Ökologische Nischen II

Definitionen

In drei verschiedenen Schulbüchern der Sekundarstufe II findet man (mindestens) drei unterschiedliche Definitionen des Begriffs "Ökologische Nische". Hier die Defintion aus dem Schroedel-Band "Ökologie" der Grünen Reihe:

"In der Evolution haben sich Fähigkeiten und Eigenschaften entwickelt, die es Lebewesen erlauben, einen bestimmten Umweltbereich erfolgreich zu nutzen. Diesen Bereich bezeichnet man als ökologische Nische" (Schroedel, Grüne Reihe Ökologie, S. 45).

Die Defintion der Ökologischen Nische in dem Cornelsen-Band "Biologie Oberstufe" liest sich so:

"Die Gesamtheit der Beziehungen zwischen einer Art und ihrer Umwelt nennt man ihre ökologische Nische" (Cornelsen, Biologie Oberstufe, S. 334).

Diese Definition hört sich gut an, ist mir persönlich aber etwas zu stark verallgemeinert, im Grunde kann man nicht so viel damit anfangen. Und hier die Definition aus dem Linder "Biologie":

"Man bezeichnet die Gesamtheit aller biotischen und abiotischen Umweltfaktoren, die für die Existenz einer bestimmten Art wichtig sind, als ökologische Nische der Art" (Linder, S. 88).

Vergleichen wir das mit meiner eigenen Definition:

"Die ökologische Nische einer Art ist ihr Präferendum im n-dimensionalen Umweltfaktoren-Raum".

Natürlich finde ich meine Definition am besten, das ist ja klar, aber davon mal abgesehen halte ich die Definition aus dem Linder für ganz brauchbar, obwohl sie nicht sehr präzise ist. Ein Umweltfaktor ist zum Beispiel die Temperatur. Dieser Umweltfaktor ist für die Existenz aller Lebewesen wichtig, aber die Temperatur an sich definiert doch noch keine ökologische Nische. Gemeint ist doch wohl eher die Intensität des Umweltfaktors bzw. der Intensitätsbereich, den die Lebewesen bevorzugen. Also zum Beispiel eine Temperatur zwischen 20 und +30°C.

Der Planstellen-Ansatz

Betrachtet man sich einen Biotop, beispielsweise eine Wiese, so gibt es hier für pflanzenfressende Tiere unterschiedliche Planstellen. Eine Tierart frisst zum Beispiel lange und weiche Grashalme, eine andere Tierart hat sich auf kurze und harte Grashalme spezialisiert. Eine dritte Tierart frisst weiche Blätter von niedrig waschsenden Büschen, eine vierte Tierart bevorzugt harte Blätter von niedrigen Büschen, eine fünfte Tierart mag gerne Bätter von Laubbäumen, und eine sechste Tierart bevorzugt Nadelhölzer, die am Rand der Wiese wachsen.

In Schulbüchern werden gerne die verschiedenen Wasservögel in einem See als Beispiel für die Einnischung, also die Besetzung von ökologischen Planstellen herangezogen. So sucht der Drosselrohrsänger Insekten auf der Wasseroberfläche, während der Teichrohrsänger seine Nahrung im Schilf sucht, und so weiter.

Es ist also so, als ob die Natur in jedem Biotop 20, 30 oder mehr Planstellen für Tiere (und Pflanzen) bereithält, die nur darauf warten, besetzt zu werden. Natürlich müssen die Tiere und Pflanzen für diese Planstellen geeignet sein, sonst können sie und ihre Nachkommen nicht in der Planstelle überleben.

Auch das Prinzip der konvergenten Entwicklung passt in diesen Planstellen-Ansatz hinein. Ähnliche Biotope in unterschiedlichen geographischen Regionen halten ähnliche Planstellen bereit. Tiere, die diese Planstellen besetzen wollen, müssen ähnliche Angepasstheiten entwickeln, damit ihnen dieses langfristig gelingt. Ein Tier, das beispielsweise die Planstelle "Im lockeren Boden nach Würmern und Insekten jagen" besetzen will, muss gut graben und gut riechen können, außerdem muss es ein Fell besitzen (falls es ein Säugetier ist), das beim Kriechen in engen Röhren nicht stört. Andererseits muss es keinen gut entwickelten optischen Sinn besitzen. In Mitteleuropa wird diese Planstelle vom Maulwurf besetzt. In anderen Regionen der Erde besetzen völlig andere Tiere die gleiche Planstelle, beispielsweise der Beutelmull in Australien oder der Goldmull in Afrika.

