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Inselökosysteme

Die Besiedlung von Inseln

Abhängigkeit von der Artenzahl des nahegelegenen Kontinents

Verschiedene Kontinente besitzen unterschiedlich viele Arten. So gibt es in Südamerika mehr Landvogelarten pro Flächeneinheit als in Afrika. Auf Inseln vor dem Kontinent ist die Artenzahl gleich großer Areale von der Artenzahl des nächstgelegenen Kontinents abhängig.

Abhängigkeit von der Entfernung des nächstgelegenen Kontinents

Je weiter eine Insel vom Festland entfernt ist, desto seltener wird dort eine Art einwandern.

Absolute Entfernungsgrenzen

Tier- bzw. Pflanzenarten Art der Fortbewegung größte nachgewiesene zurückgelegte Entfernung
Große Landsäugetiere schwimmend 40 km
kleine Säugetiere (außer Nager) auf Treibholz 320 km
Nagetiere, Lurche, Landschildkröten, Schlangen auf Treibholz 800 km
Pflanzensamen, Insekten, Landvögel durch Stürme 3200 km
Weichtiere auf Treibholz 3200 km

Eine Rolle spielt offensichtlich die Fortbewegungsmethode: Schwimmen ist am ungünstigsten, weiter gelangt man auf Treibholz und am besten funktioniert es mit dem Wind.

Ebenfalls wichtig ist der Grundumsatz: Kaltblüter (Weichtiere, Lurche, Reptilien) überleben länger auf Treibholz als Warmblüter (Säugetiere). Nagetiere überleben oft so lange wie Kriechtiere, da viele von ihnen zu einem Winterschlaf fähig sind und so ausreichend Energie sparen können um am Leben zu bleiben.

Der Glücksfaktor

Diese Extrementfernungen überleben Tiere und Pflanzen nur mit viel Glück: Sie müssen vor der Reise in einer guten Verfassung sein, um so weit zu kommen, die Strömung muß günstig sein und sie müssen auch tatsächlich am Ende ihrer Reise an einer Insel ankommen, ohne von Raubfischen gefressen worden zu sein.

Deshalb nimmt mit zunehmendem Abstand zum Festland die Zahl der Zuwanderungsereignisse ab.

Das Aussterben eingewanderter Arten

Eine Art, die einmal auf eine Insel gelangt ist, hat abhängig davon, was sie für Bedingungen vorfindet und wie gut sie daran angepaßt ist, unterschiedliche Überlebenschancen.

Fläche der besiedelten Insel

Platzbedarf pro Tier

Platzbedarf einzelner Tiere

Wieviel Platz ein Lebewesen auf einer Insel braucht, hängt von der Stellung in der Nahrungskette ab. Also davon, ob es zur Energieversorgung auf Sonnenlicht (Primärproduzent), Pflanzen (Primärkonsument) oder Fleisch (Sekundärkonsument) angewiesen ist. Um einen Wolf satt zu kriegen braucht man 15m2, eine Landfläche, die ausreicht um 30 Elchen oder etwa 70 000 ausgewachsenen Bäumen Nahrung zu bieten.

Außerdem hängt der benötigte Lebensraum von der Größe des jeweiligen Tieres ab. Die 15km2 die ein Wolf benötigt reichen für 150 Füchse oder 4 Millionen Spitzmäuse.

Bei Warmblütigen Tieren wird ein erheblicher Teil der mit der Nahrung aufgenommenen Energie zur Erzeugung von Wärme verwendet. Bei den kaltblütigen Fischen ist die jeweils zehnfache Masse an Beutetieren nötig ist, um ihre Jäger zu ernähren, das heißt 1kg Fisch lebt von 10kg kleineren Fischen. Dagegen ist das Mengenverhältnis bei den warmblütigen Wölfen viel ungünstiger: Es liegt bei etwa 1kg/500kg.

Inseltheorie

Auch von der Fläche der Insel ist die Zahl der auf der Insel lebenden Arten entsprechend folgender Formel abhängig.

