Garcia, R. A. & S. Clusella-Trullas (2025): Microclimatic changes caused by plant invasions and warming: uncovering thermal costs and benefits to a tortoise. – Conservation Physiology 13(1): coaf016.
Mikroklimatische Veränderungen durch Pflanzeninvasionen und Erwärmung: Aufdeckung der thermischen Kosten und Vorteile für eine Schildkröte.
DOI: 10.1093/conphys/coaf016 ➚
Homopus areolatus,
© Raquel A. Garcia
Die Invasion nichteinheimischer Pflanzen und die Klimaerwärmung verändern die mikroklimatischen Bedingungen, die Organismen in ihren Lebensräumen vorfinden, was sich möglicherweise auf die Fitness einheimischer Tierarten, insbesondere ektothermer Tiere, auswirkt. Vorhersagen für den Artenschutz verwenden zunehmend Mikroklimadaten auf feinen räumlichen Skalen, die für die Organismen relevant sind, aber sie übersehen in der Regel die modulierende Wirkung, die Vegetationsveränderungen auf das im Lebensraum vorhandene Mikroklima haben. Hier quantifizieren wir die mikroklimatischen Veränderungen, die durch invasive Bäume und die gleichzeitige Erwärmung einheimischer Lebensräume hervorgerufen werden, und bewerten die sich daraus ergebenden thermischen Vorteile und Kosten für eine kleine Schildkrötenart (Homopus areolatus) aus der Sicht des Organismus und während ihres Lebenszyklus. Wir haben die operative Temperatur über und unter der Erde im Feld aufgezeichnet, die Vielfalt der Mikrohabitate über die vier Jahreszeiten hinweg erfasst und die optimale Temperatur der Art im Labor untersucht. Wir sind über die übliche Verwendung von Durchschnittswerten hinausgegangen und haben eine Reihe von Messgrößen angewandt, um die Unterschiede zwischen den von invasiven Pflanzen besiedelten Gebieten und einheimischen Gebieten in der räumlich-zeitlichen Temperaturverteilung zu erfassen. Ebenso quantifizierten wir für diese Schildkrötenspezies die Auswirkungen, die sich aus der Kombination von Erwärmung und thermischer Habitateignung ergeben. Es zeigte sich, dass die invadierten Gebiete kühler wurden und im Sommer weniger Temperaturen ausgesetzt waren, die über den optimalen Werten für die Art lagen. Es wird erwartet, dass dieser Puffereffekt bei einer weiteren Klimaerwärmung noch ausgeprägter sein wird, so dass sich die von eingewanderten Pflanzen besiedelten Gebiete zu potenziellen thermischen Refugien entwickeln. Eine geringere räumliche thermische Heterogenität während warmer Perioden, häufiger auftretende suboptimale niedrige Temperaturen im Winter und kältere unterirdische Inkubationsbedingungen in invadierten Gebieten könnten sich jedoch nachteilig auf das langfristige Überleben der Art auswirken. Unsere Ergebnisse zeigen, dass die thermischen Auswirkungen invasiver Pflanzen auf ektotherme Tiere sehr unterschiedlich sind, und unterstreichen, wie wichtig es ist, eine Reihe von Metriken anzuwenden, um Veränderungen des Mikroklimas zu bewerten. Der hier verwendete Ansatz veranschaulicht den Wert der Integration thermophysiologischer und mikroklimatischer Informationen für ein eher mechanistisches Verständnis von Naturschutzproblemen.
Kommentar von H.-J. Bidmon
Hierbei handelt es sich sicher um einen sehr interessanten Untersuchungsansatz der verdeutlicht, dass die mit dem Klimawandel eintretenden Veränderungen wie Temperaturanstieg und/oder auch Veränderungen bei den Niederschlagsmengen zusammen mit der Besiedlung invasiver Vegetation zu mikroklimatischen Habitatveränderungen führen kann oder gar führen wird. Dabei könnte es durchaus sein, dass sich eine Zunahme bei der Pflanzenbedeckung positiv z. B. auf die Aufrechterhaltung eines günstigeren Geschlechterverhältnis bei TSD-Arten auswirken (siehe auch Deem et al., 2023). Ebenso könnte sich die Ernährungssituation für manche Arten verbessern (siehe dazu auch Birkhead et al., 2005; Hazard et al., 2009; 2010). Ob aber die Zunahme der Vegetation im Winter zu einer starken Abkühlung führen würde halte ich für spekulativ, denn normalerweise puffert die Vegetation zu starke Auswirkungen von Kälteeinbrüchen ab (siehe auch Currylow et al., 2013). Durch Beschattung könnten sich wahrscheinlich nur die Phasen einer gemäßigteren Abkühlung im Boden etwas durch die Beschattung verlängern. Aber diesbezüglich dürfte es viele lokale spezifische Unterschiede geben. Die Arbeit liefert in der Einleitung eine gute Literaturübersicht zur Thematik und eine umfassende vergleichende Übersicht in der Diskussion.
Literatur
Birkhead, R. D., C. Guyer, S. M. Hermann & W. K. Michener (2005): Patterns of folivory and seed ingestion by gopher tortoises (Gopherus polyphemus) in a southeastern pine savanna. – American Midland Naturalist 154(1): 143-151 oder Abstract-Archiv.
Currylow, A. F., B. J. MacGowan & R. N. Williams (2013): Hibernal thermal ecology of eastern box turtles within a managed forest landscape. – Journal of Wildlife Manage¬ment 77(2): 326-335 oder Abstract-Archiv.
Deem, S. L., S. Rivera, A. Nieto-Claudin, E. Emmel, F. Cabrera & S. Blake (2023): Temperature along an elevation gradient determines Galapagos tortoise sex ratios. – Ecology and Evolution 13(4): e100008 oder Abstract-Archiv.
Hazard, L. C., D. R. Shemanski & K. A. Nagy (2010): Nutritional Quality of Natural Foods of Juvenile and Adult Desert Tortoises (Gopherus agassizii): Calcium, Phosphorus, and Magnesium Digestibility. – Journal of Herpetology 44(1): 135-147 oder Abstract-Archiv.
Hazard, L. C., D. R. Shemanski & K. A. Nagy (2009): Nutritional Quality of Natural Foods of juvenile Desert Tortoises (Gopherus agassizii): Energy, Nitrogen, and Fiber Digestibility. – Journal of Herpetology 43(1): 38-48 oder Abstract-Archiv.
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Homopus areolatus – Areolen-Flachschildkröte