflanze bestimmen, sind relativ einfach messbar: Temperatur, Niederschlag, Bodenbedingungen. Solche sogenannten abiotischen Faktoren lassen sich in Werte fassen und in Modellierungen einbeziehen. Es gibt sehr viele abiotische Faktoren, deshalb sind Verbreitungsmodelle immer eine komplizierte Angelegenheit. Doch um wirklich herauszufinden, wo eine Art vorkommen kann, müssen außerdem unterschiedlichste biotische Faktoren berücksichtigt werden.

Diese sind wesentlich schwerer zu messen: Welche ökophysiologischen Eigenarten hat eine Art, ernähren sich Tiere von anderen Lebewesen, konkurrieren Pflanzen um denselben Standort, leidet eine Art unter Feuern, die durch das Vorkommen anderer Arten begünstigt werden? - Es gibt unzählige biologisch bedingte Faktoren, die das Auftreten von Arten beeinflussen, bei Tieren ebenso wie im Pflanzenreich. Diese vielfachen Interaktionen zwischen Arten untereinander und ihrem Lebensraum, die biotischen Faktoren, lassen sich auch ungleich schwerer in Modellierungen darstellen als die abiotischen. Wenn dies jedoch gelingt, ergeben sich daraus völlig neue Möglichkeiten für Verbreitungsprognosen.

Neue Möglichkeiten für die Nischenmodellierung

Ziel der Workshops war es, das Verständnis für das Zusammenspiel der Prozesse weiter zu entwickeln, die die ökologische Nische von Arten bestimmen. In einem nächsten Schritt entstanden neue, auf Statistik basierende Leitfäden für die Nischenmodellierung. Dafür wurden die neuesten Entwicklungen in den Bereichen der empirischen und theoretischen Forschung über Nischen von Arten zusammengetragen und mit Aspekten der modernen statistischen Modellierung verknüpft. Insbesondere stand im Fokus, wie ökophysiologische Aspekte (z.B. Anpassung) und demographische Prozesse (wie Populationsdynamiken) künftig in Nischenmodellen berücksichtigt werden können.

Auch Faktoren wie Ausbreitungsstrategien oder Konkurrenz werden von den aktuellen Modellen meistens noch vernachlässigt und sollen künftig besser einbezogen werden. Hierfür wurden neue statistische Ansätze entwickelt. "Es ist außerordentlich schwierig, z.B. die Konkurrenz zwischen verschiedenen Pflanzenarten in einem Rechenmodell abzubilden, oder auch die Auswirkungen von Feuer auf die ökologische Nische, in der eine Art lebt, angemessen zu berücksichtigen", so Christine Römermann, Mitherausgeberin der Sonderausgabe. "Erst, wenn Wissenschafter unterschiedlichster Disziplinen dieses Thema gemeinsam angehen, können die zahlreichen biotischen Faktoren, die das Verbreitungsgebiet von Arten bestimmen, zu einer neuen statistischen Agenda zusammengeführt werden."

Künftig präzisere Voraussagen

Die für die Definition der Nische einer Art entscheidenden Prozesse sind auf das Komplizierteste miteinander gekoppelt und beeinflussen sich gegenseitig. Sie lassen sich aber durch verschiedene Submodelle in den Modellen darstellen, so dass künftig Vorkommen und Populationsdichte von Arten in Raum und Zeit viel genauer modelliert werden können. Auch wenn noch eindeutiger Forschungsbedarf besteht, zeigen die Veröffentlichungen in diesem Sonderheft bereits, dass die Berücksichtigung biologischer Prozesse bei Anwendung entsprechender statistischer Methoden die Nischenmodelle entscheidend verbessern kann. Mitherausgeber Higgins betont: "Vor dem Hintergrund, dass wir die Nischenmodellierung besonders zur Abschätzung der Auswirkungen des Klimawandels auf die Tier- und Pflanzenwelt brauchen, sind die durch diese neuen Ansätze eröffneten Perspektiven dieser Methode gar nicht hoch genug einzuschätzen." (red, derStandard.at, 03.02.2013)

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