S = C*Az oder lg S = lg C + z lg A

A=Fläche der besiedelten Insel, S=Artenzahl der Insel, z schwankt zwischen 1 und 4, C = eine Konstante die von verschiedenen Faktoren abhängt.

Abgelegene Inseln

Nie mit dem Festland verbunden

Die Ökosysteme abgelegene Inseln, die wie Hawaii nie mit dem Festland verbunden waren, weisen einige Besonderheiten auf.

Säugetiere fehlen fast vollständig

Da nur Tierarten zu ihnen gelangen konnten, die die Entfernung vom Festland bewältigen konnten, existieren dort fast niemals Nachkommen großer Säugetiere. Wenn die Entferunung vom Festland dorthin nicht zu groß ist, können Nagetiere dorthin gelangt sein, wie die einheimische Ratte zu den Galapagosinseln gelangen konnte. Bei noch weiter entfernten Inseln sind die einzigen dort lebenden Säugetiere Fledermäuse.

Fledermäuse Hawaiis: Fledermäuse Neuseelands: Viecher (Nagetiere) auf den Antillen Ratten Madagaskars:

Insekten

Insektenarten spalten sich sehr stark auf und haben oft ungewöhnlich große Arten, wenn Säugetiere als Konkurrenz fehlen.

Pflanzen

  • Ursprungsarten haben Samen, die sich durch Wind oder Wasser verbreiten
  • verlieren oft ihre Abwehrmaßnahmen gegen Pflanzenfresser
  • entwickeln eventuell neue anders geartete Anpassungen, sobald sich ein Pflanzenfresser entwickelt.

Menschen

  • können sich durch Schiffahrt mit Nachbarinseln austauschen und deshalb auf Inseln dauerhafte Siedlungen unterhalten, die nicht ausreichend Platz für eine dauerhafte Population bieten.
  • sind erst nach der letzten Eiszeit eingewandert
  • es handelt sich um moderne Menschen, die keine Pygmäen oder Aboriginals sind.
  • sie haben Ratten, Nutzpflanzen, Planzenschädlinge und Haustiere eingeführt
  • haben viele ursprüngliche Arten durch Jagd ausgerottet.
  • Das tun sie auch auf Inseln, die sie nicht dauerhaft bewohnen sondern nur regelmäßig mit Schiffen besuchen.
  • die von ihnen eingeschleppten Tiere und Pflanzen haben oft ebenfalls viele Arten verdrängt.
  • auf dauerhaft bewohnten Inseln wurden durch Landwirtschaft noch mehr Arten verdrängt, da ihre Lebensräume verloren gingen.

Vögel stammen gewöhnlich von guten Fliegern ab, entwickeln aber oft sehr große flugunfähige Formen

Die am weitesten ziehenden Zugvögel, wie Storch, Albatros und Schwalben sind zwischen 18cm und 1m groß und wiegen höchstens etwa 3kg. Der optimale Kompromiß zwischen Auskühlungsschutz und der Größe für ideale Flugfähigkeit liegt also zwischen diesen beiden Größen. Um sie genauer festzustellen bräuchte man eine größere Erde oder ein anderes Abschätzungsverfahren. Vögel dieser Größenordnung können deshalb auch auf die abgelegensten Inseln der Erde gelangen und werden zu den Ahnen der dortigen Vogelarten.

Zwar gibt es noch größere Vögel, die fliegen können, wie der der Höckerschwan (ca. 12kg, 1,80m lang, Spannweite 2,60m), doch Zugvögel sind sie nicht, da Reisen um die halbe Erde ihnen zu viel Kraft kosten würden. Noch deutlich schwerere Vögel, wie Strauße (100kg, 2,5m hoch, 2m lang), Moas (bis 250kg) und Elefantenvögel (bis 500kg) sind durchweg flugunfähig.

