Biogeographie: Definition, Ursachen & Beispiele der Artenverbreitung

Biogeographie ist die Lehre von der Verbreitung der Arten. Sie soll zeigen, wo Organismen leben und warum sie in einem bestimmten geografischen Gebiet vorkommen (oder nicht).

Das Grundproblem ist, dass Tiere und Pflanzen an die Orte angepasst sind, an denen sie leben, aber an ähnlichen Orten gibt es oft ganz andere Tiere und Pflanzen. Man könnte z.B. erwarten, dass die Tiere in einem tropischen Regenwald in Amazonien, Äquatorialafrika und Südostasien fast die gleichen sind. Das ist aber nicht der Fall.

Es muss Gründe für diese Situation geben. Diese Gründe sind Gegenstand der biogeographischen Forschung. Zunächst, von etwa 1800-1855, erstellten Naturhistoriker Listen von Arten in verschiedenen Regionen der Welt. Diese Listen wurden als Tabellen in ihren Büchern veröffentlicht. Eine Revolution begann mit Charles Darwin und Alfred Russel Wallace, die die Idee der Evolution durch natürliche Auslese veröffentlichten. Sie waren in tropische Länder gereist und schrieben über das Leben in diesen Ländern. Sie sagten, dass die Evolution der Schlüssel zum Verständnis der geographischen Verteilung sei.

Neue Arten entstehen in der Regel durch eine frühere Aufspaltung in zwei Arten: die Artbildung. Diese findet zu einer bestimmten Zeit und an einem bestimmten Ort statt. Von diesem Ort aus kann die neue Art reisen. Sie wird durch geographische Gegebenheiten (Meere, Berge...) und durch das Klima blockiert. So kann eine Art vielleicht nie an andere Orte gelangen, an denen sie ein großer Erfolg sein könnte. Das ist im Allgemeinen der Grund dafür, dass es in Ländern mit ähnlichem Klima oft ganz unterschiedliche Tiere und Pflanzen gibt. Klassische Beispiele sind die australischen Beuteltiere und der Große Amerikanische Austausch.

Natürlich haben verschiedene Tier- und Pflanzenarten eine unterschiedliche Mobilität. Für Vögel und Insekten ist es einfacher, mit dem Flugzeug zu reisen, und im Meer können Fische problemlos reisen. Dennoch gibt es Grenzen. Die Fische auf beiden Seiten des amerikanischen Kontinents sind in der Regel verschiedene Arten, und Süßwasserfische sind nicht sehr weit verbreitet. So kommt es dazu:

Ursachen der regional unterschiedlichen Artenzusammensetzung

• Historische Ursachen: Kontinentalverschiebungen (z. B. Zerfall von Gondwana und Laurasia), tektonische Ereignisse, Entstehung oder Verschwinden von Landbrücken sowie lange Isolation führen dazu, dass sich Populationen getrennt entwickeln.
• Artbildung (Speciation): Wenn Populationen geographisch getrennt sind, können sich durch Mutation, Selektion und genetische Drift neue Arten entwickeln. Diese neuen Arten bleiben oft in der Region, in der sie entstanden sind.
• Ausbreitung (Dispersal): Arten können sich aktiv oder passiv über Landschaften hinweg ausbreiten. Die Fähigkeit zur Ausbreitung hängt von der Biologie der Art ab (z. B. Samenflug, Vogelzug, Strömungen).
• Biogeographische Barrieren: Meere, Gebirge, Wüsten und große Flüsse verhindern oder erschweren die Ausbreitung und führen so zu unterschiedlichen Faunen und Floren.
• Klima und Umwelt: Temperatur, Niederschlag, Jahreszeiten und Bodenverhältnisse bestimmen, ob eine Art an einem Ort erfolgreich sein kann. Selbst ähnliche Klimazonen können wegen unterschiedlicher Geschichte sehr unterschiedliche Organismengemeinschaften haben.
• Interaktionen zwischen Arten: Konkurrenz, Räuber-Beute-Beziehungen, Mutualismen (z. B. Bestäuber-Pflanzen-Beziehungen) beeinflussen die Zusammensetzung lokaler Lebensgemeinschaften.
• Aussterbeereignisse: Lokales oder globales Aussterben (auch ausgelöst durch Klimaveränderungen oder menschliche Einflüsse) verändert die Verbreitungsmuster nachhaltig.
• Menschlicher Einfluss: Einführung von Arten, Landschaftsveränderung, Klimawandel und direkte Verfolgung verändern heutige und zukünftige Verbreitungsmuster.