Die Planstelle "wir jagen kleinere Säugetiere, indem wir sie - eventuell im Rudel - zu Tode hetzen" wird in Europa und Asien vom Wolf besetzt, in Australien vom (ausgestorbenen) Beutelwolf, in Afrika vom Schakal und in Nordamerika vom Kojoten.

Was haben Maulwurf, Beutelmull und Goldmull gemeinsam? Diese Tierarten sind nicht (näher) miteinander verwandt, und dennoch haben sie ein ähnliches Aussehen und Verhalten.

Auch Wolf, Beutelwolf, Schakal und Kojote sind nicht (näher) miteinander verwandt, sehen aber dennoch ähnlich aus.

Die Analogien - Ähnlichkeiten im Aussehen und Verhalten - sind die Folgen einer ähnlichen evolutiven Entwicklung. In unterschiedlichen Biotopen waren gleiche Planstellen bzw. ökologische Nischen offen, also noch nicht von geeigneten Tieren besetzt. Sie wurden aber aus verschiedenen Gründen dann von Tieren "erobert", die zumindest ansatzweise dafür geeignet waren, also eine gewisse Präadaption (Voranpassung) mitbrachten. Nach dem Prinzip der natürlichen Auslese überlebten nur diejenigen Nachkommen, die einigermaßen gut an die Nische angepasst waren, die weniger gut angepassten hatten weniger Nachkommen als die gut angepassten, und im Laufe der Generationen fand ein Optimierungsprozess statt, der dazu führte, dass die Individuen der jeweiligen Art immer besser an die jeweilige ökologische Nische angepasst waren. Man sagt auch, die Tiere haben sich eingenischt.

Da sich die Planstellen bzw. ökologischen Nischen stark ähnelten (man spricht hier auch von einer Stellenäquivalenz), führten auch die zunehmenden Anpassungen in die gleiche Richtung. Die Evolution der Tiere verlief konvergent (in die gleiche Richtung strebend). Maulwurf und Beutelmull entwickelten im Laufe der Generationen Analogien wie zum Beispiel ein immer dichteres Fell, der Strich verschwand aus dem Fell, weil ein Strich beim Rückwärtskriechen stört, die Vorderbeine wurden zu Grabschaufeln, die Augen wurden kleiner, der Riechsinn und der Tastsinn immer besser und so weiter.

Am Ende dieses Absatzes wollen wir noch ein paar wichtige Fachbegriffe definieren:

Der evolutionsbiologische Ansatz

"Nichts in der Biologie macht Sinn außer im Licht der Evolution!". Dieser berühmte und auch völlig berechtigte Satz geht auf den großen Evolutionsbiologen Theodosius Dobzhansky (1900 - 1975) zurück. Dobzhansky war nicht nur Biologe, sondern auch ein sehr gläubiger Christ, und er wollte immer klar machen, dass Evolution und Gottesglauben vereinbar sind. Kreationismus und "Intelligent Design" hielt er für Gotteslästerung, ein Ansatz, dem ich mich persönlich durchaus anschließen kann.

