Wirtschaftswissenschaftler identifizieren Aussterberisiko von Arten
Die Dynamiken in den Netzwerken – hier Industrie und Märkte, da Arten und Lebensräume – sind den Forschern zufolge vergleichbar.
Komplexe Systeme können einander in ihren grundlegenden Strukturen ähneln. Das zeigt eine Studie des Complexity Science Hub (CSH) Wien. Der Hub verwendete Methoden der wirtschaftlichen Komplexitätsforschung, um das Aussterberisiko von Arten zu identifizieren.
Die Dynamiken in den Netzwerken – hier Industrie und Märkte, da Arten und Lebensräume – sind den Forschern zufolge vergleichbar. In seiner im Fachjournal «Chaos, Solitons & Fractals» veröffentlichten Arbeit stellte das Forschungsteam um Emanuele Calo, Giordano De Marzo und Vito Servedio das neue Modell vor, mit dem sich die ökologische Rolle von Arten abschätzen lässt.
«Die mathematischen Modelle, mit denen wir verstehen, wie Länder sich in globalen Handelsnetzwerken Wettbewerbsvorteile erarbeiten, können zeigen, wie Arten innerhalb von Ökosystemen interagieren und koexistieren», erklärte Servedio in einem Communiqué.
Ohne biologische Kenntnisse konnten die Physiker nur anhand von Netzwerkdaten die ökologischen Rollen der verschiedenen Arten rekonstruieren.
Während sich etablierte netzwerkbasierte Messmethoden oft auf eine einzige Kennzahl zur Quantifizierung der Relevanz einer Art stützen, berücksichtigen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die doppelte Rolle, die jede Art in einem Ökosystem spielt – nämlich als Räuber und als Beute. Das ermöglichte es ihnen zu verstehen, welche Arten eine Schlüsselrolle im jeweiligen Lebensraum spielen und welche am meisten gefährdet sind.
Methode kann in allen Ökosystemen angewandt werden
Als Basis dienten reale Daten aus sechs Ökosystemen in den USA, darunter die Zypressensümpfe der Florida Bay und die Coachella-Wüste in Kalifornien. Jede Art erhielt dabei zwei Werte: Zum einen für ihre «Wichtigkeit», die besagt, wie viele andere Arten von ihr als Nahrungsquelle abhängen.
Zum anderen erhielten die Arten einen Wert für die «Robustheit», der angibt, wie wahrscheinlich es ist, dass eine Art überlebt, abhängig davon, wie flexibel und erfolgreich sie bei der Nahrungssuche ist. So lassen sich Verwundbarkeiten und Schlüsselarten identifizieren.
Am Beispiel des Nahrungsnetzes in den Zypressensümpfen in Florida zeigte sich die grosse «Wichtigkeit» von Phytoplankton. Wird dieses aus dem Netzwerk entfernt, führt das zum Aussterben weiterer Arten.
Auf der anderen Seite identifizierten die Forschenden sehr robuste Arten wie Alligatoren, die aufgrund ihrer vielfältigen Ernährung und ihrer geringen Gefährdung durch andere Raubtiere in der Regel länger überleben, wenn das gesamte Ökosystem unter Druck gerät. Arten mit niedriger Robustheit seien hingegen am anfälligsten und vom Aussterben bedroht, schreiben die Forscher in ihrer Arbeit.
Die Methode könne, ergänzend zu bestehenden Bewertungsverfahren, in allen Ökosystemen angewandt werden, solange es Daten darüber gebe, welche Arten dort lebten und wer wen fresse, schreiben die Forscher. Der Hinweis auf versteckte Schwachstellen in einem Lebensraum und Gefährdungen, die nicht immer offensichtlich seien, könnten bei der Naturschutzplanung helfen. Dadurch könnten begrenzte Ressourcen und Schutzmassnahmen dorthin gelenkt werden, wo sie am meisten bewirkten.
