Die Natur hat kaum einen Plan B – Forscher enthüllen dramatische Folgen des Artensterbens

Was passiert, wenn die Bienen verschwinden, natürliche Feinde von Schädlingen aussterben oder Meeresorganismen keinen Kohlenstoff mehr speichern? Die Natur kann solche Verluste offenbar viel schlechter ausgleichen als bislang angenommen. Beim Artensterben könnten die Folgen für unsere Lebensmittelversorgung, sauberes Wasser und den Klimaschutz deshalb größer sein als bisher vermutet. Besonders überraschend: Die Kohlenstoffspeicherung im Meer hängt außergewöhnlich stark von der Artenvielfalt ab.

Zu diesem Ergebnis kommt ein internationales Wissenschaftlerteam um Emma Moffett vom King’s College London. Für die im Fachjournal Nature Ecology & Evolution veröffentlichte Untersuchung werteten die Forscher 423 Studien mit insgesamt 222.829 Datenpunkten aus. Sie untersuchten 23 natürliche Funktionen und Leistungen in Ökosystemen an Land, im Süßwasser und im Meer.

Dabei stellte sich heraus, dass viele Lebensräume weit weniger funktionelle Reserven besitzen als angenommen. Zusätzliche Arten verbessern häufig weiterhin die Leistungen der Natur, statt lediglich bereits vorhandene Aufgaben zu übernehmen.

Artensterben hat offenbar dramatische Folgen

Bisher gingen Ökologen davon aus, dass sich verschiedene Arten bei ihren Aufgaben häufig gegenseitig ersetzen können. Verschwindet beispielsweise ein Bestäuber, können andere Insekten einen Teil seiner Arbeit übernehmen. Dieses Prinzip heißt funktionelle Redundanz. Es beschreibt die Fähigkeit eines Ökosystems, bestimmte Leistungen trotz des Verlusts einzelner Arten aufrechtzuerhalten.

Die neue Untersuchung stellt infrage, wie groß diese Reserven tatsächlich sind. Bei zahlreichen Ökosystemleistungen stieg der Nutzen mit zunehmender Artenvielfalt weiter an. Eine frühe Sättigung, ab der zusätzliche Arten kaum noch etwas beitragen, blieb häufig aus. „Unsere Ergebnisse stellen die beruhigende Annahme infrage, dass Ökosysteme über zahlreiche Reserven verfügen und der Verlust einzelner Arten wenig verändert“, erklärt Studienleiterin Moffett.

423 Studien widerlegen eine verbreitete Annahme

Die Wissenschaftler untersuchten insgesamt 23 Kategorien von Ökosystemleistungen und natürlichen Funktionen. Dazu zählen die Bestäubung von Pflanzen, die Reinigung von Wasser, die Produktion von Biomasse und die Speicherung von Kohlenstoff. Für neun Kategorien ergaben sich überwiegend lineare Zusammenhänge. Bei elf Kategorien passten gekrümmte Modelle besser, bei zwei logarithmische Modelle. Für eine weitere Kategorie waren die Ergebnisse nicht eindeutig.

Besonders bei der Bestäubung und Wasserqualität erwies sich eine höhere Artenvielfalt häufig als vorteilhaft. Bei einem annähernd linearen Zusammenhang trägt zusätzliche Vielfalt weiterhin zur Leistung des Ökosystems bei. Der Nutzen steigt also nicht zwangsläufig schon bei einer vergleichsweise geringen Artenzahl kaum noch an. Allerdings unterscheiden sich diese Beziehungen je nach Lebensraum und untersuchter Funktion.

Im Meer reagiert der Klimaschutz besonders empfindlich

Die stärkste positive Beziehung zwischen Artenvielfalt und Ökosystemleistung fanden die Wissenschaftler bei der Kohlenstoffspeicherung im Meer. Marine Organismen nehmen Kohlenstoff auf und transportieren ihn teilweise in tiefere Wasserschichten oder Sedimente. Dort kann er über längere Zeit gespeichert bleiben. An diesen Abläufen beteiligen sich unter anderem winzige Algen, Bakterien und zahlreiche weitere Meeresorganismen.

