Das Rätsel tropischer Baumartenvielfalt

In einem neuen Übersichtsartikel in der Fachzeitschrift Trends in Ecology and Evolution empfehlen Forscher*innen der Universität Regensburg und der Nationalen Universität Singapur eine vorsichtigere Einschätzung der sog. Janzen-Connell-Hypothese. Ihre Zusammenfassung des aktuellen Wissensstandes enthüllt zwei wichtige ungelöste Fragen. Erstens sei nicht klar, ob die Wechselwirkungen zwischen benachbarten Bäumen stark genug sind, um einen wesentlichen Einfluss auf die Vielfalt der Bäume zu haben. Zweitens könne noch nicht gesagt werden, ob der regulatorische Effekt in den Tropen tatsächlich stärker oder häufiger ist.

Fragen nach dem Ursprung der Natur haben den Menschen seit Anbeginn der Kultur fasziniert. Ein Phänomen von besonderem Interesse ist die hohe Vielfalt der Wälder in den Tropen im Vergleich zu denen in der gemäßigten Zone. Sogar Humboldt, Pionier und Universalgelehrter des späten 18. Jahrhunderts, suchte bereits nach möglichen Erklärungen für diese Beobachtung.

Eine prominente Hypothese ist, dass die größere Stabilität der Tropenwälder eine stärkere Spezialisierung von Schädlingen ermöglicht, von denen jeder einen größeren Schaden auf seinen bevorzugten Wirtsbaum ausüben kann als in der gemäßigten Zone, insbesondere wenn die betreffende Baumart häufig wird. Dies führt zu einer sogenannten negativen Dichteabhängigkeit, die verhindert, dass die häufigeren Arten den Wald vollständig dominieren, und dadurch lokal seltene Arten vor dem Aussterben schützt.

Diese Idee, die vor 50 Jahren von den Ökologen Daniel Janzen und Joseph Connell vorgeschlagen wurde, wurde schließlich als Janzen-Connell-Hypothese bekannt und motivierte eine Vielzahl von Studien. Die Suche nach solchen regulierenden Effekten war mit Hilfe von Experimenten und Walddaten in vielen Fällen erfolgreich: Viele Baumarten zeigen negative Auswirkungen auf Individuen ihrer eigenen Art, wie dies durch die Janzen-Connell-Hypothese vorhergesagt wurde. Diese sich mit der Zeit mehrenden Anzeichen haben bei Waldökolog*innen Optimismus ausgelöst. Einige halten die Janzen-Connell-Hypothese nun für bewiesen.

In einem neuen Übersichtsartikel in der Fachzeitschrift Trends in Ecology and Evolution präsentieren Forscher*innen der Universität Regensburg und der Nationalen Universität Singapur eine vorsichtigere Einschätzung. Ihre Zusammenfassung des aktuellen Wissensstandes enthüllt zwei wichtige ungelöste Fragen. Erstens sei nicht klar, ob die Wechselwirkungen zwischen benachbarten Bäumen stark genug sind, um einen wesentlichen Einfluss auf die Vielfalt der Bäume zu haben. Zweitens könne noch nicht gesagt werden, ob der regulatorische Effekt in den Tropen tatsächlich stärker oder häufiger ist.

„Dass wir noch so wenig über diese Fragen wissen, ist hauptsächlich auf logistische Herausforderungen zurückzuführen“, sagt Lisa Hülsmann, die Erstautorin der Studie. „Wälder sind extrem langsame Ökosysteme. Die Prozesse, an denen wir interessiert sind, finden über Jahrzehnte und Jahrhunderte statt. Da wir Wälder über so lange Zeiträume nicht beobachten können, müssen wir die Prozesse mit Computermodellen beschleunigen. Diese Modelle sind leider noch nicht komplex genug, um verlässliche Aussagen über Mechanismen zu liefern, die die Vielfalt antreiben. “

In ihrer Studie kommen die Autor*innen zu dem Schluss, dass die Erklärung von Janzen und Connell eine noch zu beweisende Hypothese bleibt. Genauer gesagt, obwohl die Existenz des Mechanismus relativ gut belegt ist, bleibt seine Bedeutung im Vergleich zu vielen anderen alternativen Erklärungen für die Vielfalt tropischer Bäume unklar. Um diese Hypothesen gegeneinander abzuwägen und die Janzen-Connell-Hypothese in ihrer Gesamtheit zu testen, sind neue Daten und Kooperationen zwischen experimentellen und theoretischen Ökologen sowie Modellierern erforderlich. So bleibt das Rätsel der tropischen Baumvielfalt vorerst bestehen.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Lisa Hülsmann
Fakultät für Biologie und Vorklinische Medizin
Universität Regensburg
Telefon +49-941 943-4335
E-Mail: lisa.huelsmann@biologie.uni-regensburg.de

Originalpublikation:

Lisa Hülsmann, Ryan A. Chisholm, Florian Hartig: Is Variation in Conspecific Negative Density Dependence Driving Tree Diversity Patterns at Large Scales?
https://www.cell.com/trends/ecology-evolution/fulltext/S0169-5347(20)30263-9

Weitere Informationen:

https://www.uni-regensburg.de/biologie-vorklinische-medizin/theoretische-oekolog…
https://www.bayklif.de/juniorgruppen/
https://demographicecology.com/