Wichtige Mechanismen kurz erklärt

• Vicariance: Eine Population wird durch eine geographische Veränderung (z. B. Entstehung eines Gebirges oder Meeres) in zwei oder mehr Teile geteilt; diese entwickeln sich unabhängig weiter.
• Dispersal (aktive/ passive Ausbreitung): Einzelne Individuen oder kleine Gruppen erreichen neue Gebiete (Wind, Tiere, Meeresströmungen, Landbrücken). Erfolg hängt von Barrieren und Habitatübereinstimmung ab.
• Adaptive Radiation: Nach Besiedlung neuer, unbesetzter Lebensräume entstehen oft schnell viele spezialisierte Arten (bekanntestes Beispiel: Darwinfinken).

Bekannte Beispiele

• Australien – Beuteltiere: Wegen langer geographischer Isolation dominierten australische Beuteltiere viele ökologische Nischen, während in anderen Kontinenten Plazentatiere ähnliche Rollen einnehmen (Konvergenz).
• Großer Amerikanischer Austausch: Durch die Bildung des Isthmus von Panama vor ca. 3 Millionen Jahren konnte es zu massiven Faunenbewegungen zwischen Nord- und Südamerika kommen; einige Gruppen wanderten erfolgreich in die jeweils andere Hemisphäre, andere nicht.
• Wallace-Linie und Wallacea: In Südostasien trennt die Wallace-Linie asiatische und australische Tiergruppen. Tiefe Meeresstraßen verhinderten früheren Austausch, sodass z. B. auf Bali asiatische Tiere, auf Lombok schon australische Gruppen dominieren.
• Madagaskar: Lange Isolation führte zur Entstehung vieler endemischer Gruppen wie Lemuren und einzigartiger Pflanzenarten.
• Galápagos-Inseln: Inselendemitismus und adaptive Radiation (u. a. Darwinfinken) sind klassische Beispiele, wie Isolation und unterschiedliche Lebensräume zu Artenvielfalt führen.
• Süßwasserfische: Süßwasserarten sind oft regional stark verschieden, weil Flussnetze als Barrieren wirken und Meerestiefen nicht passierbar sind.
• Polare/Glaziale Einflüsse: Pleistozäne Vergletscherungen verschoben Bereiche der Besiedlung; Nachglaziale Wiederbesiedlung führte zu heutigen Verbreitungsmustern bei vielen europäischen Arten.

Moderne Methoden und Anwendungen

• Phylogeographie: Kombination von Genetik und Geographie, um historische Ausbreitungswege und Aufspaltungen zu rekonstruieren.
• Artverbreitungsmodelle (SDM): Vorhersage, wo Arten heute und künftig leben können, basierend auf Klima- und Habitatdaten.
• Biogeographische Regionen: Systematische Gliederung der Erde in Regionen mit ähnlicher Flora und Fauna (z. B. biogeographische Zonen nach Wallace).
• Konservationsbiogeographie: Schützt Biodiversität, plant Schutzgebiete und Korridore, bewertet Invasionsrisiken und hilft bei der Anpassung an Klimawandel.

So kommt es dazu:

• Eine Art entsteht an einem Ort (Artbildung) und ist zunächst lokal gebunden.
• Ob und wohin sie sich ausbreiten kann, bestimmt ihre Mobilität und vorhandene Barrieren (Meere, Gebirge, Klima).
• Lang andauernde Isolation fördert die Entwicklung unterschiedlicher regionaler Faunen und Floren.
• Glaziale Zyklen, tektonische Ereignisse und menschliche Eingriffe verändern diese Muster zusätzlich.

Die Biogeographie verbindet damit historische Prozesse (wie Kontinentaldrift und Artbildung) mit aktuellen ökologischen Faktoren (Klima, Interaktionen, Ausbreitung). Sie ist zentral, um Biodiversität zu verstehen, Schutzmaßnahmen zu planen und die Folgen des globalen Wandels abzuschätzen.