Was ist Artenvielfalt?

Artenvielfalt bezeichnet in der Biologie die Anzahl biologischer Arten innerhalb eines bestimmten Lebensraumes oder eines geographisch begrenzten Gebiets.

Wissenschaftlich beschrieben sind heute rund 280 000 Pflanzenarten, 50 000 Wirbeltierarten und 1 Million Insektenarten. Pro Jahr werden über 10 000 Arten neu wissenschaftlich erfasst.

Die Zahl der tatsächlich auf der Erde lebenden Arten ist dagegen weitaus höher als die Zahl der beschriebenen. Für die globale Gesamtzahl kursieren Werte zwischen 3,6 bis zu 112 Millionen. Es sind Schätzungen, die sehr stark von der Berücksichtigung der tropischen Regenwälder abhängen, für die zu wenige Daten vorliegen, aber wo vermutlich die Hälfte aller Organismen leben. Als realistischer Wert gilt in der Wissenschaft eine Zahl von 10 Millionen Arten.

Etwa die Hälfte aller heute beschriebenen Arten der Erde sind Insekten. 14 Prozent gehören zu den Gefässpflanzen. Den Rest von rund 35 Prozent bilden alle übrigen Organismen. Die Säugetiere fallen bei der Gesamtartenzahl kaum ins Gewicht. Man schätzt sie auf etwa 4000 Arten.

Man kann die Artenzahl auch nach Lebensräumen aufteilen: Von den derzeit beschriebenen Arten leben rund 78 Prozent auf dem Festland, 17 Prozent im Wasser und etwa 5 Prozent leben als sogenannte Parasiten oder Symbionten in anderen Organismen.

In den letzten hundert Jahren ging die Artenvielfalt dramatisch zurück. Gemäss der Internationalen Naturschutzorganisation IUCN gelten weltweit rund 12 Prozent der Arten der Vögel, 20 Prozent der Säugetiere und 29 Prozent der Amphibien als bedroht. In der kleinräumigen Schweiz liegen diese Werte noch deutlich höher.

Artenvielfalt in der Schweiz

Weil unser Land dank der Gebirge vielgestaltig ist und viele Höhenstufen umfasst, beherbergt es eine grosse Artenvielfalt. Bisher sind etwa 46 000 Arten von Tieren, Pflanzen, Pilzen und Flechten bestimmt worden. Fachleute schätzen, dass noch rund 20 000 weitere Arten hier vorkommen könnten. Etwa 50 Arten kommen nur in der Schweiz vor. 

Was ist die Vielfalt der Lebenräume ?

Im Unterschied zum Menschen, der praktisch jeden Winkel des Planeten besiedelte, kommen nicht alle Tier- und Pflanzenarten überall in der Welt vor. Jede Art hat bestimmte Ansprüche an seine Umgebung und findet diese in einen bestimmten Lebensraum.

Die Biologen entwickelten ein System, um die Lebensräume von Arten zu beschreiben. Es sind Typen von Gebieten, in denen jeweils gleiche Umweltbedingungen herrschen, und wo sich deshalb eine bestimmte Vegetation gebildet hat. Sie unterscheiden sich insbesondere aufgrund des Klimas, der Bodenbeschaffenheit und der Artenzusammensetzung.

Fachleute nennen diese Lebensräume oft auch Biotope. (Was wir umgangssprachlich als Biotop bezeichnen, nämlich ein naturnaher Tümpel im Garten, ist eigentlich bloss ein bestimmter Biotoptyp.)

Aufgrund ihrer gebirgigen Topografie ist die Schweiz reich an Lebensräumen. Es sind teils natürliche oder naturnahe Biotope wie der Buchenwälder, Hochmoore, alpine Felsensteppen und Magerrasen. Es gibt aber zahlreiche auch vom Menschen geprägte Lebensräume wie eine Fettwiese oder -weide, der Kastanienwald oder alte Mauern und Ruinen.

Jeder Lebensraumtyp zeichnet sich durch eine bestimmte Zusammensetzung von Pflanzen- und Tierarten aus, die dort für sie gute Lebensbedingungen vorfinden. Biotope können artenreich sein. Manche sind sie aber von Natur aus artenarm, etwa Hochmoore. In der Schweiz unterscheiden Fachleute über 230 verschiedene Lebensraumtypen.

Was bedeutetet nun Lebensraumvielfalt? Gemeint ist damit, die Anzahl der unterschiedlichen Biotope innerhalb einer bestimmten Landschaft, zum Beispiel in einem Tal. Je grösser diese ist, desto höher ist in der Regel auch die Artenvielfalt, weil nebeneinander insgesamt mehr Arten auf der Fläche leben können. Eine grosse Biotopvielfalt ist zudem günstig für Tierarten, die verschiedene Biotope angewiesen sind, insbesondere Vögel, Fledermäuse und einige Amphibien.

Eine Landschaft kann von Natur aus sehr vielfältig sein. Oder aber die Vielfalt wurde durch den Menschen  erzeugt. So hat die traditionelle bäuerliche Landnutzung ein kleinteiliges Mosaik aus Wiesen, Äckern, Rainen, Hecken und Obstwiesen geschaffen, das zahlreiche Lebensräume bietet. Die mechanisierte Landwirtschaft mit ihren grossen Produktionseinheiten vermindert dagegen die Biotopvielfalt durch die Vereinheitlichung der Nutzung.

Naturschonender Pflanzenschutz

Das Ziel des Spritzmitteleinsatzes ist die auf dem Feld vorkommende unerwünschte Biodiversität zu reduzieren, wovon oft auch zahlreiche nützliche Pflanzen und Insekten betroffen sind. Wissenschaftliche Studien zeigten, dass die Artenvielfalt auf und unter Feldern, die regelmässig mit chemischen Mitteln behandelt werden, um die Hälfte geringer ist als auf nachhaltig bewirtschafteten Äckern 

Der Hackstriegel bekämpft Unkraut mechanisch

Um die Natur zu schonen, können Landwirte physikalischen Methoden anwenden. Dazu gehört das Ausreissen, Unterpflügen oder Zerhacken von Unkräutern. Inzwischen steht auch eine Reihe weiterer Hilfsmittel wie zum Beispiel autonome mechanische Jätroboter zur Verfügung. Im Weiteren entwickelte die eidgenössische Forschungsanstalt Agroscope jüngst eine neue Methode zur Bekämpfung der Blacke auf Wiesen und Weiden. Mit einer Heisswasser-Düse wird der obere Wurzelbereichs des unerwünschten Krauts freigelegt und abgetötet.

Zur Verfügung stehen den Bauern auch biologische Pflanzenschutzmethoden. Darunter versteht man das gezielte Einbringen von Viren oder Lebewesen in landwirtschaftlichen Kulturen, um unerwünschte Insekten oder Pflanzen zu dezimieren. Hierbei werden Organismen eingesetzt, die als natürliche Feinde der unerwünschten Art bekannt sind – etwa Räuber, Schmarotzer und Krankheitserreger.

So wird die Raubwanze Macrolophus heute standardmässig in Gewächshauskulturen von Tomaten und Auberginen zur Bekämpfung verschiedener Schädlinge eingesetzt – beispielsweise gegen die Weisse Fliege, die Rote Spinne, die Tomatenminiermotte oder gegen Blattläuse.

Florfliegenlarve frisst eine Schädlingsraupe

Am klügsten ist es jedoch, bereits mit vorbeugenden (präventiven) Pflanzenschutzmassnahmen den Befall von Schädlingen, Krankheiten oder Unkräutern zu minimieren. So etwa durch das Einhalten einer ausgewogenen Fruchtfolge, durch die Wahl resistenter Sorten, den Anbau von Mischkulturen oder einem Sortenmix. 

Mithilfe der oben beschriebenen Massnahmen gelingt es im integrierten Anbau, den Einsatz von Spritzmitteln zu minimieren. Der biologische Landbau kommt sogar vollständig ohne chemisch-synthetische Mittel aus und sorgt damit für mehr Artenvielfalt.

Mit dem eigenen Verhalten im Supermarkt, üben wir als Konsumentinnen und Konsumenten auch Einfluss darauf aus, wie viel Spritzmittel die Landwirte auf ihren Feldern ausbringen. Denn diese werden auch zur Erzielung einer perfekten optischen Qualität eingesetzt. Wer also Biolabel beachtet und auch nicht ganz makellose Produkte in seinen Einkaufskorb legt, leistet einen Beitrag zur Artenvielfalt. 

Schorfflecken, kleine Löcher oder krumme Formen haben keinerlei Einfluss auf Geschmack oder Bekömmlichkeit. Je natürlicher Früchte und Gemüse aussehen dürfen, desto weniger Pflanzenschutzmittel müssen die Bauern verspritzen.

Was ist die genetische Vielfalt?

Der «Bauplan» eines Lebewesens ist in seinem Erbgut, den Genen abgespeichert. Jedes Gen bestimmt gewisse Merkmale einer Art und wird über Generationen vererbt. Da sich bei der Fortpflanzung Gene der Eltern vermischen und zudem zufällige Abweichungen – sogenannte Mutationen – entstehen, ist jedes Individuum auf unserem Planeten einmalig.

Durch die fortwährende Vermischung und Veränderung kommt in jeder Art eine enorme Bandbreite an genetischer Information vor. Diese Variationen sind Voraussetzung dafür, dass sich Arten im Laufe der Zeit an veränderte Umweltbedingungen anpassen. So haben Fichten in den Hochlagen der Gebirge eine schmale Kronenform entwickelt. Sie sind damit widerstandsfähig gegen Schneebruch. Fichten aus tieferen Lagen haben hingegen breite Kronen.

Wissenschaftler nennen eine Gruppe von Individuen derselben Art, die an einem bestimmten Ort vorkommen und sich untereinander fortpflanzen, eine Population. Je vielfältiger eine Population genetisch ist, desto grösser ist die Wahrscheinlichkeit, dass einzelne Individuen an neue Umweltbedingungen angepasst sind und die Art als Ganzes überleben kann.

Diese genetische Vielfalt ist nicht bloss wichtig für das Überleben der Natur, sie ist auch ein Segen für die Landwirtschaft. Sie sorgt für unterschiedliche Eigenschaften wie zum Beispiel Aroma, Konsistenz, Krankheitsresistenzen oder Robustheit gegen Frost. Die Menschen haben im Laufe von Jahrtausenden viele Pflanzensorten und Tierrassen nach ihren Bedürfnissen ausgewählt und gezüchtet.

Grosse Auswahl an Apfelsorten

Eine breite Vielfalt erlaubt es der Landwirtschaft, die verschiedenen Geschmäcker der Konsumenten zu treffen und Spezialitäten anzubieten. Durch eine kluge Sortenwahl oder gleichzeitiges Ansäen mehrerer Sorten können sie den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln reduzieren und sich gegen Ernteeinbussen schützen. Die genetischen Vielfalt der Kulturpflanzen und der Nutztierrassen sorgt so für Ernährungssicherheit.

Die Züchtung ist auf genetisch diverses Ausgangsmaterial angewiesen. Klimawandel, Bevölkerungswachstum und neue Krankheiten und Schädlinge stellen die Landwirtschaft vor grosse Herausforderungen. Um angepasste, ertragreiche und nachhaltige Sorten zu entwickeln, benötigen Züchterinnen und Züchter ein grosses Reservoir an genetischer Vielfalt.

Zahlen zur Entwicklung und zum Zustand der genetischen Vielfalt der Wildpflanzen und -tiere gibt es kaum. Angesichts der anhaltenden Verluste bei der Artenvielfalt gehen Fachleute davon aus, dass auch genetische Vielfalt in grossem Umfang verloren geht. Ein Problem ist insbesondere, dass zahlreiche Populationen auf kleine Gruppen geschrumpft sind, sich daher genetisch nicht erneuern können und so vom Aussterben bedroht sind.

Die genetische Vielfalt ist aber auch in der Landwirtschaft gefährdet, weil sich Zucht, Anbau und Haltung in den letzten Jahrzehnten auf einige wenige Hochleistungsrassen und -sorten konzentrierten. Jene Rassen und Sorten, die weniger produktiv waren, wurden verdrängt.

Wie wird eine Nutzpflanzensorte gezüchtet?

Bereits vor rund 12000 Jahren begannen die Menschen, aus Wildgetreidearten die ertragreichsten Pflanzen auszuwählen und gezielt zu vermehren. Mitte des 19. Jahrhunderts führte der Priester Gregor Mendel umfassende Kreuzungsexperimente mit Erbsen durch. Er entdeckte Vererbungsregeln, welche eine systematische Zucht ermöglichten.

Blütenstaubgewinnung zur gezielten Vermehrung

Inzwischen hat die Forschung noch weitere Zuchtmethoden entwickelt. So können auf künstlichem Weg Mutationen ausgelöst und somit einzelne Gene von Organismen gezielt modifiziert werden. 

Eine wichtige Rolle spielt heute in der Landwirtschaft die sogenannte Hybridzüchtung. Dabei werden separat gezüchtete Inzuchtlinien mit bestimmten Eigenschaften einmal miteinander gekreuzt. Die direkten Nachkommen einer solchen Kreuzung zeigen gegenüber der Elterngeneration nicht nur die gewünschten Eigenschaften, sondern wachsen dank dem sogenannten Heterosis- oder Vermischungseffekt auch besser.

Diese Leistungssteigerung geht in der nächsten Generation wieder verloren. Für den Bauern bedeutet dies, dass er das Saatgut jedes Jahr neu kaufen muss, wenn er den Ertragsvorteil erzielen möchte. Während sich Landwirte in Industrieländern dies leisten können, verwenden Bauern in Entwicklungsländern aus Kostengründen häufiger Nachkommen von Hybriden oder traditionelles Saatgut, das sie selber vermehren. 

Inzuchtlinien bilden die Basis vieler Saatzuchtprogramme. Durch Selbstbestäubung («Selbstung») von einzelnen Pflanzen zeigen sich bei einem Teil der Nachkommen erwünschte Eigenschaften. Diese Pflanzen werden wiederum «geselbstet». Nach mehreren Inzucht-Generationen wird die Nachkommenschaft als reinerbige Inzuchtlinie betrachtet und kann als Sorte registriert werden.

Impressum

Diese interaktive Anwendung ist Bestandteil der Ausstellung «Biodiversität und Landwirtschaft» der Umweltarena. Sie wurde ermöglicht durch das Bundesamt für Landwirtschaft.

Konzept, Inhalte und Umsetzung: Sinnform AG, Basel  www.sinnform.com

Fotos: Bundesamt für Landwirtschaft, Pro Specie Rara,  Eidg. Forschungsanstalt WSL (Marco Walser, Doris Schneider), Landwirtschaftliche Forschungsanstalt Agroscope (Gabriela Brändle, Carole Parodi), Shutterstock, Jörg Schmill

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