Definition und Erhalt der Biodiversität einfach erklärt

Stell dir vor, du stehst in der größten Bibliothek der Welt. Jedes Buch darin enthält ein einzigartiges, millionenfach erprobtes Rezept für das Überleben auf unserem Planeten. Doch während du durch die Gänge gehst, fangen plötzlich überall Bücher an, sich in Staub aufzulösen – viele davon, bevor überhaupt jemand die Chance hatte, sie zu lesen.

Genau das passiert gerade auf der Erde. In dieser Lektion werden wir die Definition und den Erhalt der Biodiversität entschlüsseln. Du wirst lernen, warum der Verlust mancher Tierarten die Geschichte der Evolution härter trifft als andere und mit welchen globalen Strategien wir versuchen, unsere „Bibliothek des Lebens“ zu retten.

Schnellantwort

Was ist Biodiversität? Unter Biodiversität versteht man die Vielfalt des Lebens auf der Erde. Sie setzt sich aus drei Ebenen zusammen: der Artenvielfalt (Anzahl der Arten), der genetischen Vielfalt (Unterschiede innerhalb einer Art) und der Ökosystemvielfalt (Vielfalt der Lebensräume). Der Erhalt der Biodiversität ist entscheidend, um das Überleben von Ökosystemen und einzigartigen Evolutionslinien zu sichern.

Vorwissen

• Ökosystem: Eine Gemeinschaft aus Lebewesen (wie Tieren und Pflanzen) und ihrem unbelebten Lebensraum (wie Wasser, Boden und Licht). Beispiel: Ein Wald mit all seinen Bäumen, Rehen, Insekten und dem feuchten Waldboden bildet ein Ökosystem.
• Genpool: Die Gesamtheit aller Gene und ihrer Varianten (Allele) in einer Population. Beispiel: Alle verschiedenen Augenfarben, die in einer Gruppe von Menschen vorkommen, sind Teil ihres Genpools.

Aufgabentyp 1: Die drei Ebenen der Biodiversität

Wenn wir von Biodiversität (der Vielfalt des Lebens) sprechen, meinen wir nicht nur die Anzahl der Tiere. Die Biodiversität setzt sich aus drei verschiedenen Ebenen zusammen:

1. Artenvielfalt: Die Anzahl der verschiedenen Arten auf der Erde. Bisher haben Wissenschaftler etwa $1.5$ bis $1.8 \text{ Millionen}$ Arten beschrieben. Man schätzt jedoch, dass es weltweit etwa $10 \text{ Millionen}$ Arten gibt, besonders in den Baumkronen der Tropen und in der Tiefsee.
2. Genetische Vielfalt: Die genetischen Unterschiede innerhalb einer einzigen Art. (Zum Beispiel die verschiedenen Fellfarben bei Hunden).
3. Ökosystemvielfalt: Die Vielfalt an Lebensräumen wie Wäldern, Wüsten, Seen oder Korallenriffen.

Diese Ebenen hängen stark zusammen. Eine hohe Ökosystemvielfalt führt direkt zu einer hohen Artenvielfalt.

Ein gutes Beispiel dafür sind Brutvögel in Sachsen: In abwechslungsreichen, wasserreichen Landschaften (hohe Ökosystemvielfalt) finden sich $110$ bis $140$ verschiedene Vogelarten (hohe Artenvielfalt). Auf eintönigen, landwirtschaftlich genutzten Flächen gibt es hingegen weniger als $15$ Vogelarten.

Aufgabentyp 2: Genetische Vielfalt und der Flaschenhalseffekt

Wenn die Population einer Art immer kleiner wird, gehen viele genetische Varianten (Allele) für immer verloren. Das nennt man genetische Erosion.

Ein extremes Beispiel dafür ist der Flaschenhalseffekt. Stell dir vor, eine Katastrophe tötet fast die gesamte Population einer Art. Nur sehr wenige Individuen überleben zufällig.

