Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Artenvielfalt kann Ökosysteme auch destabilisieren

18.10.2018

Artenreiche Ökosysteme sind stabiler gegenüber Störungen wie Dürren, Hitzeperioden oder Pestiziden, lautet die vorherrschende Meinung. Doch ganz so einfach ist es nicht, wie Ökologen der Universität Zürich und der Eawag nun herausgefunden haben. Unter gewissen Umweltbedingungen kann ein erhöhter Artenreichtum auch dazu führen, dass ein Ökosystem instabiler wird.

Ökosysteme nützen uns in vielerlei Hinsicht: Sie liefern Nahrung, Wasser und andere Ressourcen und bieten Erholungsraum. Umso wichtiger ist es, dass diese Systeme funktionsfähig und stabil bleiben - insbesondere angesichts von Klimawandel oder Umweltverschmutzungen. Was diese Stabilität gewährleistet, untersuchten Ökologen der Universität Zürich und der Eawag in einem einzigartigen und umfangreichen Experiment.


Mit verschiedenen Wimpertierchen wurden Mini-Ökosysteme erzeugt.

UZH

Mini-Ökosysteme mit Wimpertierchen

Konkret erforschten die Wissenschaftler, wie die Biodiversität die Stabilität von Ökosystemen beeinflusst. Als Modellorganismen benutzten sie sechs Arten von Wimpertierchen - winzige, im Wasser lebende Einzeller.

Diese Tierchen steckten die Forschenden in unterschiedlicher Anzahl und Kombination in Probengläser und erzeugten so Mini-Ökosysteme, die sie daraufhin bei Temperaturen zwischen 15 und 25 Grad gedeihen liessen. Die erhöhten Temperaturen simulierten eine klimatische Veränderung, da die verwendeten Wimpertierchen normalerweise bei 15 Grad Celsius leben.

Wie stabil die Biomasseproduktion in den kleinen Ökosystemen war, analysierten die Forschenden mit einer neuartigen Videoauswertungstechnik. Ein eigens entwickelter Algorithmus ermöglichte es, die Wimpertierchen-Arten in den rund 20 000 Videosequenzen zu bestimmen, die von den zahlreichen Proben unter dem Mikroskop aufgenommen wurden.

Gegenläufige Ergebnisse

Die Resultate des Experiments erscheinen auf den ersten Blick widersprüchlich: Eine hohe Artenvielfalt fördert und hemmt die Ökosystemstabilität gleichzeitig. "Ökologische Stabilität ist komplex und besteht aus verschiedenen Komponenten. Das Experiment zeigt, wie sich die Artenvielfalt unterschiedlich auf die einzelnen Stabilitätskomponenten auswirkt", erklärt Frank Pennekamp, Erstautor der Studie.

Konkret: Je vielfältiger die Artengemeinschaft in den Mini-Ökosystemen war, desto weniger schwankte die Biomasseproduktion - unabhängig von der Temperatur. Bei höheren Temperaturen zeigte sich jedoch, dass je mehr Arten sich im System tummelten, desto weniger Biomasse produzierten die Einzeller.

"Dass verschiedene Komponenten unterschiedlich reagieren, sollte beim Management von Ökosystemen berücksichtigt werden. Denn je nach Gewichtung der Komponenten, kann es nichtlineare Zusammenhänge zwischen der Diversität und der gesamtheitliche Ökosystemstabilität geben", sagt Pennekamp.

Ähnliche Effekte auch in anderen Ökosystemen

Eine Literaturrecherche ergab, dass andere Wissenschaftler die gegenläufigen Zusammenhänge zwischen Artenreichtum und Stabilität auch in anderen Ökosystemen beobachten konnten - etwa in Grasland- oder Algengemeinschaften. "Die Ergebnisse machen deutlich, dass eine höhere Artenvielfalt alleine nicht für die gesamtheitliche Stabilität eines Ökosystems ausreicht. Neben der Artenvielfalt braucht es auch Arten, die auf vielfältige Weise auf Umweltveränderungen reagieren können", sagt Florian Altermatt, Professor für Aquatische Ökologie der Eawag.

