21.01.2014

Tropenwälder bergen komplexere Vielfalt als es scheint

Die Universität Freiburg hat an einer internationalen Studie mitgearbeitet, die belegt, dass die Umkehrung der Jahreszeiten am Äquator dazu beiträgt, die Regenwälder Zentralafrikas zu strukturieren. Jede Baumart charakterisiert sich durch ihr eigenes Muster genetischer Vielfalt. Diese Feststellung bekräftigt die Dringlichkeit einer gründlichen Analyse der Biodiversität dieser durch den globalen Wandel bedrohten Wälder.

Stamm von Trichoscypha acuminata, die "Gabun-Traube", mit essbaren Früchten die direkt am Stamm wachsen (Foto: Myriam Heuertz)

Die Faktoren, welche die Artenvielfalt in den tropischen Wäldern strukturieren, bilden für die Forschenden seit langem ein Rätsel. Tatsächlich verfügen Tropengebiete nicht über einen Temperaturgradienten (Temperaturgefälle) Nord-Süd, der weitgehend für die Verbreitungsgebiete der gemässigten Arten und für die Struktur ihrer genetischen Vielfalt verantwortlich ist. Myriam Heuertz, Forscherin am Institut für Biologie an der Universität Freiburg mit einem Stipendium für europäische Forscher in Europa zur Laufbahnentwicklung (IEF, Marie-Curie-Massnahme) konnte in Zusammenarbeit mit Institutionen in Belgien, Spanien, Kamerun und im Vereinigten Königreich zeigen, dass die Umkehrung der Jahreszeiten auf der Ebene des meteorologischen Äquators die genetische Struktur einer Probe von zentralafrikanischen tropischen Baumarten weitgehend erklärt.

Geschichte und genetische Struktur

In dieser Studie, die am 8. Januar in der Online Fachzeitschrift PLOS ONE veröffentlicht wurde, vergleichen die Autoren die Verteilung der genetischen Vielfalt von vierzehn tropischen Baumarten in der Region Niederguinea in Zentralafrika, vor allem in Kamerun und Gabun. Die Analyse von genetischen Sequenzen aus der chloroplastischen DNA (Erbinformation) ermöglicht den Forschenden eine Untersuchung der Geschichte der Waldvegetation. In der Tat wird die chloroplastische DNA mittels den Samen von Generation zu Generation weitergegeben und widerspiegelt somit die Verteilungsgeschichte der Bäume. Die genetische Struktur dieser Baumarten konnte weder durch den regionalen Kontinentalgradienten Ost-West noch durch die Umkehrung der Jahreszeiten erklärt werden. Daraus lassen sich zwei mögliche Erklärungen schliessen: Entweder weisen die Baumarten unterschiedliche Entwicklungsgeschichten auf oder sie verfügen über ein gemeinsames Muster, das aber zu schwach ist, um in den Daten nachgewiesen zu werden. Eine intensivere Analyse von vier Baumarten bestätigt die zweite Hypothese: Der meteorologische Äquator fällt mit der genetischen Diskontinuität dieser Arten zusammen. Hiervon die Baumart Iroko, die für ihr Holz geschätzt wird oder die „Gabun-Trauben“, deren süssen und saftigen Früchte einfach gelesen werden können, da sie direkt auf dem Stamm wachsen.

Die Autoren haben zudem herausgefunden, dass Baumarten des tropischen Afrikas oft eine sehr hohe genetische Vielfalt beherbergen, was vermuten lässt, dass morphologisch sehr ähnliche, aber doch genetisch verschiedene Baumarten unter demselben Artennamen geführt werden. Eine Untersuchung der Evolution und Funktionsweise der Biodiversität von Tropenwäldern ist dringend nötig. Denn die globalen Veränderungen könnten Baumarten, welche für die Wissenschaft bisher noch unbekannt sind, verschwinden lassen. Ein grosser Verlust von Ressourcen für Ökosystemleistungen, einschliesslich der Verhinderung von Entdeckung von Arzneistoffen, wären die Folgen.


Link zur Studie:
http://dx.plos.org/10.1371/journal.pone.0084307

Kontakt:
Myriam Heuertz, Departement für Biologie, myriam.heuertz@unifr.ch, 026 300 88 59