Selbst wenn sich diese kleine Gruppe später wieder vermehrt und die Population wächst, stammen alle Nachkommen von diesen wenigen Überlebenden ab. Die genetische Vielfalt bleibt dauerhaft extrem niedrig. Das Przewalski-Wildpferd war in freier Wildbahn ausgestorben. Heute gibt es wieder wildlebende Herden, aber alle heute lebenden Tiere stammen von nur $13$ Vorfahren ab, die in den 1920er Jahren in Zoos lebten.

Neben den Genen einzelner Arten müssen wir auch ganze Evolutionslinien betrachten. Das sind einzigartige Entwicklungszweige im Stammbaum des Lebens. Wenn eine Art ausstirbt, die keine nahen Verwandten hat, geht ein ganzer, unwiederbringlicher Zweig der Evolution verloren.

Durchgerechnete Beispiele

Beispiel 1

Aufgabe

Der Sibirische Tiger und das Erdferkel sind beide bedroht. Das Erdferkel ist jedoch die einzige noch lebende Art in der gesamten Säugetier-Ordnung der Röhrenzähner. Erkläre, warum das Aussterben des Erdferkels aus evolutionärer Sicht ein viel größerer Verlust für die Biodiversität wäre als das Aussterben des Sibirischen Tigers.

Lösung Schritt für Schritt

Fortschritt

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1. 1
   Schritt 1
   Verwandtschaft des Tigers analysieren

   Der Sibirische Tiger gehört zur Familie der Katzen. Wenn er ausstirbt, gibt es immer noch viele andere Katzenarten (wie Löwen, Leoparden oder Hauskatzen), die sehr ähnliche Gene und Merkmale besitzen.

2. 2
   Schritt 2 · Ergebnis
   Verwandtschaft des Erdferkels analysieren

   Das Erdferkel hat keine nahen Verwandten mehr. Es ist die absolut letzte Art in seinem gesamten Entwicklungszweig.

Ergebnis:

Das Aussterben des Erdferkels wäre ein katastrophalerer Verlust, weil damit eine komplett einzigartige Evolutionslinie und ein einmaliger genetischer Bauplan für immer von der Erde verschwinden würde. Beim Tiger blieben zumindest verwandte Gene in anderen Katzenarten erhalten.

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Aufgabentyp 3: Hotspots und weltweiter Schutz

Um die Biodiversität effektiv zu schützen, konzentrieren sich Wissenschaftler oft auf sogenannte Biodiversitäts-Hotspots. Das sind relativ kleine Regionen auf der Erde, die zwei Bedingungen erfüllen:

1. Sie enthalten extrem viele endemische Arten (Arten, die nirgendwo sonst auf der Welt vorkommen).
2. Sie sind durch menschliche Aktivitäten stark bedroht.

Es gibt terrestrische (an Land) und marine (im Wasser) Hotspots:

• Terrestrische Hotspots: Sie bedecken nur $2.3 \%$ der Landoberfläche der Erde, beherbergen aber $50 \%$ aller Pflanzenarten! Man findet sie oft in Mittel- und Südamerika, Afrika, Südostasien und Australien.
• Marine Hotspots: Diese befinden sich ausschließlich in flachen Küstengewässern (wie Korallenriffen) und nicht in der Tiefsee.

Um diese und andere Gebiete zu retten, wurde das Weltnaturabkommen 2022 beschlossen. Dieses internationale Abkommen legt fest, dass bis zum Jahr 2030 mindestens $30 \%$ der weltweiten Land- und Meeresflächen unter Schutz gestellt werden müssen. Reichere Länder unterstützen dabei Entwicklungsländer finanziell.

Wichtige Erkenntnisse

• Drei Ebenen: Biodiversität umfasst die Artenvielfalt, die genetische Vielfalt und die Ökosystemvielfalt.
• Flaschenhalseffekt: Ein starker Rückgang der Population führt zu einem dauerhaften Verlust an genetischer Vielfalt.
• Evolutionslinien: Das Aussterben von Arten ohne nahe Verwandte (wie dem Erdferkel) vernichtet einzigartige Zweige im Stammbaum des Lebens.
• Hotspots: Kleine, stark bedrohte Gebiete mit extrem vielen einzigartigen Arten.
• Weltnaturabkommen 2022: Bis 2030 sollen $30 \%$ der Erde geschützt werden.