Urbane Evolution von Pflanzen & Tieren

Urbane Evolution beschreibt die Anpassung und Veränderung von Pflanzen und Tieren im städtischen Raum.

Sie ist ein dynamischer Prozess, der durch zunehmende genetische Vielfalt und eingeschränkten Genfluss in Pflanzen- und Tierpopulationen innerhalb von Städten gekennzeichnet ist. Die genetischen Veränderungen, die durch verschiedene städtische Faktoren (allgemein durch Urbanisierung) ausgelöst werden und die Stadt zu einem "extremen Lebensraum" machen, führen zu überraschenden Anpassungen an die städtische Umwelt. Dieses Phänomen vollzieht sich im Vergleich zu naturnahen Umgebungen in einem beschleunigten Tempo, wobei sich die Arten in städtischen Ökosystemen weltweit immer ähnlicher werden. [1]

Urbane Einflussfaktoren und Folgen

Die Reaktionen von Pflanzen auf die Urbanisierung sind komplex und vielfältig, wobei mehrere Faktoren zu Veränderungen in Gemeinschaften und Pflanzenmerkmalen beitragen. Urbanisierung wirkt sich in der Regel negativ auf Pflanzen aus, und die Auswirkungen können auf einzelne oder kombinierte städtische Faktoren zurückzuführen sein. Die Komplexität der Reaktionen macht eine systematische Klassifizierung schwierig.[2]

Der Prozess der städtischen Entwicklung wird von mehreren (negativen, positiven, neutralen) Schlüsselfaktoren beeinflusst, die zu unterschiedlichen Konsequenzen führen:

• Veränderung der Landflächendeckung / Landnutzung:
  • Verringerung der Ausbreitungsfähigkeit zwischen Bereichen
  • geringerer Reproduktionserfolg
  • höherer Anteil nicht-einheimischer und störungs-toleranter Arten
  • Artenreichtum bleibt stabil
  • Anpassungen, um mehr Bestäuber anzulocken

• Klimaveränderung
  • Asynchronität zwischen der jahreszeitlichen Entwicklung von Pflanzen und Bestäubern
  • Rückgang des Artenreichtums
  • geringere Wassernutzungseffizienz
  • Vermehrung einheimischer wärmeliebender Arten
  • städtische Gebiete als Zufluchtsort für gefährdete Arten mit Vorliebe für heiße und trockene Oberflächen

• Boden- und Luftverschmutzung
  • Rückgang des Artenreichtums
  • höhere Stickstoffkonzentration in Blättern
  • geringerer Chlorophyll-Gehalt in Blättern
  • stärkere Verunkrautung
  • mehr Arten mit höherer Präferenz zu hohem Nährstoffgehalt des Bodens

• Biologische Invasion
  • Rückgang des Artenreichtums durch die Ansiedlung nichtheimischer Arten, die den einheimischen Arten phylogenetisch (abstammungsgeschichtlich) ähnlich sind
  • Entwicklung nichtheimischer Arten als Konkurrenten einheimischer Arten
  • Bevorzugung nichtheimischer Arten durch Bestäuber
  • Erhaltung der Anpassungsfähigkeit einheimischer Arten vor der Invasion nichtheimischer Arten
  • Zunahme des gesamten Pflanzenartenreichtums

• Menschliche Einwirkung
  • einfache Ausbreitung nicht heimischer Pflanzenarten durch Straßen und Zügen
  • Zunahme nicht heimischer Zierarten mit geringeren funktionellen Merkmalen
  • Begünstigung von durch den Menschen verbreiteten Pflanzen
  • größere Häufigkeit von Arten mit geringerem Erhaltungswert
  • Abnahme des Artenreichtums
  • die menschliche Vorliebe für auffällige Blumen kann für Bestäuber in städtischen Gebieten von Vorteil sein, wodurch von Tieren bestäubte Pflanzen begünstigt werden
    

Hier einige konkrete Beispiele aus der Pflanzen- und Tierwelt:

Der Birkenspanner, deren Färbung sich im 19. Jahrhundert als Reaktion auf die Kohleverschmutzung verdunkelte. In einer berühmten Arbeit von 1955 [3] legte der britische Genetiker Bernard Kettlewell Beweise dafür vor, dass es sich dabei um einen Fall von natürlicher Auslese handelte, bei dem die Dunkelheit den Motten half, dem Raub von Vögeln zu entgehen, wenn sie sich auf verrußten Baumstämmen ausruhten. [4]

Löwenzahn. Agrarwissenschaftlerin Arathi Seshadri von der Colorado State University im Jahr 2012 beobachtet, wie die beschirmten Löwenzahnsamen in der Stadt deutlich länger sind und schneller zu Boden sinken als ihre Gegenstücke in ländlichen Regionen. [5]

Weißklee produziert Blausäure sowohl als Abwehrmechanismus gegen Pflanzenfresser als auch zur Erhöhung seiner Toleranz gegenüber Wasserstress. GLUE (Global Urban Evolution Project) fand heraus, dass Klee, der in Städten wächst, aufgrund wiederholter Anpassungen an städtische Umgebungen in der Regel weniger davon produziert als Klee in benachbarten ländlichen Gebieten. [6]

Erhaltung und künftige Auswirkungen

Die Beobachtung, wie Arten auf den städtischen Lebensraum reagieren, liefert Erkenntnisse für das Naturschutzmanagement, Schädlingsbekämpfung und Stadtplanung für ökologisch robustere Ökosysteme. Städte spielen eine entscheidende Rolle für das Verständnis von Reaktionen auf den globalen Klimawandel und bieten einen Einblick in die zukünftigen klimatischen Bedingungen. [7]

________________________________________________________________________________________

[1] https://www.spektrum.de/news/urbanitaet-bei-arten-in-der-der-stadt-verlaeuft-die-evolution-schneller/1686856

[2] https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2351989422002451

[3] https://www.nature.com/articles/hdy195536

{4] https://knowablemagazine.org/content/article/living-world/2022/urban-evolution-species-adapt-survive-cities

[5] https://www.spektrum.de/news/urbanitaet-bei-arten-in-der-der-stadt-verlaeuft-die-evolution-schneller/1686856

[6] https://www.utoronto.ca/news/urbanization-driving-evolution-plants-around-world-u-t-study-finds

[7] https://www.spektrum.de/news/urbanitaet-bei-arten-in-der-der-stadt-verlaeuft-die-evolution-schneller/1686856