Unsere belebte Welt zeichnet sich vor allem durch eines aus: eine unermessliche Vielfalt an Formen des Lebens. Wie einem Wunder gleich, so sind sie doch Produkte des natürlichen Ablaufs der Evolution.
Mittlerweile kennt die Wissenschaft ca. 2 Millionen (2.000.000!) beschriebene, heute lebende Tier-, Pflanzen-, Pilz-, und Bakterienarten. Doch damit nicht genug: Jährlich werden tausende neue Arten beschrieben. Und damit sind nicht nur irgendwelche Käfer oder Ameisen gemeint. Hin und wieder schaffen es sogar die, sonst als völlig bekannt vermuteten, großen Säugetiere auf die Liste neu entdeckter Arten. Dieser Link zeigt die Top 10 der letzten 10 Jahre
Aufgrund dieser und vieler anderen Neuentdeckungen, schwanken die Schätzungen aller Arten auf unserem Planeten zwischen 3 und 100 Millionen. Wenn man bedenkt, dass im Laufe der Erdgeschichte 99% aller Arten ausstarben und wir von einer konservativen Zahl von 10 Mio. heute lebender Arten ausgehen, so brachte die Evolution 1 Milliarde unterschiedlicher Arten hervor!
Diese biologische Vielfalt ist jedoch auf unserem Planeten extrem ungleich verteilt. Schon unsere Erfahrung zeigt, dass unsere deutschen Buchenwälder eine geringere (wenn gleich nicht weniger bedeutende!) Vielfalt aufweisen, als der Amazonas-Regenwald und unsere Wiesen und Weiden (wenngleich auch sie eine fast magische Schönheit und Anziehungskraft haben) verglichen mit den Savannen Ostafrikas geradezu verarmt wirken. Andererseits sind die Wälder und Grasfluren unserer Breitengrade wesentliche artenreicher als die Polargebiete. Wie verteilt sich nun die Biodiversität (= biologische Vielfalt) auf unserem Planeten?
Von den Biologen Russell Mittermeier und Norman Myers wurde Ende der 1980er Jahre das Konzept der Biodiversität-Hotspots entwickelt. Biodiversität-Hotspots sind Brennpunkte der biologischen Vielfalt. Dabei handelt es sich um Regionen der Erde, in denen eine große Zahl an endemischen Pflanzen- und Tierarten vorkommt und deren Natur in besonderem Maße bedroht ist. Unter „endemisch“ versteht man, dass bestimmte Tierarten nur in einem begrenzten Gebiet vorkommen und sonst nirgendwo auf der Welt. Z. B. sind die in der Evolutionsforschung berühmten Galapagos-Finken auf den Galapagos-Inseln endemisch, da sie nur dort vorkommen.
Von der Non-Profit-Organisation Conservation International, deren Arbeitsschwerpunkt der Schutz der „Biodiversität-Hotspots“ ist, wurde eine Liste der am meisten schutzbedürftigen Hotspots ausgewählt. Dabei gab es zwei strikte Kriterien für solche Hotspots: In der Region mussten mindestens 1500 endemische Pflanzenarten vorkommen und mindestens 70% des ursprünglichen Habitats verschwunden sein. 1999 wurden 25 solcher Hotspots anerkannt, mittlerweile sind es 34. Sie sind auf der unten stehenden Karte dargestellt (Abb. 1). Die meisten dieser Regionen befinden sich in den Tropen. Diese 34 Regionen bedecken bloß 2,3 % der Gesamtlandfläche der Erde. Ursprünglichen waren es jedoch über 15%, aber der größte Teil ist vom Menschen verändert bzw. vernichtet worden.
Auf diesen 2,3% der Erdoberfläche leben 50 % aller Pflanzenarten, 55 % aller Süßwasserfischarten und 77 % aller Landwirbeltiere.
Neben den Biodiversität-Hotspots sind auch die sogenannten „Wildnis-Regionen“ von Interesse. Hierbei handelt es sich um Regionen, die mindestens 10.000 km2 groß sind und deren Vegetation zu mindestens 70% intakt sein muss (im Gegensatz zu den Biodiversität-Hotspots, die zu 70% zerstört sind). Eine hohe Biodiversität spielt aber bei diesen Kriterien keine Rolle, da zu den Wildnis-Regionen z. B. die Sahara oder die Antarktis gehören. Doch auch hier kristallisieren sich 5 Regionen, die eine enorme Artenvielfalt haben: Der Amazonas-Regenwald, das Kongo-Becken, die Savannen und Trockenwälder am Afrikas, die Insel Neuguinea, sowie die Wüsten Nord- und Mittelamerikas (siehe Karte in Abb. 2).
Abb.1: Hotspots der Biodiversität nach Conservation International
Abb. 2: Wildnisregionen nach Consveration International. Die rot umrandeten Regionen gehören zu biologisch besonders vielfältigen Wildnisregionen.
Wir stellen also fest, zählt man die 34 Hotspots und die 5 artenreichen Wildnis-Regionen zusammen, dass der Löwenanteil der biologischen Vielfalt sich in den Tropen, und dort vor allem in den tropischen Regenwälder akkumuliert (20 der 34 Hotspots und 4 der 5 Wildnisregionen sind in den Tropen und dort mehrheitlich Regenwälder). Doch warum eigentlich in den Tropen und nicht in unseren Breitengraden?
Damit Evolution „optimal“ verlaufen kann, müssen gewisse Voraussetzungen geschaffen werden.
Organismen sind Energiewandler, d. h. sie nehmen Energie auf und wandeln diese in eine andere Energieform um. Z. B. wird die durch Nahrung aufgenommene chemische Energie durch Umwandlungsprozesse in mechanische Energie umgewandelt. Organismen nehmen also Nahrung aus der Umwelt aktiv auf, wandeln diese in verwertbare Energie um und betreiben damit ihre Konstruktion. Die aus der Nahrung gewonnene Energie wird z. B. in Form von Wärme und Bewegung wieder aktiv in die Umwelt abgegeben.
Nun ist in den Tropen, besonders in den Regenwäldern, der günstige Umstand gegeben, dass durch mehr oder weniger konstante Klimaverhältnisse die Energieversorgung optimaler gewährleistet ist, als in den gemäßigten Breiten. So ist die Sonneneinstrahlung wie auch die Niederschlagsmenge am effizientesten, welches das Pflanzenwachstum begünstigt. Diese wiederrum bildet die Grundlage für tierisches Leben.
In den Tropen laufen auch die Abbauprozesse wesentlich schneller, als in unseren Breiten. Wenn bei uns im Herbst Temperaturen und Sonneneinstrahlung geringer werden, färben sich die Blätter der Bäume rot oder braun und fallen zu Boden. Es kommt zu einem sogenannten Wachstumsstopp der Pflanzen, also zu einer Vegetationspause. Dadurch werden auch die Abbauprozesse des abgestorbenen Materials verlangsamt. Die freiwerdenden Nährstoffe der abgestorbenen Pflanzenteile reichern sich in den Böden an. Die kurzen Sommermonate reichen nicht aus, um sämtliche Nährstoffe aus den Böden zu ziehen, sodass sich über die Erdgeschichte hinaus fruchtbare Böden bilden.
In den Tropenwäldern ist es jedoch anders: Gleichbleibende Temperaturen und gleichmäßige Niederschläge übers Jahr verteilt sorgen dafür, dass Aufbauprozesse (Wachstum, Vermehrung) und Abbauprozesse (Absterben) sich in einem Gleichgewicht befinden. Alles was im Regenwald abstirbt, wird sofort von einer Schar an Pilzen und Mikroorganismen abgebaut und die freiwerdenden Nährstoffe werden wieder von den Pflanzen aufgenommen. Da es keine Vegetationspause in den tropischen Regenwäldern gibt, wird der allergrößte Teil der Nährstoffe wieder aufgenommen. Das hat zur Folge, dass der Großteil der Nährstoffe in Regenwäldern nicht im Boden, sondern in den lebenden Organismen gespeichert ist. Hier haben wir quasi einen schönen dialektischen Widerspruch: Auf den nährstoffärmsten Böden gedeihen (unter der Voraussetzung eines gleichmäßigen warmen Klimas und hoher Niederschlagsmengen) die üppigsten Ökosysteme. Deswegen sind Regenwälder in der frühen Menschheitsgeschichte sehr selten als landwirtschaftliche Flächen genutzt worden, da die Böden bestenfalls 1 oder 2 Ernten einbrachten. Ausnahmen bildeten jedoch Gebiete mit vulkanischer Aktivität (z. B. in Indonesien), da Vulkanasche die Böden zusätzlich düngt. Erst mit dem aufstrebenden Kapitalismus und seiner Profitmaximierung wurden weite Regenwaldflächen gerodet.
Da der Großteil der Nährstoffe in der lebenden Materie gespeichert ist, ist dieser für die Organismen auch schneller nutzbar. Das begünstigt den Wettbewerb der Organismen untereinander und es führt zu zunehmender Spezialisierung und effizienterer Nutzung der Energiequellen. Das fördert die Bildung neuer Arten.
Neben den klimatischen Aspekten und der optimaleren Nährstoffversorgung spielen aber auch andere Faktoren eine Rolle, die die Artenbildung begünstigen.
Ein wichtiger Aspekt ist die Stabilität der Lebensräume. Eine Stabilität nicht nur über das Jahr verteilt (keine Jahreszeiten), sondern auch über die Erdgeschichte hinaus. Tropische Regenwälder sind sehr alte Lebensräume, manche Regenwälder werden auf über 60 Mio. Jahre datiert. Diese langen Zeiträume ermöglichten der Evolution mehr Spielräume, da es zu keinen radikalen Umweltveränderungen kam, was das Massensterben einzelner Arten verhinderte. Zwar waren die Regenwälder durch die jüngsten Klimaschwankungen der Eiszeit auch betroffen: So schrumpften einzelne Waldgebiete während der Eiszeiten. Doch auch hier gab es einzelne Waldinseln, sogenannte Refugien, z. B. im Gebirge, an der Küste oder an großen Flüssen, die als Zufluchtsort für die Lebewesen fungierten. Gleichzeitig beschleunigten diese Refugien die Artbildung, da so Populationen geographisch getrennt wurden und diese sich unabhängig entwickelten. Mit der Ausbreitung der Regenwälder breiteten sich die Arten weiter aus. Diese Refugien sind dann besonders vielfältig – quasi die Hotspots der Hotspots.
Auch weitere Faktoren begünstigen die Artenbildung, so z. b. die geographische Isolation. Für uns mag ein Regenwald wie ein monotones Grün wirken, doch auch hier gibt es geographische Barrieren: So wachsen in Asien tropische Regenwälder vor allem auf Inseln, namentlich Indonesien und die Philippinen, sodass jede Insel ihre eigene Tier- und Pflanzenwelt hat. Aber auch Flüsse (Amazonas, Kongo) oder Gebirgszüge (Anden, Kilimandscharo) begünstigen die geographische Isolation. So ist von vielen Affenarten aus Afrika und Südamerika bekannt, dass große Flussläufe die Grenze ihres Verbreitungsgebietes darstellen (z. B. wird das Verbreitungsgebiet von Bonobo und Schimpanse durch den Kongo-Fluss begrenzt, Abb. 3).
Abb. 3: Gelb, Grün, Violett, Blau: Verbreitung der verschiedenen Unterarten des Schimpansen (Pan troglodytes), Rot: Verbreitung des Bonobo (Pan paniscus). Auch die Verbreitung der verschiedenen Unterarten des Schimpansen im Kongobecken ist geprägt durch den Verlauf großer Flüsse. Quelle: http://www.wikiwand.com/de/Schimpansen
Das sind wesentliche Faktoren, die die Evolution und damit die Entstehung neuer Arten in den Tropen begünstigen. Wenn sich eine hohe Vielfalt in außertropischen Bereichen befindet, z. B. im Kaukasus, im Mittelmeer oder in der Kapregion Südafrikas, so spielen auch hier klimatische, geologische und erdgeschichtliche Faktoren eine Rolle. Es handelt sich oft um bergige Areale, die teilweise sehr alt sind oder günstige klimatische Bedingungen aufweisen.
