Die Zahl der Arten allein vermittelt kein vollst?ndiges Bild davon, wie sich ?kosysteme ver?ndern. In einer globalen Studie unter der Leitung von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversit?tsforschung (iDiv), der Martin-Luther-Universit?t Halle-Wittenberg (MLU) und der Friedrich-Schiller-Universit?t Jena haben Forschende Langzeitdaten von fast 15.000 Meeres- und Sü?wasserfischgemeinschaften ausgewertet.

Die in ?Science Advances? ver?ffentlichte Studie zeigt, dass sich Nahrungsnetze in den letzten Jahrzehnten erheblich ver?ndert haben – selbst an Orten, an denen die Artenzahl stabil geblieben ist. Betroffen sind unter anderem die Artenzusammensetzung, die K?rpergr??e sowie ihre Nahrungsbeziehungen. Ver?nderungen arttypischer Merkmale k?nnen somit die Struktur des ?kosystems ver?ndern, ohne dass sich der Artenreichtum offensichtlich ?ndert.

Kleinere Fische, ver?nderte Nahrungsnetze

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler kombinierten Zeitreihendaten aus einem Zeitraum von bis zu 70 Jahren mit Informationen zur K?rpergr??e, Ern?hrung und Position der Fische innerhalb des Nahrungsnetzes. W?hrend sich für die Artenzahl insgesamt kein einheitlicher Trend zeigte, ver?nderte sich die Artenzusammensetzung im Zeitverlauf deutlich. In vielen ?kosystemen setzten sich die Gemeinschaften zunehmend aus kleineren Fischarten zusammen.

?Es hei?t, die Kleinen werden von den Gro?en gefressen – und in der Natur ist das tats?chlich so: Es handelt sich um eine ?kologische Grundregel. Raubfische sind in der Regel gr??er als ihre Beute, und dieser Gr??enunterschied bestimmt, wer wen fressen kann. Wenn sich die Gr??e von R?ubern oder Beutetieren ver?ndert, verschieben sich die Nahrungsbeziehungen. Dadurch ver?ndern sich die Nahrungsnetze und letztendlich die Funktionsweise ganzer ?kosysteme?, sagt Erstautor und iDiv-Alumnus Dr. Juan Carvajal-Quintero. Er arbeitete an der nun ver?ffentlichten Studie w?hrend seiner Zeit als Postdoktorand am Synthesezentrum sDiv von iDiv und ist heute Assistenzprofessor an der Dalhousie University in Kanada.

Die Studie zeigt au?erdem, dass die Nahrungsnetze der Fische dichter geworden sind und einzelne Arten mit einer gr??eren Zahl von Beutetieren interagieren. Dies weist auf eine Zunahme von Generalisten hin – Arten, die in ihrer Ern?hrung weniger spezialisiert sind. W?hrend der Anteil gro?er Spitzenpr?datoren wie Haie, Riesenzackenbarsche, Muskellunge und Marmorierte Forellen abnimmt, nehmen mittelgro?e Raubfische sowie Prim?rkonsumenten (Pflanzenfresser) zu.

?Unsere Ergebnisse deuten insgesamt auf eine weitreichende Umgestaltung der Nahrungsnetze von Fischen hin, die sich sowohl auf deren Struktur als auch auf deren Funktion auswirkt. Durch die st?rkere Vernetzung k?nnen sich St?rungen schneller zwischen Arten ausbreiten. Gleichzeitig kann sie auch die F?higkeit erh?hen, Belastungen wie Erw?rmung, N?hrstoffanreicherung oder Fischereidruck abzufedern. Entsprechend bleibt h?chst ungewiss, wie zukünftige Nahrungsnetze auf den globalen Wandel reagieren werden?, sagt Professor Ulrich Brose, Forschungsgruppenleiter bei iDiv und an der Universit?t Jena.?

Die Struktur eines Nahrungsnetzes bestimmt ma?geblich, wie sich Einflüsse innerhalb eines ?kosystems ausbreiten. Verschwinden Spitzenpr?datoren und dominieren stattdessen Generalisten mit ?hnlichen Fressgewohnheiten, k?nnen sich von Menschen verursachte St?rungen – Erw?rmung, ?berfischung, N?hrstoffanreicherung – st?rker auf andere Arten übertragen.

?hnliche Muster in ?kosystemen weltweit

Die Forschenden beobachteten ?hnliche Entwicklungen sowohl in Meeres- als auch in Sü?wasser?kosystemen in vielen Regionen der Welt. Das deutet darauf hin, dass es sich weniger um lokale Reaktionen als vielmehr um eine umfassende, langfristige Umstrukturierung handelt. ?Keine einzelne Studie h?tte dies zeigen k?nnen. Nur durch die Synthese von Studien zu fast 15.000 Fischgemeinschaften über mehrere Jahrzehnte hinweg und die Verknüpfung von Ver?nderungen in der Artenzusammensetzung mit der Nahrungsnetztheorie wird deutlich, wie konsistent und weit verbreitet diese Umstrukturierung tats?chlich ist?, sagt Professor Jonathan Chase, Forschungsgruppenleiter bei iDiv und an der MLU.

Die Ergebnisse der Synthesestudie machen deutlich, dass zentrale Aspekte des Biodiversit?tswandels unberücksichtigt bleiben, wenn ausschlie?lich die Artenzahl betrachtet wird. Ver?nderungen arttypischer Eigenschaften sowie der Wechselwirkungen zwischen den Arten liefern entscheidende Hinweise darauf, wie sich ?kosysteme ver?ndern. Werden Nahrungsnetze künftig st?rker in der Biodiversit?tsforschung und in Monitoringprogrammen berücksichtigt, kann dies zu einem besseren Verst?ndnis des ?kologischen Wandels beitragen und zukünftige Schutzma?nahmen gezielter unterstützen.

Die Studie wurde unter anderem durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft gef?rdert (DFG; FZT-118). Alumnus Dr. Juan Carvajal-Quintero war Postdoktorand am?Synthesezentrum sDivExterner Link von iDiv, an dem vorhandene Daten, Methoden und Theorien auf neue und teils unerwartete Weise zusammengeführt werden.