Biologische Vielfalt in Zahlen

Wissenschaftler errechnen mit einer neuen Methode die biologische Vielfalt auf der Erde. Ihre Hochrechnung basiert auf der Verteilung der Arten entlang der biologischen Taxonomie. Warum wir wissen sollten, wie viele Lebewesen die Welt bevölkern?

Wie zählt man das Leben auf der Erde? 

Mit ganz unterschiedlichen Messmethoden und Hochrechnungen haben Forscher versucht, die biologische Vielfalt der Welt zu quantifizieren. Dabei reichen ihre Schätzungen von 3 bis 100 Millionen Arten. Wissenschaftlich beschrieben sind bisher zirka 1,2 Millionen eukaryotische Spezies (Lebewesen mit Zellkern). Forscher schätzen jedoch, dass bisher erst 15% der Land- und nur 10% der Meereslebewesen bekannt sind. Besonders in den tropischen Regenwäldern und der Tiefsee gebe es noch viel zu entdecken. Eine Herausforderung für die Forschung sind zudem die vielen doppelt benannten Arten. So haben Biologen an verschiedenen Ecken der Welt die gleichen Spezies gefunden, beschrieben und diese unterschiedlich benannt. 

Taxonomie ermöglicht Hochrechnung 

Eine erstaunlich präzise Schätzung der weltweiten Biodiversität stellte ein Forscherteam um Camilo Mora im Fachmagazin PLoS Biology vor. Demnach leben auf der Welt etwa 8,7 Millionen Arten, plus / minus 1,3 Millionen. Davon sollen drei Viertel an Land und ein Viertel im Wasser leben. Die Wissenschaftler schätzen, dass es weltweit fast 300.000 Pflanzen, circa 7,8 Millionen Tiere, über 600.000 Pilze, 36.000 tierische Einzeller und 27.000 Algen gibt.

Doch wie kamen sie zu diesen Zahlen? Sie sortierten die bislang beschriebenen Spezies der fünf großen Gruppen der Eukaryoten: Pflanzen, Tiere, Pilze, tierische Einzeller und Algen nach der klassischen Taxonomie in Reich, Stamm, Klasse, Ordnung, Familie, Gattung und Art. Es zeigte sich, dass die groben taxonomischen Kategorien deutlich umfassender beschrieben sind als die unteren Ebenen. Zudem stießen die Forscher auf einen Zusammenhang zwischen der Anzahl der Spezies in den groben Klassifikationen und der Anzahl der darunter versammelten Arten. Mittels Regressionsanalysen berechneten sie diese Relation für die gut erforschten Spezies der Säugetiere, Fische und Vögel. Unter der Annahme, dass die Anzahl der Spezies je taxonomischer Gruppe bei gut untersuchten und weniger bekannten Spezies in etwa vergleichbar ist, wendeten die Wissenschaftler den errechneten Wert auf die weniger bekannten Gruppen an. Auf dieser Basis erstellten sie ihre Hochrechnung der globalen Biodiversität.

#####bildbox1#####

Warum wir wissen sollten, wie viele Lebewesen die Welt bevölkern

Die biologische Vielfalt ist ein riesiger Ressourcenschatz, der uns die vielfältigen Anpassungsmechanismen und die Evolution der Arten vor Augen führt. Für die Pflanzenzüchtung ist sie ein großer Genpool, der die Züchtung optimal angepasster und ertragreicher Pflanzensorten erleichtert. Ein Beispiel: In den 1970er Jahren entdeckte Yuan Longping eine neue Reisvarietät und kreuzte sie mit einer konventionellen Reislinie. Das Ergebnis: die neue Sorte erzielte 20% höhere Erträge. Ohne eine genaue Katalogisierung und Beschreibung der unterschiedlichen Spezies wäre das nicht möglich gewesen. 

Pflanzen und Tiere leben in komplexen Nahrungs- und Lebensraumnetzwerken, in denen die Arten voneinander abhängig sind. Stirbt eine Art aus oder vermehrt sich besonders stark, zum Beispiel durch verändernde Umweltbedingungen oder den Eingriff des Menschen, so hat dies unmittelbare Auswirkungen auf andere Arten. Das Wissen um die Vielfalt der Arten und ihre komplexen Wechselwirkungen im Ökosystem helfen, den Einfluss des Menschen auf natürliche Lebensräume besser abzuschätzen sowie Anbausysteme und Pflanzenschutzmaßnahmen effizienter und nachhaltiger zu gestalten. Wie beispielsweise der Klimawandel den Selektionsdruck auf Käferarten erhöht und dadurch die genetische Vielfalt innerhalb der Käferpopulationen verringert, konnte M. Bálint (2011) in einer Studie zeigen. Mittelfristig werden durch eine solche Entwicklung die genetischen Spielräume für Umweltanpassungen in der Population kleiner, da die besser angepassten Käfer genetisch ähnlicher sind, Kreuzungen damit nicht mehr so vielfältig. Ähnliche Effekte könnten durch die Verdrängung von Arten durch den Menschen auftreten.

Ein Wettlauf gegen das Artensterben

Etwa 1,2 Millionen Spezies sind bisher wissenschaftlich beschrieben. Jedes Jahr entdecken Wissenschaftler und Hobbybotaniker zirka 15.000 weitere Arten. Wenn sich diese Entwicklung fortsetzt, werden in 480 Jahren alle Spezies beschrieben sein, so errechnen Mora und sein Team. Neue DNA-Technologien könnten die Inventur der Lebewesen beschleunigen, hofft Robert M. May (2011). So erlaubt etwa die „Barcode Taxonomy“ ein schnelles Scannen der DNA und erleichtert damit das Entdecken neuer Arten ebenso wie das Aufspüren von Dopplungen. Die nun vorgelegte Schätzung der Gesamtzahl der Arten hilft bei der Suche und der Katalogisierung der noch zu entdeckender Spezies. 

Es gibt jedoch auch Grund zur Sorge: Forscher beklagen ein immer schneller voranschreitendes Artensterben. Die Zeitbombe des Aussterbens tickt für zahlreiche Arten - dies dokumentieren Studien. Wie viele Spezies bereits ausgestorben sind, bevor sie wissenschaftlich beschrieben werden konnten, lässt sich nur erahnen. Wissenschaft und Gesellschaft sind daher umso mehr gefordert, die Inventur der Lebewesen voranzutreiben. In Costa Rica und einigen anderen Ländern gibt es bereits vielversprechende Projekte, in denen sich die lokale Bevölkerung an der wissenschaftlichen Erforschung neuer Arten beteiligt. 

Bis wir die biologischen Ressourcen der Erde vollständig kennen und das komplexe Zusammenspiel im Ökosystem verstehen, wird es noch eine Zeit brauchen. Nur mit diesem Wissen wird es jedoch langfristig möglich sein, den Herausforderungen einer wachsenden Weltbevölkerung und Rohstoffnachfrage sowie den Anforderungen des Klimawandels erfolgreich zu begegnen. Die Effekte veränderter Umweltbedingungen und der Einfluss des menschlichen Handelns auf Ökosysteme können mit bereits vorhandenen Methoden simuliert und bewertet werden. Dies eröffnet auch neue Chancen für den Umweltschutz.