Obwohl sich große Tiere dank ihrer langen Gliedmaßen schnell fortbewegen können, wird ihre Fähigkeit, sich als Reaktion auf den Klimawandel zu bewegen, auch dadurch beeinträchtigt, dass sie die von ihren großen Körpern erzeugte Wärme ableiten müssen.
Vor etwa 3 Millionen Jahren durchstreifte ein ausgestorbener Vorfahre des Polarfuchses die eisigen Regionen des tibetischen Plateaus als seinen einzigen Lebensraum. Doch eine spätere Eiszeit führte zu einer massiven Wanderung, die diese Füchse in die nördlichen Breiten verbreitete, wo sie sich heute aufhalten. Als Reaktion auf den Klimawandel müssen Polarfüchse und viele andere Arten möglicherweise erneut große Entfernungen zurücklegen, wenn die Erdtemperatur steigt.
Alexander Dyer und Kollegen vom Deutschen Forschungszentrum für integrative Biodiversität und der Friedrich-Schiller-Universität Jena haben nun untersucht, welche körperlichen Einschränkungen die Mobilität eines Tieres einschränkt. Ihre bahnbrechende Entdeckung ist, dass bei der Beurteilung der Geschwindigkeiten, mit denen sich Tiere sicher bewegen können, sowohl die Wärmeableitung als auch die Körpermechanik berücksichtigt werden müssen. Den Ergebnissen zufolge sind größere Tiere anfälliger für den Klimawandel und begrenzte Ressourcen, da ihre Bewegungen durch die Notwendigkeit, ihre Körpertemperatur aufrechtzuerhalten, eingeschränkt sind.
Zahlreiche Studien haben den Zusammenhang zwischen der Größe eines Organismus und seiner Mobilität untersucht. Frühere Forschungen haben beispielsweise eine allgemeine Skalierungsgleichung entdeckt, die die Höchstgeschwindigkeit eines Tieres mit der Körpermasse verknüpft. Abhängig vom Transportmittel wird bei diesen Untersuchungen ein mechanisches Modell mit einer typischen Länge für die fortbewegungsbezogenen Gliedmaßen des Tieres (Beine, Flügel oder Flossen) verwendet. Durch Schätzung des Volumens und der Dichte des Tieres wird diese Länge dann mit der Masse des Tieres verknüpft. Das Ergebnis ist eine Gleichung, in der die Masse auf eine Potenz zwischen +1/6 und +1/3 erhöht wird und die Geschwindigkeit mit dieser Potenz skaliert.
Dieses Verhältnis legt nahe, dass große Tiere typischerweise mit höherer Geschwindigkeit reisen müssen als kleinere Tiere.
Nur weil ein Tier über die mechanische Fähigkeit verfügt, sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit fortzubewegen, heißt das jedoch nicht, dass der Körper diese Geschwindigkeit über einen langen Zeitraum aufrechterhalten kann. Dyer und Kollegen kamen zu dem Schluss, dass die Möglichkeit einer Überhitzung einer der Gründe ist, die die Bewegungsfreiheit der Tiere einschränken. Ein Tier bleibt entweder stehen, um sich abzukühlen, oder bewegt sich langsamer, wenn es die von seinen Muskeln erzeugte Wärme abführen muss. In beiden Fällen ist die Bewegungsfreiheit des Tieres eingeschränkt. Der Wärmeverlust hängt von der Oberfläche ab, während die Wärmeerzeugung vom Volumen abhängt.
Zu den 532 untersuchten Arten gehören Tiere, die laufen, schwimmen und fliegen können, von Ameisen bis zu Elefanten, von Elritzen bis zu Walen, von Kolibris bis zu Schwänen. Dem Modell des Teams zufolge stiegen die Übergangsraten für jedes Transportmittel mit zunehmender Masse auf den höchsten Wert und begannen dann für die größten Lebewesen zu sinken.
Die konzeptionelle Einfachheit und Anpassungsfähigkeit der Analyse von Dyer und Kollegen gefiel Dries Bonte, einem Ökologen an der Universität Gent in Belgien. Er weist auch darauf hin, dass große Arten aufgrund ihres Platzbedarfs und ihrer langsamen Fortpflanzungsrate bereits zu den seltensten gehören. Jüngsten Erkenntnissen zufolge erhöhen langsame Ausbreitungsraten ihre Anfälligkeit für den Klimawandel.
Quelle: physical.aps.org/articles/v16/82
📩 18/05/2023 19:36