Das Anpassungspotenzial von Makroalgen an multifaktorielle Umweltveränderungen durch den Klimawandel

Unser gegenwärtiges Wissen der Effekte des globalen Klimawandels beschränkt sich meist auf Kurzzeitstudien, von einzelnen Faktoren unter konstanten Bedingungen und einzelnen Jahreszeiten. An diesem Punkt setzt meine Doktorarbeit an, in der ich die Rolle der genetischen Diversität im Hinblick auf die Toleranz multipler Umweltstressoren auf Fucus vesiculosus untersucht habe. Reaktionen experimenteller Populationen und verschiedene Diversitätslevel von F. vesiculosus konnten auf unterschiedliche Reaktionen im Hinblick zu multiplen globalen und lokalen Faktoren untersucht werden. Die mutmaßliche verringerte genetische Diversität der Makrophyten Populationen in der Ostsee im Vergleich zu anderen, wie z.B. atlantische Populationen, könnte das Anpassungspotential begrenzen.  

Die Simulation der Erwärmung und Versauerung unter Erhaltung natürlicher und saisonaler Fluktuationen zeigten die saisonale Abhängigkeit der Effekte. Erwärmung verstärkte die Wachstumsraten im Sommer, verursachten aber eine erhöhte Mortalität im Spätsommer und hatte einen größeren Einfluss verglichen mit Versauerung auf die Leistung der Keimlinge. Um die Kombination globaler und lokaler Stressoren zu untersuchen, wurden experimentelle Populationen der Nährstoffanreicherung sowie gemeinsamer Erwärmung und Versauerung ausgesetzt. Hitzestress verringerte die Wachstumsraten und das Überleben der F. vesiculosus Keimlinge deutlich.  Die zusätzliche Nährstoffanreicherung schwächte den Hitzestress stark ab und zeigte somit eine antagonistische Interaktion. Die Empfindlichkeit zu hypoxischen Bedingungen wurde durch die vorherige Aussetzung von Hitzestress verstärkt. Die Empfindlichkeit der F. vesiculosus Keimlinge wurde also von simultanen sowie sequentiellen Effekten verschiedener Faktoren bestimmt. Große Unterschiede der Reaktionen genetisch unterschiedliche Geschwisterscharen zu Umweltbedingungen sowie die erhöhte Stresstoleranz der hohen Diversitätslevel deuten auf ein erhöhtes Anpassungspotential in genetisch diversen Populationen hin.  

Zusammenfassend zeigen die Ergebnisse, dass die realistische Einschätzung der Reaktionen von F. vesiculosus Populationen auf Umweltstress eine Hochskalierung benötigt: Multiple Faktoren unter stochastischen und saisonalen Fluktuationen in Anbetracht des Anpassungspotentials beeinflussen das Bestehen von Jungstadien und damit das Fortbestehen dieser Art.  

Ökologische Forschungen unter der Betrachtung der evolutiven Anpassung und biologischen Organisationsstufen sind notwendig, um die zukünftige Entwicklung von F. vesiculosus in der Ostsee einzuschätzen und geeignete Naturschutz-Strategien unter Einfluss des Klimawandels zu finden.