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Klimawandel: Portugiesische Eichen in heimischen Wäldern?

Der Lebensraum unserer Wälder verändert sich aufgrund der Klimakrise schneller, als sich die meisten Pflanzen anpassen können. Infolgedessen laufen die Wälder Gefahr, zu verkümmern oder sogar zu verschwinden. Können wir dem Wald helfen, indem wir Pflanzen aus Südeuropa einführen, um den Wald klimaanpassungsfähiger zu machen?
Ein Wald von unten gegen die Baumkronen fotografiert
Dies ist eine maschinell erzeugte Übersetzung eines Artikels der internationalen Partner von Spektrum.de. Er wurde von uns überprüft, jedoch nicht redaktionell bearbeitet. Gerne können Sie uns Ihr Feedback am Ende des Artikels mitteilen.

Die Tiere und Pflanzen um uns herum sind an ihre aktuelle Umgebung angepasst. Die Evolution hat dabei eine Rolle gespielt: Die am besten angepassten Individuen gaben ihre Eigenschaften an ihre Nachkommen weiter, während die weniger angepassten Individuen weniger Einfluss hatten. Bei den Pflanzen in unserer Region hat dies zu Anpassungen geführt, die es ihnen ermöglichen, besser mit Kälte, wechselnden Jahreszeiten und lokalen Böden zurechtzukommen.

Ein offensichtliches Beispiel sind Bäume, die den Winter ohne Blätter überstehen, oder Pflanzen, deren Blüten erst nach dem letzten Nachtfrost erscheinen. Mehrere Baumarten aus wärmeren Regionen haben diese Anpassungen nicht und sind immer belaubt. Es ist auch wichtig zu wissen, dass die Evolution nie aufhört. Populationen und Arten verändern sich im Laufe der Zeit ständig, wobei die am besten angepassten Individuen überleben und sich fortpflanzen, so dass die Population an die vorherrschenden Bedingungen angepasst bleibt. Doch damit eine Population auf Veränderungen reagieren kann, sind genetische Vielfalt und Zeit unerlässlich.

Die Wurzel der Evolution sind Mutationen oder »Fehler« in der DNA. Im Laufe der Zeit können Fehler in der DNA auftreten, die an die Nachkommen weitergegeben werden können. Manchmal führt ein solcher »Fehler« dazu, dass sich ein körperliches Merkmal verändert; beim Menschen hat eine solche einzige Mutation dazu geführt, dass wir braune oder blaue Augen haben.

Diese Veränderungen können entweder zu einem Vorteil oder einem Nachteil führen, aber manchmal gibt es keine offensichtlichen Auswirkungen. Außerdem kann der Vorteil oder Nachteil eines solchen Merkmals ortsabhängig sein. So kann die Anpassung einer Pflanze an Trockenheit, z. B. ledrige Blätter, ein Nachteil sein, wenn Wasser im Überfluss vorhanden ist. Denn die Bildung eines ledrigen Blattes kostet die Pflanze viel Energie.

Solche Mutationen treten im Laufe der Zeit sporadisch auf und erhöhen die genetische Vielfalt, so dass die Population aus verschiedenen Individuen mit unterschiedlichen Merkmalen besteht. Wenn sich die Umwelt verändert, können sich neutrale Merkmale plötzlich positiv verändern und einen Vorteil bringen. In extremen Fällen können sogar nur die angepassten Individuen einer Population übrig bleiben, während die anderen aussterben. Kurzum, Mutationen sind dringend erforderlich, wenn eine Population auf Veränderungen reagieren und überleben soll.

Das Gesetz des am besten Angepassten gilt auch für Bäume

Nehmen wir an, Sie haben eine segregierte Baumpopulation mit jahrelangem Selektionsdruck: Die Individuen wurden in kälteren Klimazonen allmählich widerstandsfähiger gegen Kälte. Logischerweise werden wärmetolerante Bäume in dieser Population wahrscheinlich schlechter abschneiden. Mit der Zeit werden wärmetolerante Individuen und die damit verbundenen Merkmale innerhalb dieser Population sogar verschwinden. Wenn sich aber die lokale Situation plötzlich ändert und es wärmer wird, kann sich diese Population, die in der Zwischenzeit ihre wärmetoleranten Individuen verloren hat, nicht anpassen.

Solche segregierten Populationen gibt es, aber im Allgemeinen sind sie stärker miteinander verbunden und weisen ein größeres Gefälle auf. Kurz gesagt, Populationen von Baumarten haben nicht immer sehr streng definierte Grenzen. Die Stieleiche zum Beispiel kommt von Portugal bis Norwegen und in allen Ländern dazwischen vor. Die Stieleichenpopulationen in Norwegen sind offensichtlich besser an die Kälte und die in Portugal an die Hitze angepasst. Bei kleinen Klimaveränderungen verändern sich die Populationen langsam und allmählich, unterstützt durch die Interaktion mit dem Genpool ihrer Nachbarn.

Doch dieses System hat seine Grenzen: Bestimmte Barrieren (man denke nur an die großen Entfernungen zwischen verschiedenen Wäldern aufgrund unserer Straßen, Gebäude und Felder) können Baumpopulationen voneinander isolieren, so dass die Populationen mit der genetischen Vielfalt vor Ort auskommen müssen. Pflanzen sind nämlich am Boden verwurzelt und haben es schwerer, zu wandern als Tierarten, die selbst laufen oder fliegen können.