Die Forscher verglichen die Stärke der Beziehungen mithilfe standardisierter statistischer Werte. Für die Kohlenstoffspeicherung im Meer ergab sich ein besonders hoher Wert von 1,48. Bei der Regulierung der Luftqualität lag er dagegen bei minus 0,03 und deutete auf einen äußerst schwachen Zusammenhang hin. Allerdings standen für die marine Kohlenstoffspeicherung nur sieben Datensätze zur Verfügung. Für die Kohlenstoffspeicherung an Land waren es 154.

Einige Arten sind nahezu unersetzlich

Nicht jede natürliche Schutzfunktion hängt gleichermaßen von einer großen Artenzahl ab. Beim Schutz vor Überschwemmungen und Erosion fanden die Wissenschaftler insgesamt nur einen schwachen Zusammenhang mit der Biodiversität. Dort können einzelne Pflanzenarten besonders wichtige Aufgaben übernehmen.

So stabilisieren bestimmte Sträucher Sanddünen und schützen dadurch Küsten vor Wind, Wasser und Abtragung. Häufig bestimmen bereits ein oder zwei solcher Schlüsselarten wesentlich über die Schutzwirkung. Weitere Arten verstärken diesen unmittelbaren Effekt nicht zwangsläufig. Dennoch können sie dazu beitragen, die Lebensbedingungen dieser wichtigen Pflanzen zu erhalten.

Auch zwischen verschiedenen Lebensräumen bestehen erhebliche Unterschiede:

• Süßwasser: Bei manchen untersuchten Funktionen flachte der zusätzliche Nutzen weiterer Arten im Mittel bereits bei etwa vier Arten ab.
• Landökosysteme: Der entsprechende mittlere Sättigungspunkt lag bei rund 14 Arten.
• Meeresökosysteme: Dort erreichten bestimmte Funktionen ihre Sättigung im Mittel erst bei etwa 23 Arten.

Diese Werte gelten ausschließlich für die untersuchten Beziehungen mit Sättigungsverhalten. Sie sind keine Mindestzahlen für gesunde Ökosysteme.

Bis 2050 könnte die natürliche Schädlingsabwehr deutlich nachlassen

Auch für die Landwirtschaft ergeben sich mögliche Folgen. Insekten, Spinnen und andere natürliche Feinde begrenzen die Vermehrung von Pflanzenschädlingen. Dadurch unterstützen sie den Anbau von Nahrungsmitteln. Mit sinkender Artenvielfalt könnte diese kostenlose Schädlingsbekämpfung schwächer werden.

Die Wissenschaftler berechneten mögliche Entwicklungen bis 2050 anhand verschiedener wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Szenarien. Bei einer stark auf fossile Energieträger ausgerichteten Entwicklung fiel die natürliche Schädlingskontrolle ungünstiger aus als in einem Szenario mit mittleren Entwicklungstrends. Besonders betroffen könnten Länder mit starkem Bevölkerungswachstum und niedrigem Entwicklungsstand sein.

Die Berechnungen berücksichtigen vor allem erwartete Veränderungen der Artenvielfalt und Landnutzung. Konkrete Ernteausfälle lassen sich daraus nicht ableiten. Auch die Auswirkungen einzelner verlorener Arten bleiben unsicher. Das veröffentlichte Modell ermöglicht jedoch regionale Prognosen für sämtliche 23 untersuchten Ökosystemleistungen und -funktionen.

Kurz zusammengefasst:

• Die Natur kann Artenverluste schlechter ausgleichen als bisher angenommen: Eine Auswertung von 423 Studien zeigt, dass viele Ökosysteme weniger funktionelle Reserven besitzen als vermutet.
• Artensterben gefährdet wichtige Leistungen der Natur: Dazu gehören die Bestäubung von Pflanzen, die Reinigung von Wasser und die Speicherung von Kohlenstoff.
• Besonders empfindlich reagiert die Kohlenstoffspeicherung im Meer: Sie hängt stark von der Artenvielfalt ab, allerdings beruht dieser Befund auf bislang nur sieben Datensätzen.

Übrigens: Wie wertvoll einzelne Tierarten für den Menschen sind, zeigt die Rückkehr eines fast verschwundenen Käfers nach Bayern. Der Große Puppenräuber frisst Raupen des Eichenprozessionsspinners und hilft damit, Bäume auf natürliche Weise vor Schädlingen zu schützen – mehr dazu in unserem Artikel.

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