Werden die Ökosysteme zwangsläufig zusammenbrechen, wenn die großen Fleischfresser aussterben?

Produziert von: Science Popularization China

Autor: Jia Wei

Hersteller: China Science Expo

Vielleicht liegt es an ihrer Größe oder daran, dass der Mensch am oberen Ende der Nahrungskette steht, dass wir großen Fleischfressern, die ebenfalls weiter oben in der Nahrungskette stehen, mehr Aufmerksamkeit schenken. Daher gehen wir unbewusst davon aus, dass große Fleischfresser im Ökosystem wichtiger sind als kleine Pflanzenfresser. Die Menschen fragen sich unweigerlich: Wird das ökologische Gleichgewicht durch das Aussterben der großen Fleischfresser gestört und wird das Ökosystem letztlich irreparabel zerstört und kollabiert?

Bildquelle: Veer Gallery

1. Sie können zwischen Arten auf derselben trophischen Ebene ersetzt werden

Die Organismen im Ökosystem sowie die Organismen und die anorganische Umwelt stehen durch Energiefluss, Stoffkreislauf und Informationstransfer im dynamischen Gleichgewicht. Gleichzeitig verfügt das Ökosystem über die Fähigkeit, seine eigene Stabilität aufrechtzuerhalten. Es wird allgemein angenommen, dass die Fähigkeit zur Selbstheilung umso stärker ist, je komplexer das Nahrungsnetz eines Tieres ist.

In einem relativ stabilen Ökosystem kann eine ausgestorbene Art durch andere ähnliche Arten ersetzt werden. Wenn beispielsweise in einem Graslandökosystem der Gepard, ein großes Raubtier, ausstirbt, wird die Zahl der pflanzenfressenden Gazellen innerhalb kurzer Zeit stark ansteigen, und die Grasmenge wird ebenfalls stark abnehmen. Wenn es neben dem Geparden noch ein weiteres Raubtier (wie etwa einen Wolf) gibt, wird der Raubdruck auf die Hirsche nach dem Aussterben des Geparden durch die Wölfe weiter zunehmen. Dadurch wird die Hirschpopulation nicht zu sehr anwachsen und möglicherweise der Zusammenbruch des Ökosystems verhindert.

Wölfe und Geparden jagen (Fotoquelle: Veer Gallery)

Tatsächlich können Wölfe und Geparden im Nahrungsnetz auf derselben trophischen Ebene stehen und unterschiedliche Arten auf derselben trophischen Ebene haben dieselbe „Rolle“. Wenn Geparden also aussterben, können sie durch Wölfe „ersetzt“ werden. Im Einzelnen können unterschiedliche Arten auf derselben trophischen Ebene die Funktionen des Stoffkreislaufs, des Energieflusses und der Informationsübertragung im Ökosystem in gleichem Maße erfüllen.

Um auf die ursprüngliche Hypothese zurückzukommen: Wenn wir andere Dinge finden, die große Fleischfresser ersetzen können und die Funktionen des Materialkreislaufs, des Energieflusses und der Informationsübertragung im Ökosystem in gleichem Maße erfüllen, oder wenn das Aussterben großer Fleischfresser das ökologische Gleichgewicht nicht durch die Beeinträchtigung dieser drei Funktionen zerstört, dann glauben wir, dass das Ökosystem aufgrund des Aussterbens großer Fleischfresser nicht zusammenbrechen wird.

2. Kann während des Energieflusses ersetzt werden

Was den Energiefluss betrifft, ist dieser daher unidirektional und kann nur von der ersten trophischen Ebene zur zweiten trophischen Ebene und dann wiederum zu den nachfolgenden trophischen Ebenen fließen. Es ist irreversibel und kann nicht zirkulieren. Die Energie nimmt während des Flusses schrittweise ab und die Übertragungseffizienz zwischen zwei benachbarten trophischen Ebenen beträgt etwa 10 bis 20 %.

Daher ist die tatsächlich von großen Fleischfressern gewonnene Energie sehr gering und die meiste Energie konzentriert sich auf das untere Ende der Art, das heißt zwischen grünen Pflanzen und Pflanzenfressern. Das heißt, selbst wenn große Fleischfresser nacheinander aussterben, bleibt der Prozess des Energieflusses nahezu unberührt. Große Fleischfresser können während des Energieflusses ersetzt werden.

