Heiliger Gral der Artenvielfalt liegt im Boden

In den Regenwäldern findet man die mit Abstand größte Vielfalt von Pflanzen auf unseren Planeten. Die Ursache dafür dürfte im Boden liegen, kommen Forscher des Smithsonian Institute in Panama sowie der University of Wisconsin-Milwaukee zum Schluss. Sie haben Beweise dafür gefunden, dass ausgerechnet die hier vorhandenen Krankheitserreger einen wichtigen Beitrag zur Diversität leisten.

„Wir haben schon länger gewusst, dass Jungbäume unter ihren Eltern oder anderen ausgewachsenen Bäumen derselben Spezies nicht wachsen und gut überleben“, schreibt Mangan in der jüngsten Ausgabe des Wissenschaftsmagazins Nature. Einer der Gründe dafür sind Pathogene, die bei Jungbäumen derselben Art Krankheiten auslösen, bei anderen Pflanzen jedoch deutlich weniger Schaden verursachen. Experimente haben gezeigt, dass die Bodenorganismen damit ein Schlüssel für die Biodiversität sind und die Ausbreitung einer einzelnen Art verhindern.

Drei Theorien über Artenvielfalt

Über den Einfluss der Pathogene auf die Artenvielfalt wird schon länger diskutiert, meint der Waldökologe Georg Gratzer vom Institut für Waldökologie an der Wiener Universität für Bodenkultur http://www.wabo.boku.ac.at im pressetext-Interview. Die dichteabhängige Mortalität wurde vor mehr als 30 Jahren erstmals beobachtet und unter dem Namen Janzen-Connell-Hypothese bekannt. Allerdings gibt es auch andere Theorien, die die Artenvielfalt zu erklären versuchen, betont Gratzer.

„Die Nischentheorie geht davon aus, dass die langen evolutionären Zeiträume, in denen Regenwälder bestehen, dazu geführt haben, dass sich verschiedene Baumarten an verschiedene Nischen angepasst haben. Die Nischenvielfalt führt in diesen Wäldern zur Koexistenz von sehr vielen Arten. Diese Theorie wurde vor einigen Jahren radikal angegriffen. Die Unified Neutral Hypothesis geht davon aus, dass die Individuen aller Arten gleichwertig hinsichtlich ihrer Wahrscheinlichkeit für Aussterben oder Artneubildung sind und somit für alle Baumarten im Wald langfristig die gleichen Spielregeln und Chancen bestehen“, erklärt Gratzer. „Mathematisch-statistische Berechnungen auf Basis dieser Theorie haben Art-Flächenkurven in tropischen Wäldern verblüffend gut nachgebildet.“

Makroevolutionäre Erklärungen gehen davon aus, dass Klimaschwankungen im Pleistozän immer wieder zu Einengungen der Areale und somit zu Verinselungen dieser Wälder geführt haben, was die Neubildung von Arten begünstigt hat. Günstigere Klimabedingungen haben dann für die Verbreitung der neuen Arten gesorgt bis es wieder zu Einengungen und Artneubildungen kam. Dieser Prozess wird auch als „Artenpumpe“ bezeichnet, erklärt Gratzer.

Boden spielt wichtige Rolle

Mangans Forscherteam hat in einem Experiment fünf Setzlinge von fünf verschiedenen Baumarten unter verschiedene Bäume gepflanzt. In einem Gewächshaus wurde das Experiment mit verschiedenen Bodenproben, die unter den Bäumen gesammelt wurden, ergänzt. Die Fähigkeit von Setzlingen zu überleben, wenn sie im Boden der Mutterpflanze wuchsen, bot eine Vorhersage dessen, wie häufig oder wie selten sie als ausgewachsene Bäume vorkamen.

Die Ergebnisse von Mangan bestätigen auch eine aktuelle Studie um Liza Comita im Wissenschaftsmagazin Science. Das Team hatte eine Langzeituntersuchung an 30.000 Baumsetzlingen durchgeführt, um die Dynamik von Wäldern zu erforschen und fanden dass seltene Arten mehr unter der Nachbarschaft von artgleichen Individuen „litten“ als häufige Arten.