Da größere abgelegene Inseln wie Neuseeland, Hawaii, Madagaskar meist natürlicherweise nicht von großen Säugetieren bewohnt sind, bieten sich hier oft Lebensräume für Vögel, die größer als 1m sind und mehr als 3kg wiegen und die Stelle von Grasfressern oder Raubtieren im Ökosystem einnehmen. Das erklärt die Entstehung von Laufvogelarten wie den Folgenden aus ursprünglich flugfähigen und wesentlich kleineren Ahnen.

Hawaii-Gänse
Ökosystem Hawaii

Abstract.—The Hawaiian flora, because of its great isolation, high levels of endemism, known lineages, and high rates of endangerment, offers unique opportunities to explore patterns of endangerment that may be shared by many islands or habitats that are ecological islands. Nine percent of the native flora of 1159 taxa are already extinct, and 52.5% are at risk (extinct, endangered, vulnerable, or rare). Patterns of endangerment are related to phylogeny, ecological and life history traits, and geographic patterns of taxa and lineages. Risk is strongly associated with limited geographic distribution at several different scales: endemic taxa (native only to the Hawaiian Islands) are at far greater risk than indigenous taxa (with Hawaiian and extra-Hawaiian ranges), single-island endemics are more at risk than multi-island endemics, small islands have the highest proportion of endemic taxa at risk, and endemics with more limited habitat distributions (elevation, community type) are more at risk. Among the major islands, Maui Nui has the highest percent of taxa that are extinct. Kaua'i has the lowest percent of extinct taxa and the highest proportion of single-island endemic taxa that are rare. Historic population density is a strong predictor of risk, and taxa with historically low population densities are at greatest risk with rapid anthropogenic changes. Endemic taxa at risk are associated with distributions in cliff habitats that serve as refugia from large herbivores, shrublands, forests, and bogs rather than coastal areas and grasslands. Endemic taxa with distributions in low elevation dry habitats have the highest proportion of taxa at risk, but the greatest absolute number of taxa at risk occur in mesic lowland and montane forests and wet montane forests. The life history patterns associated with risk are complicated, and inclusion of the effect of evolutionary relationships (lineages) is essential to prevent domination of these patterns by taxa in the largest lineages. The largest Hawaiian lineage is in the Campanulaceae, and as a result, species level analyses without respect to lineage shows risk associated with a monomorphic (hermaphroditic) breeding system and bird pollination. Analyses incorporating the effect of lineage greatly reduce the impact of these taxa, and result in an association of risk with insect pollination, with no effect of breeding system. There is no association of lineage size and the percent of taxa at risk within the lineage; endemic taxa from lineages with large radiations are at no greater risk than endemic single-taxon lineages. The percent of taxa at risk at the family level in the Hawaiian Islands and worldwide (excluding Hawaiian taxa) are positively correlated, although flowering plant families in the Hawaiian Islands have a much higher proportion of taxa at risk than worldwide. These patterns may be useful to inform management decisions in other island-like ecosystems under increasing threats around the world.

Notitzen:

Beispiele

Indischer Ozean:

Pazifik

Atlantik

Inseln, die sich lange vor der letzten Eiszeit vom Festland getrennt haben

Tierfamilien die nach der Abtrennung entstanden sind, fehlen auf den Inseln häufig. Konnten sie doch einwandern und sich halten spalten sie sich oft in diverse Arten auf.

Bevor die ersten menschlichen Siedler (Polynesier) Neuseeland erreichten gab es dort außer zwei Fledermauarten (Mystacina tuberculata und Mystacina robusta) keinerlei Säugetiere. Sie waren erst nach der Abtrennung Neuseelands vom Festland entstanden.

Die Tierwelt bestand damals aus teilweise ungewöhnlich großen Insekten, Fröschen, Reptilien und Vögeln, von denen einige riesig waren, wie der Haast-Adler (Harpagornis moorei) und Moas (Dinornithiformes).