Die Forschung wurde unterstützt vom Universitären Forschungsschwerpunkt Globaler Wandel und Biodiversität der Universität Zürich.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Frank Pennekamp
Institut für Evolutionsbiologie und Umweltwissenschaften
Universität Zürich
Tel. +41 44 635 47 76
E-Mail: frank.pennekamp@ieu.uzh.ch

Prof. Dr. Owen Petchey
Institut für Evolutionsbiologie und Umweltwissenschaften
Universität Zürich
Tel. +41 44 635 47 70
E-Mail: owen.petchey@ieu.uzh.ch

Prof. Dr. Florian Altermatt
Abteilung Aquatische Ökologie
Eawag
Tel. +41 58 765 55 92
E-Mail: florian.altermatt@eawag.ch

Originalpublikation:

Literatur:
Frank Pennekamp, Mikael Pontarp, Andrea Tabi, Florian Altermatt, Roman Alther, Yves Choffat, Emanuel A. Fronhofer, Pravin Ganesanandamoorthy, Aurélie Garnier, Jason I. Griffiths, Suzanne Greene, Katherine Horgan, Thomas M. Massie, Elvira Mächler, Gian-Marco Palamara, Mathew Seymour, and Owen L. Petchey. Biodiversity increases and decreases ecosystem stability. Nature. October 17, 2018. DOI: 10.1038/s41586-018-0627-8

Weitere Informationen:

https://www.media.uzh.ch/de/medienmitteilungen/2018/Artenvielfalt.html

Melanie Nyfeler | Universität Zürich

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Ökologie Umwelt- Naturschutz:

nachricht United Nations University Institute UNU-FLORES und TU Dresden forschen gemeinsam für nachhaltiges Ressourcenmanagement
05.06.2020 | Technische Universität Dresden

nachricht Schiffsemissionen reduzieren – aber wie?
14.05.2020 | GEOMAR Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Ökologie Umwelt- Naturschutz >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Sehvermögen durch Gentherapie wiederherstellen

Neuer Ansatz zur Behandlung bislang unheilbarer Netzhautdegeneration

Menschen verlassen sich in erster Linie auf ihr Augenlicht. Der Verlust des Sehvermögens bedeutet, dass wir nicht mehr lesen, Gesichter erkennen oder...

Im Focus: Restoring vision by gene therapy

Latest scientific findings give hope for people with incurable retinal degeneration

Humans rely dominantly on their eyesight. Losing vision means not being able to read, recognize faces or find objects. Macular degeneration is one of the major...

Im Focus: Kleines Protein, große Wirkung

In Meningokokken spielt das unscheinbare Protein ProQ eine tragende Rolle. Zusammen mit RNA-Molekülen reguliert es Prozesse, die für die krankmachenden Eigenschaften der Bakterien von Bedeutung sind.

Meningokokken sind Bakterien, die lebensbedrohliche Hirnhautentzündungen und Sepsis auslösen können. Diese Krankheitserreger besitzen ein sehr kleines Protein,...

Im Focus: Small Protein, Big Impact

In meningococci, the RNA-binding protein ProQ plays a major role. Together with RNA molecules, it regulates processes that are important for pathogenic properties of the bacteria.

Meningococci are bacteria that can cause life-threatening meningitis and sepsis. These pathogens use a small protein with a large impact: The RNA-binding...

Im Focus: Magnetische Kristallschichten für den Computer von Morgen

Ist die Elektronik, so wie wir sie kennen, am Ende?

Der Einsatz moderner elektronischer Schaltkreise für immer leistungsfähigere Rechentechnik und mobile Endgeräte stößt durch die zunehmende Miniaturisierung in...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Was Salz und Mensch verbindet

04.06.2020 | Veranstaltungen

Gebäudewärme mit "grünem" Wasserstoff oder "grünem" Strom?

26.05.2020 | Veranstaltungen

Dresden Nexus Conference 2020 - Gleicher Termin, virtuelles Format, Anmeldung geöffnet

19.05.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Schutz der neuronalen Architektur

05.06.2020 | Biowissenschaften Chemie

Wie das Gehirn unser Sprechen kontrolliert - Beide Gehirnhälften leisten besonderen Beitrag zur Sprachkontrolle

05.06.2020 | Interdisziplinäre Forschung

Akute myeloische Leukämie: Größerer Entscheidungsspielraum bei Therapie-Start

05.06.2020 | Biowissenschaften Chemie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics