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Montag, 26.09.2016
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Aussterben der Megafauna machte die Böden karg

Böden verloren mit den eiszeitlichen Großtieren ihre wichtigsten Nährstoffverteiler

Bis vor rund 12.000 Jahren waren die Savannen Nord- und Südamerikas von zahlreichen großen Pflanzenfressern bevölkert. Dann starb diese Megafauna plötzlich aus. Jetzt haben britische und amerikanische Forscher festgestellt: Das eiszeitliche Aussterben hat unerwartete Folgen bis heute. Denn als die Großtiere verschwanden, fiel mit ihnen einer der wichtigsten Nährstoffverteiler auf den großen Landflächen aus. Als Folge sind große Teile der Böden bis heute verarmt - vor allem im Amazonasgebiet, aber auch anderswo auf der Welt, so die Forscher im Fachmagazin "Nature Geoscience".
Das ausgestorbene Riesengürteltier Südamerikas wurde so groß wie ein Kleinwagen

Das ausgestorbene Riesengürteltier Südamerikas wurde so groß wie ein Kleinwagen

Das Amazonasgebiet ist eines der arten- und waldreichsten Gebiete der Erde. Doch diese grüne Üppigkeit täuscht: Der Boden unter weiten Teilen des Regenwalds ist eher karg. Vor allem der wichtige Pflanzennährstoff Phosphor ist Mangelware. Zwar transportieren der Amazonas und seine vielen Nebenflüsse nährstoffreiche Sedimente aus den felsigen Regionen der Anden ins Tal. Weitab der Flüsse aber kommt von diesen Nährstoffen kaum mehr etwas an.

Großtiere als Nährstoff-Transporteure


Einen Grund dafür haben nun Christopher Doughty von der University of Oxford ausgemacht: die großen Tiere fehlen. "Einfach ausgedrückt: Je größer das Tier, desto größer ist auch seine Rolle für die Verteilung von Nährstoffen in seiner Umwelt", so der Forscher. Denn größere Tiere fressen mehr und scheiden dadurch auch mehr nährstoffreichen Kot aus. Und noch wichtiger: Sie legen größere Strecken zurück und bringen so ihren körpereigenen Dünger auch in entferntere karge Gebiete. Dass größere Tiere diese Rolle als Nährstoffverteiler spielen, ist schon länger bekannt.

Doughty und seine Kollegen haben nun erstmals eine Art Vorher-Nachher-Test gemacht: Mit Hilfe von Computermodellen ermittelten sie, welchen Einfluss das plötzliche Aussterben von 97 Großtierarten vor rund 12.000 Jahren auf die Nährstoffverteilung Südamerikas und im Speziellen auf den Phosphor im Amazonasgebiet hatte. Da bekannt ist, wie viel ein Tier einer gewissen Größe durchschnittlich frisst, wie viel Kot es abgibt und wie weit es wandert, konnten die Forscher diese Daten nutzen, um den Zustand vor und nach dem Aussterben der Megafauna zu ermitteln.


Aussterben der Riesen


Bis vor 12.000 Jahren tummelten sich in den damals eher savannenähnlichen Landschaften Südamerikas noch zahlreiche Riesen, darunter Riesenfaultiere, diverse Rüsseltiere und Gürteltiere so groß wie ein Kleinwagen. Kurz darauf aber verschwanden diese Vertreter der Megafauna für immer. "70 Prozent der Tierarten mit mehr als zehn Kilogramm Gewicht starben damals aus", erklären die Forscher.

Warum, ist bis heute strittig - diskutiert werden ein Klimawandel, Krankheiten, aber auch eine Ausrottung durch den Menschen. In jedem Falle sank danach die Durchschnittmasse der Tiere von 843 auf heute nur noch 81 Kilogramm, wie die Wissenschaftler berichten. Die von den Tieren durchwanderte Fläche sank von mehr als 60 auf nur noch knapp fünf Quadratkilometer. Und die Folgen für die Nährstoffverteilung?

Amazonas-Regenwald

Amazonas-Regenwald

Nährstoffarme Zonen nehmen zu - bis heute


Das Ergebnis der Modellierungen war überraschend drastisch: "Wir schätzen, dass die laterale Nährstoffverteilung durch das Verschwinden der Großtiere um rund 98 Prozent gesunken ist", berichten Doughty und seine Kollegen. Statt wie früher über rund 4,5 Quadratkilometer werde der Phosphor nun pro Jahr nur noch über rund 0,027 Quadratkilometer durch Tiere verteilt. Die Folgen dieses mangelnden Nährstoffnachschubs seien im Amazonasgebiet deutlich zu sehen - und der Prozess sei noch lange nicht abgeschlossen.

"Unseren Berechnungen nach hat sich das Amazonasbecken erst zu 67 Prozent an den Zustand ohne die Großtiere angepasst", so die Forscher. Den Endzustand werde es erst in rund 17.000 Jahren erreichen. Dann könnten die kargen Gebiete noch ausgedehnter und die fruchtbaren Streifen entlang der Flüsse noch schmaler geworden sein als heute.

Nur noch Kapillaren statt Arterien


Der Effekt lässt sich mit der Blutversorgung im menschlichen Körper vergleichen, erklären die Wissenschaftler: Große Tiere wirken wie große Arterien für ihre Ökosysteme, sie transportieren das Blut vom Herzen in weit entfernte Körperteile. Kleinere Tiere sind eher mit Kapillaren vergleichbar, die das Blut kleinräumig verteilen - beispielsweise innerhalb eines Muskeln oder der Haut. "Nach dem Verschwinden der großen Tiere hat das Amazonasbecken seine Nährstoffarterien verloren", so die Forscher. Und das sei wahrscheinlich auch den meisten anderen Teilen der Erde mit Ausnahme Afrikas so gewesen.

Ihrer Ansicht nach relativiert dies das heute geltende Paradigma, nach dem der Nährstoffgehalt des Bodens an einem Ort vor allem durch geologische Faktoren und den Eintrag über Flüsse und Luft bestimmt wird. Denn möglicherweise erhielten diese abiotischen Faktoren nur deshalb so viel Einfluss, weil der ursprünglich dominierende Faktor - die Nährstoffverteilung durch die Megafauna - vor 12.00 Jahren in vielen Gebieten wegfiel. (Nature Geoscience, 2013; doi: 10.1038/ngeo1895)
(Nature, 12.08.2013 - NPO)
 
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