Die Polynesier schleppten Ratten (Rattus exulans) und Haushunde ein, die beide für viele der damaligen Tierarten eine Gefahr darstellten. Ratten fressen die Jungtiere und Eier von Vögeln, während Wölfe auch größere Vögel selbstständig jagen können, was vielen der flugunfähigen Arten zum Verhängnis wurde. Die Menschen selbst rotteten besonders die großen Arten durch Jagd aus. Außerdem rodeten sie nach und nach die Wälder der Inseln.

Die später einwandernden Europäer schleppten weitere Arten ein. Zwei weitere Rattenarten (Rattus rattus und Rattus norvegicus), Katzen, einige Känguruharten und Nutztiere ein und hatten zudem wirkungsvollere Waffen als die ursprünglichen Siedler, was zu weiterem Artensterben führte.

Inseln die in der letzten Eiszeit oder später mit dem Festland verbunden waren

Diese haben im wesentlichen dieselben Tierfamilien wie auf dem Festland jedoch in geringerer Artenzahl, besonders bei den körperlich großen Arten. Große Arten werden oft nach Abtrennung vom Festland kleiner. Es gibt keine Aufspaltung von eingewanderten Arten und kleine Arten werden nicht größer, da alle ökologischen Nischen besetzt sind. Endemische Arten gibt es wenige, einzelne Vogel- und Insektenarten auf sehr kleine Inseln haben jedoch im Gegensatz zu ihren flugfähigen Verwandten auf dem Festland ihr Flugvermögen verloren.

Inseln die dem Festland sehr nahe sind

Durch die Nähe gibt es regelmäßig Zuwanderungen vom Festland. Die Tierwelt unterscheidet sich nicht wesentlich von diesem ist aber artenärmer, wobei die Zahl der Arten weitgehend stabil bleibt, die Arten selbst aber wechseln.

Meisen auf Gotland

Großraubtiere und große Pflanzenfresser auf der Isle Royale

Inseln die sehr neu sind oder in der letzten Eiszeit unbewohnbar waren

Inseln die sehr neu sind oder in der letzten Eiszeit oder danach unbewohnbar waren oder durch Flutwellen oder Vulkanausbrüche entvölkert wurden und danach nie mit dem Festland verbunden waren, haben im Vergleich zu ähnlich großen Inseln mit ähnlicher Lage sehr viel weniger Tier- und Pflanzenarten.

Für evolutionäre Vorgänge blieb auf ihnen wenig Zeit, so daß die dort lebenden Arten den jeweiligen Ursprungsformen noch sehr nahestehen. Höchstens Tiere und Pflanzen mit kurzer Generationsdauer und hoher Nachkommenzahl wie Insekten oder Mäuse können sich schon erheblich verändert und in mehrere Arten aufgespalten haben. Artbildungsvorgänge laufen hier im Vergleich zum Festland und zu Inseln, die schon langer bewohnt sind sehr schnell ab.

Notitzen

  • Burney, D. A., H. F. James, L. P. Burney, S. L. Olson, W. Kikuchi, W. L. Wagner, M. Burney, D. McClosky, D. Kikuchi, F. V. Grady, R. Gage II, and R. Nishek. 2001. Fossil Evidence for a Diverse Biota from Kaua'i and its Transformation Since Human Arrival. Ecological Monographs 74(4):615-641. http://www.nmnh.si.edu/vert/birds/pdf/hfj1.pdf

Säugetiere

Inselverzwergung

Reptilien

Insekten

Vögel

Kleidervögel

Moas, Kiwis

Sonstiges

Fische in Seen

  • Pseudocrenilabrinae (Afrikanische Buntbarsche), Baikalsee
  • Verheyen E, Salzburger W, Snoeks J, Meyer A: Origin of the superflock of cichlid fishes from Lake Victoria, East Africa.

Science. 2003 Apr 11;300(5617):325-9. Epub 2003 Mar 20. PMID 12649486 http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?Db=pubmed&Cmd=ShowDetailView&TermToSearch=12649486&ordinalpos=56&itool=EntrezSystem2.PEntrez.Pubmed.Pubmed_ResultsPanel.Pubmed_RVDocSum

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