Biodiversität

Waren für diese gewaltigen Rückgänge der Biodiversität jedoch geologische Faktoren verantwortlich, die sich sehr stark auf das Klima auswirkten, so ist das derzeitige Artensterben alleine auf die Aktivitäten einer Art, des Menschen, zurück zu führen. Es ist eine gewisse Tragik, dass das erste Lebewesen, das über die Geschichte des Lebens und die Biodiversität nachdenken kann, selbst für deren Minderung große Verantwortung trägt.

Bei der Artenausstattung eines Gebietes spielt die Artneubildungsrate und die Aussterberate eine Rolle, aber auch die Zuwanderung und Abwanderung von Arten. Letzteres wird von der Lage des Gebietes (Isolation gegenüber anderen Arealen) und von der Ausbreitungsfähigkeit der Arten bzw. ihrer Populationsgröße maßgeblich mitbestimmt. So konnten MCARTHUR und WILSON einen einfachen Zusammenhang zwischen Artenvielfalt einer Insel und dem Grad ihrer Isolation, also ihrer Entfernung vom nächsten Festland, feststellen. Diese Beziehung (untere Abbildung) gilt nicht nur für Inseln im Meer, sondern auch für Berggipfel, Oasen u.ä. (vgl. Stichwort „Inselökologie“).

Derzeit findet weltweit eine starke Vernetzung von Ökosystemen statt, die vorwiegend zivilisationsbedingt ist (Straßen, Verkehrswege usw.). Sie scheint sich aber nicht so sehr für eine Erhöhung der biologischen Vielfalt insgesamt als eher für eine Verbreitung von pathogenen Tieren und Mikroorganismen günstig auszuwirken. Neu eingewanderte Arten (Neubürger, Neobiota) bzw. neue Tiere (Neozoen) und Pflanzen (Neophyten) können dagegen in Gebieten, in denen sie bisher nicht vorkamen, eine erhebliche Zahl anderer Arten in Bedrängnis bringen, indem sie ihnen Lebensräume und ökologische Nischen wegnehmen (Beispiele: Nordamerikanischer Kamberkrebs (Orconectes limosus) und Japanischer Strauchknöterich (Fallopia japonica) in Mitteleuropa).

Vielfalt und Störungen

Für die Vielfalt von Ökosystemen scheint außerdem ihre räumliche und zeitliche Variabilität wichtig zu sein. Die sogenannte „intermediate disturbance hypothesis“ (Hypothese mittlerer Störungsintensität) postuliert, dass höchste Vielfalt bei einer mittleren Häufigkeit natürlicher Störungen - etwa durch Baumstürze in einem Wald oder durch Erdrutsche in einem Gebirge - hervorgerufen wird. Die dadurch regelmäßig entstehenden Lücken werden immer wieder durch neue Sukzessionen gefüllt, so dass insgesamt im Ökosystem nie ein stabiler Endzustand (Klimax) erreicht wird. Gleichzeitug ermöglichen die Lücken die Anpassung der Neubesiedler und damit auch eine Aufspaltung vorhandener Arten (adaptive Radiation).

Quantitative Erfassung der Arten-Biodiversität

Die Artenvielfalt innerhalb einer Lebensgemeinschaft wird als $\text{α}$-Diversität bezeichnet. Sie hat zwei Aspekte, zum einen den Artenreichtum und zum anderen die Gleichverteilung der Individuen auf die verschiedenen Arten (Eveness oder Äquität). Gibt es wenige dominante Arten und viele sehr einzeln verstreute Individuen anderer Arten, so ist die Diversität insgesamt geringer, als wenn die Häufigkeit der verschiedenen Arten etwa gleich ist. Dies kann z. B. mit dem Shannon-Wiener-Index ermittelt werden.

Unter $\text{β}$-Diversität oder Gradientendiversität versteht man den Unterschied in der Artenzusammensetzung zweier aneinandergrenzender Lebensräume oder die Änderung der Artenzusammensetzung entlang eines Umweltgradienten. Diese $\text{β}$-Diversität ist um so größer je weniger Arten benachbarter Gemeinschaften gemeinsam haben. Eine Lebensgemeinschaft mit vielen unterschiedlichen, klar abgegrenzten Zonen hat eine besonders große $\text{β}$-Diversität. Auch für die $\text{β}$-Diversität lassen sich verschiedene quantitative Indixes bestimmen.

Unter Similarität versteht man die Ähnlichkeit in der Diversität zweier verschiedener Lebensgemeinschaften. Vergleicht man paarweise viele verschiedene Lebensgemeinschaften so können die Ähnlichkeitsmuster in einem hierarchischen Schema (Dendrogramm) dargestellt werden.

