Climate structures global associations between human footprint and arthropod diversity
Diese Studie führt ein neuartiges „Hubbell-Regressionsmodell“ zur Analyse von 1,78 Millionen Arthropodenproben weltweit ein, das aufzeigt, dass die tatsächliche Evapotranspiration der primäre Treiber der Diversität ist, während hohe menschliche Aktivitäten den Insektenreichtum in tropischen und trockenen Zonen signifikant verringern, ihn jedoch in polaren Regionen erhöhen.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung eines Preprints, das nicht peer-reviewed wurde. Dies ist kein medizinischer Rat. Treffen Sie keine Gesundheitsentscheidungen auf Grundlage dieses Inhalts. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Die natürliche Welt ist erfüllt von Leben, von dem die meisten wir noch nie benannt haben. Wissenschaftler schätzen, dass die überwältigende Mehrheit der Insekten und anderen kleinen Kreaturen auf der Erde der Wissenschaft noch unbekannt ist, verborgen in den Schatten von Wäldern, Wüsten und Tundren. Dieser Mangel an Wissen stellt ein erhebliches Hindernis für das Verständnis dessen dar, wie die menschliche Aktivität den Planeten umgestaltet. Seit Jahrzehnten sorgen sich Forscher darüber, dass unser Fußabdruck die Insekten in Richtung des Aussterbens treibt, aber die Beweise dafür waren lückenhaft. Die meisten Studien stützen sich auf einige wenige bekannte Insektengruppen oder auf Daten, die auf unterschiedliche Weise erhoben wurden, was es schwierig macht, die Ergebnisse weltweit zu vergleichen. Darüber hinaus ist das Zählen von Arten knifflig; eine kleine Stichprobe könnte seltene Kreaturen übersehen, während eine große sie vielleicht findet, was zu Verwirrung darüber führt, ob ein Rückgang real ist oder nur ein Artefakt der Art und Weise, wie die Zählung durchgeführt wurde. Um das Ausmaß der Krise wirklich zu erfassen, benötigen Wissenschaftler eine Methode, um die Biodiversität konsistent zu messen, unabhängig davon, wie viele Kreaturen sie fangen oder wie viele Arten sie benennen können.
Ein Forschungsteam hat nun einen massiven Schritt zur Lösung dieses Rätsels unternommen, indem es einen Datensatz von beispielloser Größe analysierte. Sie wandten sich dem Global Malaise Trap Program zu, einem langjährigen Projekt, das über 11,5 Millionen Arthropoden – Kreaturen wie Insekten, Spinnen und Krebstiere – von fast 1.200 Standorten auf jedem Kontinent gesammelt hat. Anstatt sich auf die traditionelle Identifizierung zu verlassen, die langsam und oft für unbekannte Arten unmöglich ist, nutzte das Team die DNA-Sequenzierung, um diese Kreaturen in distinkte genetische Cluster zu gruppieren. Diese Methode ermöglichte es ihnen, einzigartige biologische Einheiten zu zählen, ohne für jedes einzelne Exemplar einen wissenschaftlichen Namen zu benötigen. Um die Millionen von Datenpunkten sinnvoll zu interpretieren, entwickelten sie einen neuen statistischen Ansatz, der berücksichtigt, dass einige Standorte stärker beprobt wurden als andere. Dieses Werkzeug erlaubte es ihnen, die Vielfalt des Lebens in einem stark besuchten Wald in den Tropen mit der eines abgelegenen Stücks Tundra in der Arktis auf Augenhöhe zu vergleichen.
Die Ergebnisse offenbaren eine Geschichte, die weit komplexer ist als ein einfacher globaler Rückgang. Der Einfluss der menschlichen Aktivität auf die Insektendiversität ist nicht einheitlich; er hängt vollständig vom Klima der Region ab. In gemäßigten Zonen, tropischen Regenwäldern und trockenen ariden Regionen ist ein höherer menschlicher Fußabdruck mit einem signifikanten Rückgang der Diversität verbunden. Konkret fanden die Forscher in Gebieten mit hohem menschlichem Druck, dass der Artenreichtum in gemäßigten Regionen um 17 %, in den Tropen um 19 % und in trockenen Zonen um 24 % niedriger war, als es in Abwesenheit eines solchen Drucks zu erwarten gewesen wäre. In Polargebieten kehrt sich das Muster jedoch um. Dort ist ein höherer menschlicher Fußabdruck tatsächlich mit einer Zunahme der Diversität verbunden, wobei der Artenreichtum um fast 18 % steigt. Dies deutet darauf hin, dass die menschliche Infrastruktur in den kalten polaren Umgebungen möglicherweise Wärme oder Nahrungssubventionen bietet, die es Arten ermöglichen, zu überleben oder ihre Verbreitungsgebiete auszuweiten, während die menschliche Aktivität in wärmeren Klimaten als disruptive Kraft wirkt, die die Biodiversität dezimiert.
Die Studie hebt auch die entscheidende Rolle der Energie in der Umwelt hervor. Die Forscher fanden heraus, dass die Menge an Wasser, das aus dem Land verdunstet und von Pflanzen transpiriert – ein Maß dafür, wie viel Energie vorhanden ist, um Leben zu unterstützen –, der stärkste Treiber der Diversität ist. In jeder Region korreliert eine höhere Energieverfügbarkeit mit mehr Arten. Als sie dies mit den Daten zum menschlichen Fußabdruck kombinierten, wurde das Bild klar: Die Schwere des Verlusts hängt vom lokalen Klimabasiswert ab. Die schwersten Defizite, in denen bis zu ein Viertel der potenziellen Arten fehlen, konzentrieren sich auf trockene und tropische Ökosysteme. Im Gegensatz dazu zeigten kontinentale Regionen kein klares Defizit, und Polargebiete zeigten einen Gewinn. Das bedeutet, dass der menschliche Abdruck keine einzelne, einheitliche Kraft ist, die das Leben überall erdrückt, sondern ein Phänomen, das mit dem lokalen Klima interagiert und sehr unterschiedliche Ergebnisse produziert.
Durch die Verwendung einer Methode, die den Prozess der Entdeckung neuer Arten als eine vorhersagbare Kurve behandelt, konnten die Forscher abschätzen, wie die Diversität aussehen würde, wenn der menschliche Druck entfernt würde. Sie fanden heraus, dass in stark belasteten trockenen Standorten durch die Entfernung des menschlichen Drucks etwa 153 Arten pro Standardprobe zurückgewonnen würden, während es in tropischen Standorten 171 wären. Diese Zahlen sind substanziell und deuten darauf hin, dass der Schaden im Prinzip umkehrbar ist, sofern der ökologische Basiswert wiederhergestellt wird. Die Studie behauptet nicht, das Geheimnis des globalen Biodiversitätsverlusts gelöst zu haben, noch legt sie nahe, dass die Situation in den Polargebieten die Krise anderswo negiert. Stattdessen liefert sie einen präzisen, messbaren Rahmen für das Verständnis der Interaktion zwischen menschlicher Aktivität und Klima. Sie zeigt, dass wir zwar in den produktivsten und vielfältigsten Regionen der Welt schnell Arten verlieren, die Geschichte des Lebens auf der Erde jedoch nicht ein einziges Trauerspiel ist, sondern eine Sammlung verschiedener Dramen, die unter unterschiedlichen klimatischen Bedingungen spielen. Diese Klarheit ist für die Erhaltungsbemühungen von entscheidender Bedeutung, da sie nahelegt, dass der Schutz der Biodiversität Strategien erfordert, die auf das spezifische Klima der jeweiligen Region zugeschnitten sind, anstatt eines Einheitsansatzes.
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