Mark Ryan / Mary Parrish / Jay Matternes / Smithsonian Institution

An Land lebende Arten machen 85% bis 95% der gesamten Artenvielfalt aus auf der Erde heute. Dies ist besonders beeindruckend, wenn man bedenkt, dass die Kontinente nur 30% der Oberfläche unseres Planeten bedecken. Und dass die meisten Landarten Nachkommen einer kleinen Anzahl von Pioniergruppen sind, die vor etwa 400m Jahren in das Land eingedrungen sind.

Überraschenderweise sind sich die Wissenschaftler jedoch nicht einig, wann die Artenvielfalt an Land ein modernes Niveau erreicht hat. Ist das, was wir heute sehen typisch der letzten zehn oder sogar hundert Millionen Jahre? Oder hat die Vielfalt mit exponentiell zugenommen? wesentlich mehr heute lebende Arten als je zuvor?

In einer neues Papier In Nature Ecology & Evolution haben meine Co-Autoren und ich untersucht, wie sich die Vielfalt der Landwirbeltierarten, die in „lokalen“ Ökosystemen (auch als „ökologische Gemeinschaften“ bezeichnet) leben, in den letzten 375m-Jahren verändert hat. Wir analysierten nahezu 30,000-Fossilien, die Fossilien von Tetrapoden, Landwirbeltieren wie Säugetieren, Vögeln, Reptilien (einschließlich Dinosauriern) und Amphibien hervorgebracht haben. Durch die Zählung der Arten innerhalb einzelner Fossilienstandorte konnten wir die Vielfalt in alten ökologischen Gemeinschaften abschätzen.

Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Reichtum an Artenvielfalt an Land, der heute auf der ganzen Welt zu beobachten ist, kein neues Phänomen ist. Die Vielfalt innerhalb der Tetrapoden-Ökosysteme ist zumindest in den letzten 60m-Jahren seit dem baldigen Aussterben der Dinosaurier ähnlich. Dies lässt darauf schließen, dass die prominente Vorstellung, dass die Artenvielfalt in Ökosystemen mehr oder weniger zunimmt kontinuierlich im Laufe der Zeit ist falsch. Stattdessen ist es wahrscheinlich, dass die Art und Weise, wie Arten interagieren - zum Beispiel indem sie um Ressourcen wie Raum und Nahrung konkurrieren - die Anzahl der Arten begrenzt, die in lokale Ökosysteme gepackt werden können.

Das bedeutet nicht, dass die lokale Vielfalt bei Tetrapoden im Laufe der letzten 375m-Jahre nicht zugenommen hat. Unsere Ergebnisse zeigen auch, dass diese Vielfalt heute mindestens dreimal so hoch ist wie vor rund 300m Jahren, als die Tetrapoden erstmals wichtige Innovationen für das Leben an Land entwickelten (z. B. die Fruchtwasser Ei, was die Fortpflanzung von Wasserquellen ermöglichte). Wir haben jedoch festgestellt, dass Erhöhungen der Diversität selten sind und geologisch gesehen relativ abrupt erfolgen. Ihnen folgen in der Regel auch Dutzende von Millionen von Jahren, in denen keine Erhöhungen auftreten.

Der größte Anstieg der lokalen Diversität war, wie sich herausstellte, nach dem Massensterben der Dinosaurier vor 66m Jahren zu verzeichnen. Innerhalb weniger Millionen Jahre nach diesem Ereignis war die lokale Vielfalt im Vergleich zum Aussterben um das Zwei- bis Dreifache gestiegen, was vor allem dem spektakulären Erfolg moderner Säugetiere zu verdanken war, die den von den Dinosauriern hinterlassenen ökologischen Raum füllten. Nach diesem starken Anstieg nahm die lokale Vielfalt der Tetrapoden in den nächsten 60m-Jahren jedoch nicht zu.

Verschiedene Skalen

Die konkurrierenden Modelle der Tierdiversifikation geben klare Vorhersagen darüber, wie sich die Diversität auf lokaler Ebene im Laufe der geologischen Zeit ändern sollte, entweder mit langfristiger Stabilität oder mit kontinuierlicher Zunahme. Indem wir zeigen, dass die lokale Vielfalt jahrmillionenlang an Grenzen stößt, stellen unsere Ergebnisse Modelle in Frage, die zeigen, dass die Diversifikation mehr oder weniger ungeprüft bleibt. Die Vielfalt auf kontinentaler oder globaler Ebene kann jedoch einem anderen Muster folgen, sodass unsere Ergebnisse nicht unbedingt auch auf diese Skalen zutreffen.

Beispielsweise könnten nach einem Massensterben die meisten Arten auf einem Kontinent ausgelöscht werden. Eine relativ kleine Anzahl überlebender Arten könnte jedoch sehr erfolgreich werden und sich weit verbreiten. In diesem Szenario würde die Vielfalt auf dem gesamten Kontinent zusammenbrechen, aber die lokale Vielfalt könnte unverändert erscheinen, da überall die gleiche kleine Anzahl von Arten anzutreffen wäre.

In der Tat scheint ein ähnlicher Prozess zu sein passiert jetzt als Reaktion auf die Zerstörung des Lebensraums durch den Menschen. Invasive Arten breiten sich weit aus und fördern manchmal die lokale Vielfalt, obwohl die regionale Vielfalt möglicherweise abnimmt. Aber vorherige Arbeit Meiner Forschungsgruppe über die Diversität von Landwirbeltieren auf kontinentaler Ebene im Mesozoikum und im frühen Känozoikum (vor etwa 250m bis 47m Jahren) zufolge weisen die Artenzahlen auf Kontinenten über lange Zeiträume ein ähnliches Muster auf wie auf lokaler Ebene. Dies bedeutet, dass die spektakuläre Vielfalt an Land heute - zumindest bei Wirbeltieren - wahrscheinlich keine Neuerung ist.

Über den Autor

Roger Close, ERC-Forschungsstipendiat für Paläobiologie, Universität von Birmingham

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