Klimaauswirkungen auf Ökosysteme

Der globale Klimawandel wird sowohl vorgesehene als auch unvorhergesehene Auswirkungen auf verschiedene Ökosysteme auf der ganzen Welt haben. Insofern ist das Verständnis der Auswirkungen des globalen Klimawandels auf die Tier- und Pflanzengesellschaften zunehmend von Bedeutung.

Allerdings ist nicht viel darüber bekannt, wie der globale Klimawandel die Aktivität von Mikroorganismen verändern wird, die in allen Ökosystemen wichtige Funktionen übernehmen. Hierzu gehören etwa die Zersetzung organischen Materials und das Umwandeln von Luftstickstoff in organische Verbindungen, die Pflanzen als Nährstoffe nutzen können (auch als Stickstofffixierung bezeichnet).

Die EU-finanzierte Initiative mit dem Titel METAECO (Analysing the impact of global climate change on ecosystems: A cross-scale metatranscriptomics approach) untersucht, wie wichtige Umweltfaktoren mikrobielle Ökosysteme beeinflussen. Die Forscher haben diese Effekte mit vorher erhobenen Daten über Pflanzenfresser und Pflanzengemeinschaften in Verbindung gebracht, um ein vollständigeres Bild der Ökosystemfunktionen zu erhalten.

Mithilfe von Feldversuchen untersuchte METAECO, wie das Hinzufügen von Stickstoffdüngern und steigende Temperaturen (allein und in Kombination) Wechselwirkungen zwischen Mikroorganismen und Pflanzengesellschaften beeinflussen. Die Forscher fragten auch danach, wie klimabezogene Veränderungen in Gemeinschaftsstrukturen die Pflanzeninvasion beeinflussen könnten.

Die Forscher fanden heraus, dass sowohl Stickstoffdünger als auch erhöhte Temperaturen die Zusammensetzung von Gräsern ihrem Experiment wesentlich veränderten. Das Hinzufügen von Stickstoff hatte jedoch die größte Wirkung. Dies verringert die Anzahl von Stickstoff fixierenden Arten, die auf einem Feldstück siedeln können, was so zu weniger Vielfalt und Komplexität der biologischen Prozesse des Ökosystems führt.

Im Gegensatz dazu wurden Mikrobengemeinschaften stark von steigenden Temperaturen statt von Stickstoff beeinflusst, wobei einige Bakterienspezies auf Kosten der anderen immer zahlreicher wurden.

Insgesamt fanden die Forscher heraus, dass erwärmt Parzellen mehr Bakterien enthalten, als in Umgebungen mit geringen Nährstoffgehalt (oligotrophe Bedingungen) leben können. Diese nutzen begrenzte Ressourcen sehr effektiv, wachsen aber sehr langsam und weisen in der Regel auf eine stärker belastete Gemeinschaft hin.

Durch die Erweiterung des Wissens über die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Mikroben wird diese Studie den Wissenschaftlern helfen, die Auswirkungen des Klimawandels auf Ökosystemfunktionen besser zu verstehen.