Einige Pflanzen haben Samen, die vom Wind kilometerweit getragen werden können oder von Menschen oder Tieren mitgenommen werden und sich in neuen, besser geeigneten Gebieten ansiedeln. Dennoch gibt es immer noch viele Baumarten, die sich nur wenige Meter pro Generation bewegen. Außerdem dauern diese Generationen bei vielen Bäumen sehr lange. So dauert es z. B. 20 Jahre, bis aus einer Eichel eine fruchttragende Eiche wird. Pollen können manchmal weiter reisen und die genetische Vielfalt verschiedener Populationen verbinden, aber wenn sich die Umwelt zu schnell verändert, werden diese Populationen »überholt«. Dies scheint aufgrund der Klimakrise bereits der Fall zu sein, aber glücklicherweise können wir unseren Wäldern einen Schub geben.

Der Natur auf die Sprünge helfen

Da die langsame Migrationsgeschwindigkeit die Bäume beeinträchtigt, besteht die naheliegende Lösung darin, ihre langsame Migrationsgeschwindigkeit künstlich zu beschleunigen. Dies kann zum Beispiel dadurch geschehen, dass einheimische Bäume an Orten gepflanzt werden, wo sie von selbst nicht hinkommen würden. Auf diese Weise können wir die genetische Vielfalt bestehender Populationen nutzen und sie robuster gegenüber veränderten Bedingungen machen. Im Englischen wird dafür der Begriff »assisted gene flow« verwendet: Wir helfen, die genetische Vielfalt von einer Population auf eine andere, bereits bestehende Population zu übertragen.

Die von Menschenhand verbreiteten Pflanzen können sich dann mit den lokalen Populationen kreuzen, was dazu führt, dass die Merkmale der eingeführten Pflanzen auch in den lokalen Populationen vorkommen. Nehmen wir als Beispiel Stieleichen: Wenn wir südliche Stieleichen, z. B. aus Portugal, in die Stieleichenpopulationen Flanderns einführen, dann werden die aus der Kreuzung hervorgehenden Nachkommen sowohl die lokalen Merkmale als auch die hitzeresistenteren, südlichen Merkmale aufweisen. Durch den »assisted gene flow« nimmt die genetische Vielfalt in der lokalen Population zu, und die Population ist widerstandsfähiger gegenüber veränderten Bedingungen. Indem wir der Natur auf diese Weise unter die Arme greifen, stellen wir sicher, dass sich die Populationen anpassen können und dass unsere Wälder besser in der Lage sind, dem Klimawandel zu widerstehen.

Eine zweite Methode, mit der unsere Wälder klimaresistent gemacht werden können, ist »assisted migration«. Dabei geht es darum, dass südliche Baumarten an einem bestimmten Ort eingeführt werden, weil die Forscher davon ausgehen, dass diese Arten aufgrund des Klimawandels irgendwann von selbst dorthin gelangen werden. Um ein konkretes Beispiel zu nennen: Bei der »assisted migration« wird nicht die portugiesische Stieleiche eingeführt, sondern eine völlig neue Baumart, die hier noch nicht vorkommt. Ein typisches Beispiel ist die Korkeiche. In Flandern gibt es für die Korkeiche keine lokale Population, in die sie sich integrieren könnte, aber der Baum wird hier als völlig neue Art gepflanzt, damit sich der Wald besser an den Klimawandel anpassen kann.

Wundermittel?

Sind also »assisted geneflow« und »assisted migration« die versprochenen Lösungen, um unsere Wälder klimaanpassungsfähig zu machen? Es wäre hilfreich, wenn sich herausstellen würde, dass unsere Wunderlösungen funktionieren, aber wir müssen auch mögliche Nachteile in Betracht ziehen. So könnte sich beispielsweise herausstellen, dass die von uns eingeführten Pflanzen doch nicht an die künftigen lokalen Bedingungen angepasst sind. Ein weiteres Problem, das insbesondere bei der »assisted migration« auftreten kann, ist, dass die eingeführten Pflanzen sich hier invasiv verhalten und andere Pflanzen verdrängen, wodurch der Wald einfach weniger vielfältig wird. Derzeit gibt es nur sehr wenige Daten, die zeigen, ob sich diese Methoden positiv oder negativ auswirken werden. Darüber hinaus kann jede Baumart sogar einen anderen Ansatz erfordern. Um den Wert und die Auswirkungen beider Arten der Migration zu testen, hat das niederländische Institut für Natur- und Waldforschung (»Instituut voor Natuur en Bosonderzoek«) zusammen mit Partnern aus Wallonien (ein Teil Belgiens), Deutschland und Frankreich ein großes Projekt gestartet: MigForest. MigForest untersucht beide Konzepte auf kontrollierte Weise, damit wir unsere Wälder hoffentlich klimaanpassungsfähig machen können.

Weitere Informationen über »assisted migration« und die aktuelle Forschung:

MIGFOREST https://migforest.nweurope.eu/blog/migforest-news-50

Chakraborty, D., Ciceu, A., Ballian, D. et al. Assisted tree migration can preserve the European forest carbon sink under climate change. Nat. Clim. Chang. 14, 845-852 (2024). https://doi.org/10.1038/s41558-024-02080-5

Montwé, D., Isaac-Renton, M., Hamann, A. et al. Cold adaptation recorded in tree rings highlights risks associated with climate change and assisted migration. Nat Commun 9, 1574 (2018). https://doi.org/10.1038/s41467-018-04039-5

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