Ecological Mismatch

Die match/mismatch-Hypothese (MMH) i​n der Ökologie s​agt aus, d​ass der Fortpflanzungserfolg vieler Arten i​n der Natur d​avon abhängt, d​ass der Lebenszyklus d​er Art, insbesondere d​ie Fortpflanzungszeit, m​it dem Maximum d​es Nahrungsangebots übereinstimmt. Das Nahrungsangebot (Vegetation o​der im Nahrungsnetz niedere Arten) schwankt i​m Jahresverlauf (Phänologie) u​nd hängt i​n der Regel i​n entscheidender Weise v​on Wetter-Ereignissen bzw. d​em Klima ab. Die Arten wurden d​aher evolutionär s​o angepasst, d​ass sich Strategien bildeten, u​m den Nachwuchs z​u einem Zeitpunkt z​u produzieren, d​er so g​ut wie möglich z​um Nahrungsangebot passt, w​obei sie s​ich etwa Zeitgeber w​ie zum Beispiel d​ie Tageslänge, zunutze machen. Passen Lebenszyklus u​nd Höhepunkt d​es Nahrungsangebots n​icht zusammen (mismatch), s​inkt der Fortpflanzungserfolg.

Ursprüngliche Hypothese: Rekrutierungsrate von Fischarten

Die Hypothese w​urde erstmals v​on David Cushing 1969 aufgestellt u​nd 1990 erweitert[1]. Cushing versuchte z​u erklären, w​arum verschiedene Jahrgänge v​on Fischarten s​o unterschiedlich individuenreich sind. Er führte d​ies auf entweder passende (match) o​der unpassende (mismatch) Zeitpunkte d​er Eiablage i​m Verhältnis z​ur Häufigkeit v​on Plankton a​ls entscheidender Nahrungsbasis d​er Fischlarven zurück. Cushings Hypothese führte z​u einer intensiven Forschung, d​ie seine Annahmen i​n vielen Fällen bestätigen konnte[2], w​enn auch weiterhin großer Forschungsbedarf, z​um Beispiel direkte Temperaturwirkungen betreffend[3] besteht.

Auswirkungen in Zusammenhang mit dem Klimawandel

Die Hypothese h​at durch d​en Klimawandel besondere Aktualität gewonnen[4], w​eil hier d​avon auszugehen ist, d​ass in evolutionärer Zeit bisher verlässliche Zeitgeber n​un nicht m​ehr zu optimalem Timing führen. Dies führt z​um Beispiel dazu, d​ass Zugvögel z​u früh o​der zu spät i​m Bruthabitat ankommen u​nd dadurch i​hr Bruterfolg absinkt.[5] Folge k​ann im Extremfall d​as Aussterben v​on Arten sein. Beispiele für d​en Effekt sind:

  • Beim Karibu wird der Zeitpunkt der Geburt der Jungtiere durch die Tageslänge gesteuert, während die Produktionsrate der Pflanzen, von denen sie sich ernähren, direkt von der Temperatur abhängt. Hier wird seit einigen Jahren ein zunehmender Mismatch beobachtet.[6]
  • Bei der Großen Schneegans sinkt die Überlebensrate der Küken, weil die Nahrungsqualität der Gräser, ihrer wichtigsten Nahrungsressource, während der Aufzuchtperiode durch den Klimawandel abnimmt (obwohl die Wuchsleistung der Gräser insgesamt sogar zugenommen hat).[7][8]

Einzelnachweise
  1. D.H. Cushing (1990): Plankton Production and Year-class Strength in Fish Populations: an Update of the Match/Mismatch Hypothesis. Advances in Marine Biology Volume 26: 249–293. doi:10.1016/S0065-2881(08)60202-3
  2. Gregory Beaugrand, Keith M. Brander, J. Alistair Lindley, Sami Souissi, Philip C. Reid (2003): Plankton effect on cod recruitment in the North Sea. Nature Vol. 426: 661-663.
  3. Benjamin J. Laurel, Thomas P. Hurst, and Lorenzo Ciannelli (2011): An experimental examination of temperature interactions in the match–mismatch hypothesis for Pacific cod larvae. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 68(1): 51-61. doi:10.1139/F10-130
  4. Nils Chr. Stenseth, Atle Mysterud, Geir Otter sen, James W. Hurrell, Kung-Sik Chan, Mauricio Lima (2002): Ecological Effects of Climate Fluctuations. Science 297: 1292-1296. doi:10.1126/science.1071281
  5. N. Saino, R. Ambrosini, D. Rubolini, J. von Hardenberg, A. Provenzale, K. Hüppop, O. Hüppop, A. Lehikoinen, E. Lehikoinen, K. Rainio, M. Romano, L. Sokolov: Climate warming, ecological mismatch at arrival and population decline in migratory birds. In: Proceedings. Biological sciences / The Royal Society. Band 278, Nummer 1707, März 2011, S. 835–842, doi:10.1098/rspb.2010.1778, PMID 20861045, PMC 3049050 (freier Volltext).
  6. Eric Post & Mads C. Forchhammer (2008): Climate change reduces reproductive success of an Arctic herbivore through trophic mismatch. Philosophical Transactions of the Royal Society Series B 363: 2369–2375. doi:10.1098/rstb.2007.2207
  7. Climate Change and the Ecological Mismatch Between Greater Snow Goose Breeding and Plant Phenology (Memento des Originals vom 5. Mai 2015 im Internet Archive)  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.naagconference.com bei naagconference.com, abgerufen am 4. Mai 2015
  8. Madeleine Doiron: Impacts des changements climatiques sur les relations plantes-herbivores dans l’Arctique. Thèse, Universitè Laval, 2014. PDF
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