Fledermäuse im Himalaya sind in hohen Lagen funktionell weniger vielfältig – bei gleicher evolutionärer Diversität

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Millionen Jahre der Evolution haben zu einer immensen Vielfalt an Arten
geführt, von denen jede auf einzigartige Weise an ihre Umwelt angepasst
ist. Eine einfache Methode zur Messung der biologischen Vielfalt ist über
die Anzahl der Arten (taxonomische Vielfalt), doch in jüngerer Zeit
gewinnen weitere Maße an Bedeutung: die funktionelle Vielfalt – also die
Vielfalt der phänotypischen Merkmale, die es den Organismen ermöglichen,
ihre ökologischen Funktionen zu erfüllen ¬– und die phylogenetische
Vielfalt, d. h. die Vielfalt der Verästelungen im Baum des Lebens.

In einer in der Fachzeitschrift „Scientific Reports“ veröffentlichten
Arbeit vergleicht ein Wissenschaftsteam unter Leitung des Leibniz-
Instituts für Zoo- und Wildtierforschung (Leibniz-IZW) diese Ansätze: Es
fand heraus, dass Artenreichtum und funktionelle Vielfalt von
Fledermausgemeinschaften im Himalaya mit zunehmender Höhe abnehmen, die
phylogenetische Vielfalt jedoch gleich bleibt. Ihre Ergebnisse geben
Aufschluss über die Vielfalt der Fledermäuse im Himalaya und dienen als
wichtige Grundlage für die Bewertung dieser Vielfalt im Kontext von
Umweltveränderungen.
Erstautor Rohit Chakravarty vom Leibniz-IZW und seine Kolleg:innen
untersuchten drei verschiedene Ansätze zur Ermittlung von
Biodiversitätsmustern bei Fledermäusen entlang eines Höhengradienten im
Himalaya. Gebirgsregionen bieten ideale Voraussetzungen für diese Art von
Analysen, da sie eine große Anzahl unterschiedlicher Klima- und
Vegetationszonen auf engem Raum umfassen. „Es ist gut bekannt, wie sich
Artenreichtum entlang dieser Höhengradienten verändert, aber um die
evolutionären Prozesse zu verstehen, die zu dieser Verteilung der Arten
führen, muss man die Vielfalt der Merkmale und die Evolutionsgeschichte
der Vielfalt analysieren“, erklärt Chakravarty. Das Team fing im
westlichen Himalaya Fledermäuse in Höhenlagen zwischen 1.500 und 3.500
Metern und erfasste deren phänotypische Merkmale wie zum Beispiel
Flügelform und Echoortungsrufe – beides sind wichtige Merkmale, die
typisch für bestimmte Formen der Nahrungssuche sind. Diese Informationen
verglichen sie mit dem Stammbaum der Fledermausarten im Himalaya, der die
sogenannte phylogenetische Vielfalt widerspiegelt. „Die phylogenetische
Vielfalt zeigt die Anzahl der Stufen oder evolutionären Anpassungen an,
die die Arten voneinander unterscheiden“, erklärt Chakravarty. „Vom
evolutionären Standpunkt aus ist das interessant. Drei Arten, die auf
demselben Ast – oder sogar Zweig – des ‚Baum des Lebens‘ sitzen, haben
eine gemeinsame Evolutionsgeschichte, das heißt, sie haben sich aus einem
gemeinsamen Vorfahren entwickelt und können daher ähnliche Anpassungen an
die Umweltbedingungen aufweisen. Sitzen diese drei Arten auf weit
entfernten Ästen, verfügt die Gemeinschaft über eine höhere evolutionäre
Vielfalt, was als phylogenetische Vielfalt bezeichnet wird.“
Aus evolutionsbiologischer Sicht bedeutet eine hohe phylogenetische
Vielfalt nicht automatisch Gruppen von Arten mit unterschiedlichen
Merkmalen. Die Wissenschaftler:innen stellten fest, dass Fledermausarten
in höheren Lagen des Himalaya ähnliche Merkmale aufweisen, was darauf
hindeutet, dass die dortigen Umweltbedingungen spezifische Merkmale
“herausfiltern“, die für das Überleben in großen Höhen zwingend
erforderlich sind. Allerdings war die phylogenetische Vielfalt in den
höchsten Lagen nicht geringer als in den darunter liegenden Tälern, das
heißt die Arten höherer Lagen waren ähnlich nah oder entfernt miteinander
verwandt wie die Arten niedrigerer Lagen. „Dies zeigt, dass die Verwendung
zusätzlicher Indikatoren für die Biodiversität, die über den Artenreichtum
in einer Region hinausgehen, einen Mehrwert für die Bewertung der Vielfalt
hat“, sagt Dr. Viktoriia Radchuk, Wissenschaftlerin in der Abteilung
Ökologische Dynamik des Leibniz-IZW und Senior-Autorin der Studie.
„Darüber hinaus wird deutlich, dass in diesem speziellen Fall die
phylogenetische Diversität kein guter Ersatz für die Messung der
funktionellen Diversität ist.“ In der untersuchten Region lassen sich die
Unterschiede in der funktionalen und phylogenetischen Diversität auf eine
Fledermausfamilie zurückführen, die Hufeisennasen. Diese Fledermausarten
kommen nur in tieferen Lagen vor und weisen trotz ihrer Zugehörigkeit zur
gleichen Familie (und der daraus resultierenden phylogenetischen
Ähnlichkeit) sehr unterschiedliche Merkmale auf.
Betrachtet man biologische Vielfalt als mehr als nur die Anzahl der Arten
in einer Region, bietet sich die Möglichkeit, die Evolution als
vielschichtigen Prozess zu verstehen. Aufbauend auf dem in diesem
wissenschaftlichen Aufsatz verfolgten Ansatz könnten künftige Arbeiten
untersuchen, wie sich Fledermausarten entlang von Klima- und
Vegetationsgradienten im Himalaya entwickelten. Dies könnte zu einem
besseren Verständnis vergangener Evolutionsprozesse  beitragen und auch
zuverlässigere Vorhersagen darüber ermöglichen, wie Arten auf künftige,
veränderte Umweltbedingungen reagieren könnten. Der Himalaya erwärmt sich
dreimal so schnell wie der globale Durchschnitt, was diese Fragen zu
dringenden Themen der Umweltforschung macht.

Publikation
Chakravarty R, Mohan R, Voigt CC, Krishnan A, Radchuk V (2021): Functional
diversity of Himalayan bat communities declines at high elevation without
the loss of phylogenetic diversity. Scientific Reports. DOI:
10.1038/s41598-021-01939-3