Im Grunde haben wir den evolutionsbiologischen Ansatz schon kennen gelernt. Die Natur hält verschiedene "Planstellen" bereit, die nur darauf warten, von Tieren oder Pflanzen besetzt zu werden. Machen wir doch eine kleine Zeitreise in die Vergangenheit, in die Zeit, als die Fische begannen, das Festland zu erobern. Das Festland war damals von primitiven Pflanzen besiedelt, und auch wirbellose Tiere lebten schon auf dem Land. Es gab nasse Stellen auf dem Land, Moore, Sümpfe, Teiche, Flüsse etc., und auch trockene und sogar sehr trockene Stellen. Es gab flache Länder, Mittelgebirge und Hochgebirge, kalte Regionen, warme Regionen und heiße Regionen. Kurz und gut, das Festland bot eine Vielzahl von unterschiedlichen Lebensmöglichkeiten. Die ersten Fische, die an Land krochen, interessierte das alles natürlich nicht, sie hatten mit der Schwerkraft zu kämpfen, die die Fortbewegung und das Atmen behinderte, sie hatten mit der Trockenheit zu kämpfen, sie mussten den Sauerstoff aus der Luft herausholen und so weiter. Die ersten 1000 oder 10.000 Versuche, das Land zu erobern, gingen sicherlich schief. Keiner war dabei, der das hätte dokumentieren können. Irgendwann klappte es aber, und die Tiere lebten - zumindest zeitweise - an Land, bekamen Nachwuchs, der ebenfalls an Land leben konnte und so weiter. Mit der Zeit wuchs die Population, und die Konkurrenz zwischen den Individuen wurde härter. Solche Konkurrenzsituationen können dazu führen, dass ein Teil der Tiere neue Lebensbereiche aufsucht und sich dann erfolgreich behaupten kann. Dazu müssen die Tiere nicht unbedingt Hunderte von Kilometern zurücklegen, sondern machmal reicht es auch, einfach eine etwas trocknere Stelle in der unmittelbaren Nachbarschaft zu besiedeln. Die Anforderungen, die die Umwelt hier an die Tiere stellt, sind etwas anders als in dem bisherigen Lebensraum, und nicht alle Individuen der Population kommen mit diesen neuen Umweltbedingungen zurecht. Aber die Individuen der Population unterscheiden sich auf vielfältige Weise (Variabilität), und ein paar Tiere können in dem neuen Lebensraum existieren. Die anderen kehren in den ursprünglichen Lebensraum zurück oder fristen eben ein eher kümmerliches Dasein, haben kaum Nachkommen und sterben daher bald aus. Im Laufe der Generationen entsteht so eine Teilpopulation, die immer besser an die neuen Lebensbedingungen angepasst ist. Käme jetzt ein Ökologe aus der heutigen Zeit vorbei, würde er sicherlich sagen: "Oh, hier haben die Tiere eine neue ökologische Nische bzw. Planstelle besetzt". Das dieses "Besetzen" ein langfristiger, viele Generationen dauernder Prozess ist, sieht der Ökologe nicht, er kennt ja nur die Gegenwart.

Was ich hier also etwas richtigstellen möchte, ist folgendes: Das Konzept der Ökologischen Planstelle ist genau das, was der Begriff sagt, ein Konzept. Es gibt keine ökologischen Planstellen in dem Sinne, wie es eine freie Stelle bei der Firma Kolbus in Rahden gibt. Eine Population sieht sich einer starken Konkurrenzsituation ausgesetzt, wobei es egal ist, ob es sich um intraspezifische oder interspezifische Konkurrenz handelt, und das bringt einige Individuen "auf die Idee", ihre Überlebensstrategie zu ändern. Nicht zu Unrecht steht in jedem guten Evolutionsbiologie-Buch, dass der erste Schritt einer evolutiven Veränderung eine Veränderung des Verhaltens ist. Die Tiere (am Beispiel von Pflanzen kann man das alles nicht so gut erklären, aber das hier Gesagte gilt natürlich auch für Pflanzen, Bakterien und alle anderen Lebewesen) müssen unzufrieden sein mit ihrer gegenwärtigen Situation, sie müssen in einem "suboptimalen" Bereich leben. Jede Verhaltensänderung, die dazu führt, dass die Lebensbedingungen optimaler werden, wird belohnt, indem die Tiere größer, fetter, agiler werden und dann auch mehr Nachkommen groß ziehen können. Irgendwann, nach vielen Tausend Generationen, haben die Tiere ihr Aussehen geändert, so dass es auch Nicht-Biologen auffällt, und dann plötzlich reden die Leute von einer "neuen Rasse" oder gar einer "neuen Art", die dann eine "neue ökologische Nische" besetzt hat.

Mit anderen Worten - und da hoffe ich auf Widerspruch - Tiere und Pflanzen machen sich ihre ökologischen Nischen durchaus selbst, weil ihnen oft gar nichts anderes übrig bleibt, wenn sie als Art überleben wollen.