Nature-Studie: Klimawandel bringt tropische Insekten an ihre Hitzegrenze

Bis zur Hälfte der Insekten im Amazonasraum könnte durch die fortschreitende menschengemachte Erderwärmung in lebensbedrohliche Hitzebereiche geraten. Das zeigt eine Studie der Universität Bremen und der Julius-Maximilians-Universität Würzburg.

Die Studie, die sich gezielt mit der Anpassungsfähigkeit von Insekten an steigende Temperaturen befasst, ist im Fachmagazin „Nature“ veröffentlicht worden.

„Aktuelle Auswertungen zur Hitzetoleranz von Insekten wie Faltern, Fliegen und Käfern zeichnen ein differenziertes und zugleich alarmierendes Bild“, erläutert Studienautorin Dr. Kim Holzmann, Tierökologin und Tropenbiologin am Biozentrum der Universität Würzburg. Den Ergebnissen zufolge passt sich die Fähigkeit vieler Insekten, hohe Temperaturen zu ertragen, nicht einfach an ihre jeweilige Umwelt an. „Während Arten in höheren Lagen ihre Hitzetoleranz zumindest kurzfristig erhöhen können, fehlt diese Fähigkeit bei vielen Tieflandarten weitgehend.“

Drohende Folgen für ganze Ökosysteme

Die Studie „Limited thermal tolerance in tropical insects and its genomic signature“ („Begrenzte Hitzetoleranz bei tropischen Insekten und ihre genomische Signatur“) macht deutlich, dass tropische Insekten insgesamt nur eine sehr begrenzte Anpassungsfähigkeit an den Klimawandel besitzen. Studienautor Dr. Marcell Peters, Tierökologe der Universität Bremen, sagt: „Gerade in Regionen mit der weltweit höchsten Artenvielfalt könnten steigende Temperaturen massive Auswirkungen auf Insektenpopulationen haben. Da Insekten zentrale Funktionen in Ökosystemen erfüllen, etwa als Bestäuber, Zersetzer oder Räuber, drohen weitreichende Folgen für ganze Ökosysteme.“

Auffällig seien zudem starke Unterschiede zwischen verschiedenen Insektengruppen. Die Forschenden führen diese Unterschiede auf den Aufbau und die Hitzestabilität von Proteinen zurück. „Diese Eigenschaften sind im evolutionären Stammbaum der Insekten vergleichsweise konserviert und lassen sich nur begrenzt verändern. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass grundlegende Merkmale der Hitzetoleranz tief biologisch verankert sind und sich nicht schnell an neue Klimabedingungen anpassen lassen“, so Peters. Für den Amazonasraum fällt die Prognose besonders alarmierend aus, wie Holzmann betont. „Sollten sich die globalen Ökosysteme weiter ungebremst erwärmen, werden künftig erwartete Temperaturen bei bis zu der Hälfte der dortigen Insektenarten zu kritischen Hitzebelastungen führen.“

Bislang geringe Zahl an Messdaten

Insekten machen rund 70 Prozent aller bekannten Tierarten aus, die meisten von ihnen leben in den Tropen. Dennoch ist bislang wenig darüber bekannt, wie gut tropische Insekten steigende Temperaturen verkraften. Ein Grund dafür ist die bislang geringe Zahl experimenteller Messdaten zur Temperaturtoleranz sowie die unzureichende Erforschung vieler Insektengruppen. Durchgeführt wurde die Studie von einem internationalen Forschungsteam und mit Förderung der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG).

Für die Studie untersuchten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler experimentell die Temperaturtoleranzgrenzen von mehr als 2.000 Insektenarten. Die Daten wurden in den Jahren 2022 und 2023 in unterschiedlichen Höhenlagen in Ostafrika und Südamerika erhoben, von kühlen Bergwäldern bis zu heißen Regenwäldern und Savannen im Tiefland. Ergänzend analysierte das Team die Genome zahlreicher Arten, um die Stabilität ihrer Proteine zu untersuchen. Die Forschenden wollten verstehen, warum einige Insektengruppen Hitze besser ertragen als andere.