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Wissen Alexander von Humboldt: Forschung auf den Grundlagen des Vordenkers
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21:57 13.09.2019
Andenklippenvogel in den peruanischen Anden. Quelle: Jesper Sonne/CMEC

Alexander von Humboldt (1769–1859) war eine schillernde Persönlichkeit, ein Verfechter der Gleichheit aller Menschen – und ein begnadeter Forscher. Er thematisierte Aspekte, die auch heute noch zentrale Bedeutung haben. An seinem 250. Geburtstag (14.9.) ist er daher aktueller denn je. So habe ein Vergleich mit seinen damaligen Daten gezeigt, dass bestimmte Pflanzenarten der Anden heute rund 250 Höhenmeter weiter oben anzutreffen sind als vor rund zwei Jahrhunderten, erläutern Wissenschaftler im Fachmagazin „Science“, das dem Naturforscher eine Serie von Beiträgen widmet.

Humboldt bereiste mit dem französischen Botaniker Aimé Bonpland (1773-1858) Südamerika. Zu Fuß, auf Mauleseln oder im Kanu reiste er von 1799 bis 1804 Tausende Kilometer zwischen der Karibik und den Anden. Im heutigen Ecuador bestieg er den Vulkan Chimborazo: Humboldt und Bonpland kamen im Juni 1802 auf etwa 5900 Meter - so hoch wie nach damaligem Wissen noch kein Mensch vor ihnen. Humboldts Naturgemälde des Chimborazo von 1807, auf dem er die Verteilung der Vegetationszonen darstellte, gilt als Ikone und beschäftigt bis heute die Wissenschaft.

Umwelt- und Geoforschung von Humboldt inspiriert

Berge, Klima und Vegetation hätten über sechs Jahrzehnte im Mittelpunkt von Humboldts Denken gestanden, erklärt Stephen Jackson vom Southwest Climate Adaptation Science Center in Tucson (USA) in „Science“. Seine wissenschaftlichen Beiträge und Visionen seien aber weit darüber hinaus gegangen, sie hätten sich über nahezu sämtliche Naturwissenschaften ebenso wie die Sozial- und Geisteswissenschaften erstreckt. „Praktisch alle Umwelt- und Geoforschung in jedem Teil der Erde steht auf von Humboldt inspirierten Grundlagen.“

Humboldts Arbeiten hätten die Sicht darauf revolutioniert, wodurch die globale Verteilung des Lebens beeinflusst wird, erläutern Forscher um Carsten Rahbek von der Universität Kopenhagen in „Science“. Gebirgsregionen machten ein Viertel der globalen Landfläche aus, beherbergten aber mehr als 85 Prozent der weltweit vorkommenden Amphibien, Vögel und Säugetiere. Viele dieser Arten kommen demnach ausschließlich in den Bergen vor. Vor allem in Gebirgsregionen der Tropen gebe es eine immense Artenfülle – was mit herkömmlichen Hypothesen bisher kaum zu erklären sei.

Klimawandel und Landnutzung bedrohen Natur

Durch Klimawandel und Landnutzung sei die Bergwelt als Refugium der Artenvielfalt zunehmend bedroht, warnen die Wissenschaftler um Rahbek. Anhand von Daten zu rund 21.000 Amphibien-, Vogel- und Säugetierarten und deren Vorkommen in 134 Gebirgsregionen weltweit zeigen sie Hotspots der Artenvielfalt. Dazu zählen neben den Anden in Südamerika die Eastern Highlands in Afrika, Gebirgszüge in den chinesischen Provinzen Sichuan und Yunnan sowie die Berge Papua-Neuguineas.

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Charakteristisch für solche Regionen sei ein komplexes Netzwerk von Lebensräumen mit ganz unterschiedlichen topographischen, klimatischen und geologischen Gegebenheiten. Gebirge wie die Anden seien eine Kombination aus Wiege und Museum: Es entstünden dort vergleichsweise rasch neue Spezies, zudem hielten sich Arten im Mittel oft länger als in anderen Regionen. Große Bedeutung für die Entstehung von Spezies könnten den Forschern um Rahbek zufolge kleine Bergtäler mit beständiger Luftmasse haben. Solche Refugien mit stabilen lokalen Klimabedingungen haben demnach wahrscheinlich zur verstärkten Ausdifferenzierung kleiner Populationen in spezialisierte Arten geführt.

Derzeit verwendete Modelle dafür sind unzureichend und möglicherweise irreführend.