Fast die gesamte Energie auf der Erde kommt von der Sonne (Bildquelle: veer Gallery)

Gleichzeitig bezieht sich der Stoffkreislauf des Ökosystems auf die Elemente wie C, H, O, N, P, aus denen Organismen bestehen, die ständig von der anorganischen Umwelt in die biologische Gemeinschaft und dann in die anorganische Umwelt zirkulieren. Beispielsweise gelangt Kohlenstoff aus der anorganischen Umgebung hauptsächlich in Form von Kohlendioxid durch die Photosynthese grüner Pflanzen in das Biom, wird dann über Nahrungsketten und Nahrungsnetze zwischen Organismen übertragen und gelangt schließlich durch die Atmung der Organismen oder die Zersetzung von Zersetzern aus dem Biom in die Atmosphäre.

Wenn große Fleischfresser nacheinander aussterben, wird die Atmung der Organismen nur bis zu einem gewissen Grad beeinträchtigt (zum Beispiel führt das Aussterben der Geparden in Graslandökosystemen zu einer Zunahme der Gazellenzahl, was eine entsprechende Zunahme der Atmung zur Folge hat), und die Zersetzung der Zersetzer wird nur minimal beeinträchtigt, so dass der Stoffkreislauf des Ökosystems im Grunde nicht beeinträchtigt wird und große Fleischfresser in den Stoffkreislauf aufgenommen werden können.

Materialkreislauf (Bildquelle: Panorama Network)

3. Geringe Auswirkungen auf die Informationsübertragung im Ökosystem

Und schließlich wird sich im Hinblick auf die Informationsübermittlung nach dem Aussterben der großen Fleischfresser das Informationsübermittlungsmuster des Ökosystems ändern. Die Gesamtauswirkungen werden jedoch nicht allzu groß sein, da es ohne Raubtiere keine Möglichkeit gibt, die physischen und verhaltensbezogenen Informationen ihrer Raubtiere an die Pflanzenfresser weiterzugeben. Die Wachsamkeit der Pflanzenfresser wird abnehmen, ihr Überleben wird durch die Abnahme der Wachsamkeit jedoch nicht gefährdet. Selbst wenn das Aussterben großer Fleischfresser die Informationsübertragung zwischen Organismen beeinträchtigt, führt dies nicht zum Zusammenbruch des Ökosystems.

Für andere Tiere, die möglicherweise wegen einer Überbevölkerung beunruhigt sind, wie etwa Pflanzenfresser, ist die Raubtierjagd nur ein Faktor, der ihre Anzahl begrenzt. Zu den Faktoren, die das Wachstum von Tierpopulationen begrenzen, gehören endogene und exogene Faktoren. Prädation ist nur einer der exogenen Faktoren. Zu den exogenen Faktoren zählen auch Krankheiten, Parasitenbefall, Naturkatastrophen, Nahrungsmittelknappheit usw. Zu den endogenen Faktoren zählen Territorialverhalten, endokrine Regulierung usw. Diese Verhaltensweisen werden sich in kurzer Zeit nicht ändern, da die Raubtiere plötzlich verschwinden. Diese Faktoren werden das Wachstum anderer Arten einschränken.

Totes Reh (Fotoquelle: Veer-Fotogalerie)

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Ökosystem aus der Perspektive des „Zusammenbruchs“ nicht vollständig zusammenbrechen wird, selbst wenn alle großen Fleischfresser aussterben. Nach einer langen Evolutionsphase können Pilze die Ökologie in einen Zustand zurückversetzen, den wir heute nicht wiedererkennen. Selbst wenn alle Pflanzen und Tiere verschwunden wären, könnten Bakterien weiterhin für die Aktivität der Biosphäre der Erde sorgen. Darüber hinaus wird das „Aussterben der großen Fleischfresser“ nicht zum Aussterben vieler Tiere führen, und die Anzahl der Pflanzenfresser als Nahrung kann auch durch Krankheitserreger, Parasiten und den Menschen kontrolliert werden.

Quellen:

[1] Justine L. Atkins, Ryan A. Long, Johan Pansu, Joshua H. Daskin, Arjun B. Potter, Marc E. Stalmans, Corina E. Tarnita, Robert M. Pringle. Kaskadeneffekte der Ausrottung großer Beutegreifer in einem afrikanischen Ökosystem[J]. Science, 2019, 364(6436).

[2] Hoeks Selwyn, Huijbregts Mark AJ, Busana Michela, Harfoot Michael BJ, Svenning JensChristian, Santini Luca. Mechanistische Einblicke in die Rolle großer Fleischfresser für die Struktur und Funktion von Ökosystemen[J]. Ökologie, 2020, 43(12).