Beyond establishment: incorporating physiological performance into predictions of invasion risk

Die Natur ist ständig in Bewegung, aber manchmal bewegt sie sich zu schnell für die Ökosysteme, die sie empfangen. Wenn eine Art an einem neuen Ort ankommt, an den sie nicht gehört, kann sie die Landschaft umgestalten und die dort bereits lebenden Pflanzen und Tiere bedrohen. Wissenschaftler versuchen schon lange vorherzusagen, wo sich diese Neuankömmlinge niederlassen werden und wie viel Schaden sie anrichten könnten. Ein gängiges Werkzeug dafür ist ein Computermodell, das untersucht, wo eine Art derzeit lebt und schätzt, wo sie basierend auf dem Wetter in Zukunft leben könnte. Diese Modelle sind hilfreich, lassen aber oft eine große Frage unbeantwortet: Nur weil eine Art an einem Ort überleben kann, bedeutet das auch, dass sie stark genug wird, um Probleme zu verursachen? Um ein klareres Bild zu erhalten, beginnen Forscher, in die Biologie des Eindringlings selbst zu blicken, indem sie messen, wie gut er in verschiedenen Temperaturen tatsächlich funktioniert, anstatt nur zu raten, wo er passen könnte.

In einer kürzlich durchgeführten Studie konzentrierten sich Wissenschaftler auf einen speziellen Reisenden: eine Braunalge namens Rugulopteryx okamurae. Diese Alge ist zu einem großen Problem in europäischen Gewässern geworden, da sie sich schnell ausbreitet und das heimische Leben verdrängt. Die Forscher wollten genau wissen, wie weit nach Norden diese Alge reisen kann und wo sie am gefährlichsten werden würde. Sie sahen sich zwei möglichen Erklärungen gegenüber, was sie daran hindern könnte, weiter nach Norden zu wandern. Eine Idee war, dass die Alge der eisigen Kälte des Winters schlichtweg nicht standhalten kann. Die andere war, dass sie zwar die Kälte überleben könnte, aber zu langsam wachsen würde, um mit einheimischen Pflanzen zu konkurrieren. Um dies zu lösen, brachte das Team die Alge ins Labor, um ihre Grenzen zu testen. Sie setzten sie kalten Temperaturen aus, um zu sehen, ob sie sterben würde, und sie beobachteten auch, wie schnell sie während verschiedener Jahreszeiten wuchs. Um die Wachstumsraten einzuordnen, verglichen sie den Eindringling mit einer einheimischen Alge namens Dictyota dichotoma, die unter Wissenschaftlern bereits bekannt ist, weil ihre Präsenz in der Natur mit ihrer Fähigkeit übereinstimmt, unter diesen spezifischen Bedingungen zu wachsen.

Die Experimente ergaben, dass die nördliche Grenze der Reise der Alge nicht durch die Geschwindigkeit ihres Wachstums bestimmt wird, sondern dadurch, ob sie den Winter überleben kann. Die Kältetoleranz-Tests zeigten, dass die Alge Temperaturen standhalten kann, wie sie so weit im Norden wie in Mittelnorwegen vorkommen. Dies bedeutet, dass das Gebiet, in dem sie potenziell eine dauerhafte Heimat etablieren könnte, viel größer ist als bisher angenommen. Überleben ist jedoch nur die halbe Geschichte. Als die Forscher projizierten, wie schnell die Alge über diesen gesamten potenziellen Bereich wachsen würde, fanden sie ein anderes Muster. Obwohl die Alge im Norden überleben könnte, ist das Wasser dort nicht warm genug, um das ganze Jahr über ein schnelles Wachstum zu unterstützen. Die höchsten Wachstumsraten, die in die meiste Biomasse und die größte Bedrohung für lokale Ökosysteme übersetzt werden können, bleiben in Südeuropa konzentriert. In diesen wärmeren Gewässern erlauben die thermischen Bedingungen der Alge, kontinuierlich und aggressiv zu wachsen.

Die Studie legt nahe, dass sich das Verbreitungsgebiet dieses Eindringlings zwar weiter nach Norden ausdehnen mag als erwartet, die schwerwiegendsten ökologischen Auswirkungen jedoch wahrscheinlich im Süden bleiben werden. Durch die Kombination der Überlebensgrenzen der Alge mit ihrer tatsächlichen Wachstumsleistung konnten die Forscher die Frage, wo eine Art leben kann, von der Frage trennen, wo sie gedeihen wird. Dieser Ansatz bietet eine präzisere Methode, um biologische Invasionen zu verwalten. Anstatt jeden Ort, an dem eine Art überleben könnte, als gleichermaßen bedrohlich zu behandeln, können Manager nun ihre Bemühungen auf die Gebiete konzentrieren, in denen die Eindringlinge am wahrscheinlichsten groß werden und erheblichen Schaden anrichten. Das Verständnis der physischen Grenzen eines Organismus liefert eine klarere Risiko-Karte und zeigt, dass die Gefahr nicht nur darin besteht, wo eine Art existieren kann, sondern wo sie wirklich dominieren kann.