Dieser Sommer sorgt bereits seit Wochen für Schlagzeilen. In Großbritannien wurde zum ersten Mal ein Temperaturrekord von mehr als 40 Grad Celsius gemessen. Auch in China ist die Quecksilbersäule bereits auf ein ähnliches Niveau angewachsen. In Südeuropa wüten ebenso Waldbrände wie an der US-Westküste. Und auch weitere Klimaextreme sind über das Jahr hindurch zu verzeichnen. Wie die Welt in Zukunft angesichts von Dürre und Flussaustrocknungen funktionieren wird, versuchen nun Forscher, mit Blick auf die Wüsten dieser Welt nachzuvollziehen. Dortige biologische Prozesse könnten künftig auch für heutige Feuchtgebiete von Bedeutung sein.

Ein Team um den Ökologen Jose Grünzweig von der Hebräischen Universität in Jerusalem befasst sich mit den einzigartigen Anpassungen von Wüstenbewohnern, die nach eigenen Regeln funktionieren und lange Zeit nur für trockene Gebiete galten. Neue Forschungen, die im Fachblatt "Nature Ecology and Evolution" veröffentlicht wurden, deuten nun darauf hin, dass der Klimawandel dazu führt, dass diese "Trockenland-Mechanismen" zunehmend auch die feuchteren Gebiete der Erde, wie die Anbauflächen und Wälder der gemäßigten Zonen, betreffen.

Einzigartige Lebensregeln

Das Team stellte eine Liste der einzigartigen Lebensregeln zusammen, die die Ökosysteme in Trockengebieten bestimmen. Derzeit ist mehr als ein Drittel der Landfläche der Erde ein Trockengebiet. Dort herrschen schnelle Wechsel zwischen feuchten und trockenen Bedingungen, die die Aktivität von Pflanzen und Tieren beeinflussen. Bedeutend ist zudem die Umverteilung von Wasser im Boden durch die Pflanzenwurzeln. Überdies kommt es zu einer Bildung lebender Krusten auf der Bodenoberfläche durch mikroskopisch kleine Organismen.

Insgesamt identifizierte das Team ein Dutzend verschiedener Trockenland-Mechanismen, die mehrere Prozesse beeinflussen - darunter die Verteilung der Vegetation, das Pflanzenwachstum, den Wasserfluss, den Energiehaushalt, den Kohlenstoff- und Nährstoffkreislauf aber auch die Zersetzung von abgestorbenem Material.

Während etwa in feuchten Regionen Tiere, Pilze und Mikroben abgestorbene Organismen verwerten, zerfallen sie in Trockengebieten alleine nur wegen der intensiven Sonneneinstrahlung. In vielen Ländern wachsen die Bäume aufgrund geringerer Wasserversorgung mittlerweile weniger dicht und die Aerodynamik unter den Baumkronen ändert sich. Während sich Pflanzen in feuchten Gebieten durch Verdunstung abkühlen, geschieht dies in Trockengebieten vor allem durch Luftströmungen. Solche Mechanismen könnten für viele Waldpflanzen wohl immer bedeutender werden.

"Diese Mechanismen werden durch Umweltfaktoren wie intensive Sonneneinstrahlung, hohe Temperaturen, große kahle Stellen zwischen den Pflanzen und unregelmäßige Verfügbarkeit von Wasser gesteuert", so die Forscher. In der Studie wurde schließlich versucht zu erarbeiten, wie wahrscheinlich es ist, dass sie in feuchteren Systemen der Zukunft auftreten. Und welche Art von Veränderungen wären erforderlich, damit wir sie in feuchteren Systemen sehen?

Neues Muster im Anflug

Für die Wissenschafter ist eindeutig, dass sich ein neues, noch nie da gewesenes Muster abzeichnet, das in den meisten Mikrobiomen der Erde als nicht vorhanden oder bis dato unbedeutend galt. Mittlerweile treten diese Trockenland-Mechanismen immer häufiger auch in gemäßigten Regionen auf - in Zukunft wahrscheinlich noch häufiger.

"Die neuen Erkenntnisse können dazu beitragen, unsere Anpassungsfähigkeit zu verbessern, um Klimaextremen zu widerstehen und ihre Auswirkungen auf Natur und Mensch zu verringern", betont Studien-Mitautorin Heather Throop von der Arizona State University.