Genetische Diversität

Jedes Individuum einer Art trägt einen individuellen Satz an Genen. Sein Genom unterscheidet sich von allen anderen Individuen dieser Art. Dies gilt natürlich in erster Linie für sich sexuell fortpflanzende Arten. Aber auch für vegetativ oder asexuell entstandene Nachkommen gibt es (geringe) genetische Unterschiede, die z. B. durch Mutationen, die Aktivität von Transposons oder horizontalem Gentransfer bewirkt werden.

Entscheidend für das Überleben einer Population ist die Erhaltung einer minimalen genetischen Vielfalt. Zu starke Inzucht und damit zu geringer genetischer Austausch führen in der Regel immer zu einer vermehrten Anfälligkeit für Krankheiten und einer geringeren Resistenz gegenüber den verschiedensten Umweltfaktoren. In diesem Zusammenhang ist besonders wichtig, dass größere Populationen in der Regel in Teilpopulationen zerfallen, zwischen denen zwar ein genetischer Austausch stattfindet aber in viel geringerem Maße als innerhalb der Teilpopulationen. Dies führt einerseits zu einer stärkeren genetischen Diversifizierung zwischen den verschiedenen Teilpopulationen, andererseits aber auch bei dem Austausch zu einer stärkeren Vielfalt innerhalb der Einzelpopulationen. Dies gilt insbesondere für Kernpopulationen, die von allen Seiten Gene aus Teilpopulationen erhalten. Für die Widerstandsfähigkeit und Überlebensfähigkeit einer Art sind solche Populationsstrukturen von großer Bedeutung (Metapopulationstheorie).

Der Mensch hat die für ihn wichtigen Organismen genetisch verändert. So entstanden Kulturpflanzen, Kultursorten und Haustierrassen. Bis heute werden durch gezielte Züchtung oder auch durch Gentechnik bestimmte Tier- und Pflanzenformen entwickelt, die sich durch besonders hohe Erträge oder für die Nutzung durch den Menschen günstige Eigenschaften anderer Art auszeichnen. Dadurch, dass die Gewinnung neuer Hochertragsformen immer erfolgreicher wurde, wurden zahlreiche traditionelle Landrassen immer mehr verdrängt. Um dieser genetischen Verarmung entgegen zu wirken, werden in sogenannten Genbanken Proben gelagert und es wird Erhaltungszüchtung betrieben. Auch das Genmaterial verwandter wildlebender Arten wird gezielt gesucht und erhalten.

Der Wert der biologischen Vielfalt

Bis heute ist die Frage nach dem Wert der Biodiversität nicht eindeutig zu beantworten. Man kann z. B. folgende Punkte anführen:

Das Übereinkommen zum Schutz der biologischen Vielfalt (Convention on biological diversity, CBD)

Auf der UNO-Konferenz für Umwelt und Entwicklung in Rio de Janeiro im Jahre 1992 wurde ein Übereinkommen zum Schutz der biologischen Vielfalt, die sogenannte Biodiversitätskonvention (CBD) beschlossen. Mittlerweile ist diese Vereinbarung von mehr als 180 Staaten unterzeichnet worden, leider immer noch nicht von den Vereinigten Staaten von Amerika. Dieses Übereinkommen verfolgt drei Hauptziele:

1. Die Erhaltung der biologischen Vielfalt;
2. die nachhaltige Nutzung der biologischen Vielfalt;
3. die gerechte Aufteilung der Vorteile, die sich aus biologischer Vielfalt ergeben.

Ist die Verfolgung des ersten Zieles Voraussetzung für die beiden folgenden, so kann man das zweite Ziel als ökologisches Ziel ansehen, das dritte Ziel dagegen als ökonomisches: Ein wichtiges Anliegen ist die gerechte Aufteilung der ökonomischen Gewinne, die sich aus der Nutzung der biologischen Vielfalt ergeben. Die größte Artenvielfalt findet man heute in den sogenannten Entwicklungsländern. Diese Länder profitieren aber bisher nur sehr wenig von dieser wirtschaftlichen Ressource. Wenn z. B. ein Pharmaunternehmen neue Medikamente aus Pflanzen entwickelt, die in einem Entwicklungsland gefunden wurden, dann sollte auch das Herkunftsland davon profitieren (benefit sharing).

In den ersten Vertragsstaatenkonferenzen zur CBD wurden die internationalen Strukturen festgelegt. Das Sekretariat wurde im kanadischen Montreal eingerichtet. Heute sind dort mehr als 70 Mitarbeiter tätig und im Internet wird regelmäßig über neue Entwicklungen informiert (http://www.cbd.int/).