Wie Amazonaspflanzen auf den Klimawandel reagieren
Der Amazonas-Regenwald ist eine unersetzliche globale Ressource, und das sowohl in Bezug auf die biologische Vielfalt als auf den Kampf gegen den Klimawandel. Dennoch gerät er durch menschliche Aktivitäten und die globale Erwärmung zunehmend in Gefahr. Die Empfindlichkeit von Amazonaspflanzen gegenüber Temperatur- und Niederschlagsveränderungen genau zu erforschen, ist in Bezug auf die Bemühungen um ihren Schutz von entscheidender Bedeutung. Das Ganze gestaltet sich jedoch schwierig, was zum Teil auf mangelnde Kenntnisse über die Arten in einer bestimmten Region sowie auf eine begrenzte Erfassung außerhalb der Flussgebiete zurückzuführen ist. „Für ein umfassendes Verständnis der tatsächlichen Reaktionen langlebiger Arten wie etwa der Amazonasbäume ist ein größerer Datensatz erforderlich“, erklärt Encarni Montoya(öffnet in neuem Fenster), fest beim spanischen Obersten Rat für wissenschaftliche Forschung(öffnet in neuem Fenster) (CSIC) angestellte Wissenschaftlerin und Leiterin des Projekts PALOMA(öffnet in neuem Fenster). Fossile Pollenaufzeichnungen enthalten Informationen über die Dynamik früherer Ökosysteme, die offenbaren könnten, wie die Pflanzen in der Vergangenheit auf sich verändernde Umweltbedingungen reagierten. Im Rahmen des Projekts PALOMA, das innerhalb der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen(öffnet in neuem Fenster) finanziert wurde, versuchte die Forschungsgruppe, mithilfe innovativer pollenbasierter Modellierung in Ecuador und Peru zu einem besseren Verständnis der Reaktion von Amazonaspflanzen auf den Klimawandel zu gelangen.
Im Amazonasgebiet Pollenproben entnehmen
Der erste wesentliche Teil der Arbeit bestand im Aufbau eines umfangreichen Datensatzes, wobei im gesamten Einzugsgebiet moderne Pollenproben gesammelt wurden. Das erforderte sowohl die Zusammenarbeit mit zahlreichen Paläoökologieteams, die veröffentlichte und unveröffentlichte Daten zur Verfügung stellen konnten, als auch neue Feldforschung. Das Team führte zwei Feldkampagnen in Peru und zwei in Ecuador durch, um das moderne Pollensignal zu finden, das gegenwärtig in verschiedenen Umgebungen entsteht. „Wir sammelten außerdem Informationen über die Vegetation an den Standorten, an denen die Pollenproben entnommen wurden, und wo diese Informationen nicht vorlagen, ermittelten wir sie durch Erhebungen mit dem Instituto de Investigaciones de la Amazonía Peruana(öffnet in neuem Fenster) (Website auf Spanisch)“, berichtet Dael Sassoon(öffnet in neuem Fenster), Marie-Skłodowska-Curie-Postdoktorand am Institut Geosciences Barcelona(öffnet in neuem Fenster) und Leiter des Forschungsprojekts. „Auf diese Weise wissen wir, welche Pflanzen tatsächlich an den Orten wachsen, an denen der neuzeitliche Pollen gesammelt wurde“, fügt er hinzu. Im zweiten Teil des Projekts wurden diese neuen Daten genutzt, um den Zusammenhang zwischen heutigen klimatischen Bedingungen und Amazon-Pflanzenarten zu untersuchen und fossile Pollenaufzeichnungen aus Ecuador und Peru zu modellieren. Die Idee bestand darin, die Modelle systematisch zu testen, indem dieselben Datensätze mit verschiedenen Kombinationen aus Methoden und Datensätzen ausgewertet werden, um festzustellen, auf welche Klimavariablen die Pollenrekonstruktionen tatsächlich empfindlich reagierten.
Charakterisierung von Pollensignalen an Land und im Wasser
Dank moderner Pollenfallen konnte das Team Pollensignale aus Land- und Wassergebieten, dem wichtigsten Transportweg in Amazonasökosystemen, charakterisieren und vergleichen. „Die moderne Pollendatenbank ist mittlerweile die umfassendste für die Region“, merkt Sassoon an. Die Forschungsgruppe optimierte zudem sowohl die Geschwindigkeit als auch die Genauigkeit der Modellierungsmethoden, was für die gesamte Umweltforschungsgemeinschaft im Amazonasgebiet eine enorme Verbesserung darstellt. Sie konnte die Temperatur- und Niederschlagstoleranzen heutiger Taxa anhand der Datenbank charakterisieren und hat damit begonnen, Modellierungstests an drei verschiedenen Datensätzen aus Ecuador und Peru durchzuführen. „Die Modellierungssoftware, die methodischen Verbesserungen oder neuen Ansätze sowie die Vegetationsdaten werden frei zugänglich sein; der wichtigste Beitrag ist somit eine Infrastruktur, auf der andere aufbauen können“, erklärt Sassoon.
Erweiterung der modernen Pollendatenbank
Als Nächstes hoffen die Forschenden, die moderne Pollendatenbank auf Teile des Amazonasgebiets ausweiten zu können, in denen noch Wissenslücken bestehen, und die Modellierungsmethoden selbst zu verbessern. „Im weiteren Sinne laufen noch weitere Initiativen wie beispielsweise die Überwachung der Pollenproduktion in verschiedenen Umgebungen“, berichtet Montoya. Insofern sind andere tropische Standorte wie die Tiputini Biodiversity Station(öffnet in neuem Fenster) im ecuadorianischen Amazonasgebiet von entscheidender Bedeutung für diese Umweltstudien.