Carsten Rahbek, Universität Kopenhagen

Der Klimawandel werde die Baumgrenze verschieben und dränge bereits Gebirgsarten nach oben – auch die vor zwei Jahrhunderten von Humboldt beschriebenen Vegetationszonen in den Anden hätten sich verschoben, so das Team um Rahbek weiter. „Die Folgen für Arten, die sich bereits an die kälteren Verhältnisse in der Nähe von Berggipfeln angepasst haben, sind unklar.“ Derzeit verwendete Modelle dafür seien unzureichend und möglicherweise irreführend. Die Zukunft der Berggarten unter den Bedingungen des globalen Umweltwandels lasse sich damit kaum vorhersagen.

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Klar sei, dass Bergregionen besonders stark vom Klimawandel betroffen seien, erklären Forscher um Frank Hagedorn von der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) in Birmensdorf (Schweiz). Die Grenzen der Vegetationszonen könnten sich Prognosen zufolge in diesem Jahrhundert um 300 bis 600 Höhenmeter nach oben verschieben. Großen, aber noch kaum erforschten Einfluss habe dabei die Mikroben- und Nährstoffzusammensetzung der Böden sowie die Interaktion zwischen Pflanzen und Boden. So führe eine dichtere Pflanzendecke zu mehr Schatten und damit einem kühleren Boden, was die weitere Verschiebung der Vegetation verlangsame.

Entscheidende Ökosystem-Leistungen

Mit den Flüssen in tropischen Bergregionen beschäftigen sich Forscher um Andrea Encalada von der San-Francisco-Universität in Quito (Ecuador) in „Science“. Solche Ströme schaffen demnach mit ihren stark wechselnden Temperaturen und Strömungsgeschwindigkeiten unterschiedlichste Lebensräume, mit hoher Biodiversität und vielen endemisch vorkommenden Arten als Folge. Sie böten zudem entscheidende Ökosystem-Leistungen für Hunderte Millionen Menschen in Tropenländern. So transportierten sie Sedimente, Nährstoffe sowie Kohlenstoff ins Flachland und beeinflussten auf diese Weise die Fruchtbarkeit der Böden.

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Im Amazonas-Flusssystem zum Beispiel stammen den Forschern zufolge rund 93 Prozent des Sediments und der sedimentgebundenen Nährstoffe aus den Anden. Ein großer Teil davon werde in den Flussniederungen der Region gelagert. So werde der Boden dort fruchtbarer, Ufer würden gefestigt, die Entwicklung kleiner Lebewesen werde ebenso gefördert wie darauf basierend die Fischereiausbeute und die Proteinversorgung der Bevölkerung. „Geschätzt 100 Millionen Menschen leben in den tropischen Anden, deren Ströme die primäre Quelle für Fischprotein sowie für das Wasser für Haushalte, Stromerzeugung und Landwirtschaft sind.“

Von menschengemachten Veränderungen seien die Wasserläufe besonders stark betroffen, erklären die Wissenschaftler um Encalada. Dazu zählten Wasserkraftwerke, Verschmutzung, Wasserentnahme und Klimawandel. Allein im Amazonasgebiet der Anden seien rund 140 Kraftwerke in Betrieb oder im Bau, weitere 160 seien vorgesehen. Am Rio Madeira verhinderten zwei große Staudämme den Sedimenttransport und den Aufstieg wandernder Fischarten in die oberen Flussbereiche.

Tropische Ströme lägen oft in dicht besiedelten oder landwirtschaftlich intensiv genutzten Regionen, in denen verschmutztes Wasser kaum aufbereitet werde. Ein Beispiel sei der 1612 Kilometer lange Río Magdalena in Kolumbien. Seine Tiefebene mache ein Viertel der Fläche des Landes aus, es lebten aber 80 Prozent der Bevölkerung dort, rund 46 Millionen Menschen.

Humboldts Visionen neu beleben

Forscher um Yuka Makino von der Welternährungsorganisation (FAO) betonen: „Weil Gebirgsökosysteme untrennbar mit den weiter unten liegenden Siedlungen verbunden sind, muss das Bewusstsein dafür geschärft werden, wie wichtig sie für unser tägliches Leben und welchen Risiken sie inzwischen ausgesetzt sind.“

Humboldt habe mit seinem vernetzten Denken schon vor zwei Jahrhunderten deutlich gemacht, wie eng verflochten Menschheit und Natur sind, so Jackson. „Natur und Mensch sind in einer einseitigen Koevolution gebunden – die Natur würde ohne den Menschen fortbestehen, die Menschheit aber nicht ohne die Natur“, betont der US-Ökologe. „Humboldts Vision neu zu beleben und auf seinem Erbe aufzubauen, kann nicht nur motivierend und inspirierend sein, sondern auch Wegweiser und Leitfäden hin zu einer besseren Zukunft von Natur und Menschheit bieten.“

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RND/dpa/Annett Stein

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