Die lokale Biodiversität ist unterirdisch anders verteilt als oberirdisch: In den gemässigten Breiten gibt es lokal meist mehr Regenwürmer und Regenwurmarten als in den Tropen. Dies wird vor allem durch Niederschlag und Temperatur beeinflusst, der Klimawandel könnte also das Vorkommen von Regenwürmern weltweit verändern.
Dies sind die zentralen Ergebnisse einer Studie, die in der aktuellen Ausgabe der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurde. Für die Studie hat ein Wissenschaftlerteam unter Führung des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und der Universität Leipzig zusammen mit 140 internationalen Wissenschaftlern den weltweit größten Regenwurmdatensatz zusammengestellt. Dies haben sie mit Informationen von 6928 Standorten aus 57 Ländern gemacht, so berichtet eine Medienmitteilung des iDiv.
Fast überall auf der Welt gibt es Regenwürmer. Wo der Boden nicht dauerhaft gefroren, zu sauer, zu nass oder vollkommen trocken ist, fressen Regenwürmer organisches Material, graben Löcher und mischen Humus und Erde. Auf diese Weise fördern sie eine Vielfalt von Ökosystemleistungen des Bodens – machen Nährstoffe verfügbar, helfen klimawirksamen Kohlenstoff zu speichern oder Samen zu verbreiten. Regenwürmer gelten deshalb als «Ökosystem-Ingenieure». Ihre Bedeutung spiegelt sich auch in ihrer grossen Gesamt-Biomasse wider: Diese ist oft grösser als die Gesamt-Biomasse aller am selben Ort lebenden Säugetiere.
Trotz der grossen Bedeutung von Regenwürmern für Ökosysteme und Ökosystemleistungen für den Menschen, war bislang wenig bekannt über die weltweite Verbreitung von Regenwürmern. «Wissenschaftler haben bereits vor Jahrzehnten herausgefunden, dass an einem beliebigen Ort in den Tropen meist mehr Arten leben als an einem gleich grossen Ort der gemässigten Breiten», sagt Erstautorin Dr. Helen Phillips, die am Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und der Universität Leipzig arbeitet. «Doch für Regenwürmer konnten wir solche Untersuchungen bisher nicht durchführen, da es keine entsprechenden, globalen Datensätze gab.»
Phillips wollte eine Weltkarte erstellen, die so viele Daten wie möglich zur Vielfalt von Regenwürmern enthält: zur Anzahl der Arten, zur Anzahl der Individuen (Dichte) und zur Biomasse. Zusammen mit Kollegen einer Arbeitsgruppe des Synthesezentrums sDiv kontaktierte Phillips Regenwurmforscher aus der ganzen Welt und bat sie, ihre Daten für einen neuen, globalen Datensatz zur Verfügung zu stellen, der für jeden zugänglich sein sollte. «Erst dachten wir, das ist verrückt. Aber dann staunten wir, wie viele Kollegen ihre Daten mit uns teilen wollten», meint Letztautor Prof. Nico Eisenhauer, Forschungsgruppenleiter bei iDiv und der Universität Leipzig. «Wir haben 2016 praktisch bei Null angefangen und konnten wenige Jahre später den weltweit grössten Datensatz zur Bodenbiodiversität veröffentlichen. Das ist eine grossartige Leistung der Erstautorin Helen Phillips und der vielen Wissenschaftler, die an uns geglaubt haben.»
Die Ergebnisse zeigen, dass Biodiversität unterirdisch anders verteilt ist als oberirdisch: Bei Pflanzen, Insekten und Vögeln zum Beispiel nimmt die Anzahl der Arten in einem bestimmten Gebiet zu, je mehr man sich dem Äquator nähert. Entsprechend finden sich oberirdisch die meisten Arten in den Tropen. Doch bei Regenwürmern ist es genau umgekehrt: Die meisten Regenwurmarten (kleinräumig betrachtet) fanden die Forscher an Orten in Europa, dem Nordosten der USA und Neuseeland. Ähnlich verhielt es sich mit der Dichte und der Biomasse. Auch hier waren die Werte in den gemäßigten Breiten am höchsten.
Gleichzeitig scheinen Regenwürmer in den Tropen kleinere Verbreitungsgebiete zu haben. Helen Phillips: «In den Tropen findet man alle paar Kilometer eine neue Gemeinschaft von Regenwurmarten. In kühleren Regionen hingegen bleibt diese mehr oder weniger gleich. Das könnte bedeuten, dass man in einem bestimmten Gebiet der Tropen zwar nur wenige Arten findet, die Gesamtzahl aller tropischen Regenwurmarten aber sehr hoch ist. Das wissen wir aber noch nicht.» Diese Unsicherheit liegt vor allem daran, dass viele tropische Regenwurmarten noch gar nicht beschrieben wurden. Man weiss also oft nicht, ob Regenwürmer, die an verschiedenen Orten gefunden wurden, derselben Art oder verschiedenen Arten angehören.
Die Wissenschaftler untersuchten auch, welche Umweltfaktoren beeinflussen, wie viele Regenwürmer und Regenwurmarten an einem Ort leben. Das Ergebnis: Faktoren, die mit Niederschlag und Temperatur zusammenhängen, hatten den größten Einfluss. «Der Klimawandel könnte zu starken Veränderungen bei den Regenwurmgemeinschaften und den von ihnen beeinflussten Ökosystemleistungen führen», sagt Nico Eisenhauer. «Aufgrund ihrer Rolle als Ökosystem-Ingenieure befürchten wir Auswirkungen auf andere Lebewesen wie Mikroorganismen, Bodeninsekten und Pflanzen.»
Die Ergebnisse der Studie sind auch für den Naturschutz wichtig: Biodiversität ist ein wichtiges Kriterium bei der Auswahl schützenswerter Gebiete. Das Ausblenden unterirdischer Vielfalt kann dazu führen, dass Regenwürmer nicht ausreichend geschützt werden – und damit auch ihr Beitrag zum Funktionieren der Ökosysteme. Entsprechend müsste auch die unterirdische Biodiversität berücksichtigt werden, um die wahren Hotspots der Biodiversität zu identifizieren: «Es ist Zeit für einen Paradigmenwechsel beim Schutz der biologischen Vielfalt», sagt Nico Eisenhauer. «Weil wir es nicht sehen, vergessen wir allzu leicht das faszinierende Leben unter unseren Füßen. Regenwürmer mögen im Verborgenen weilen und nicht das Charisma eines Pandas haben. Aber sie sind extrem wichtig für andere Lebewesen und das Funktionieren unserer Ökosysteme.»
In vielen subtropischen Böden, die ich bearbeitete, fand ich selten Regenwürmer, am ersten noch in höheren Lagen. Häufig besteht nur eine flache Schicht mit organischem Material; die tieferen Schichten sind verwitterte Muttergesteinsschichten oder mineralische Schwemmböden. So herrschen während Monaten mit wenig Niederschlag rasch ungünstige Bedingungen für Regenwürmer. Eine hohe Temperatur an sich ist meist kein Problem, siehe unsere oder amerikanische Komptostwurmarten. Entscheidend und im Widerspruch zu den Überlegungen dieser Forschungsarbeit ist aber, dass der Regenwurm nicht überall zentrale «Umwelt-Ingenieur-Leistung» erbringt. Und erbringen muss, denn der Abbau der organischen Substanz findet trotzdem vollständig und schnell statt. In solchen Böden wird es andere Arten als Indikatoren für funktionierende Abbauprozesse geben.