Flechten der Alpen: Diversität und Klimawandel

Die Alpen als größter Naturraum in Mitteleuropa sind besonders betroffen durch den Klimawandel. Während die breite Öffentlichkeit besorgt über den dramatischen Rückgang der Gletscher ist, sind Biologen wesentlich mehr alarmiert durch die Veränderungen der Lebensräume. Die Auswirkungen auf die Vegetation der höheren Pflanzen wurden untersucht, aber wichtige ökologische Rückgrate in Form von Niederen Pflanzen und wenig bekannten mikrobiellen Organismen wurden noch nicht sorgfältig studiert. In diesem Projekt wollen wir uns auf die Flechten als dominierende symbiotische Lebensform höherer Lagen der Alpen konzentrieren. Flechten sind einzigartige Modelle von Pilzsymbiosen mit makroskopisch erkennbaren dem Licht exponierten Individuen. Wir werden die zahlreichen aber weit zerstreuten Basisinformationen über die Flechtenbiodiversität der Alpen zusammenfassen. Das wird zu einem übernationalen Inventar aller aus den Alpen bekannten Flechten führen. Diese Information wird nicht nur für Experten, sondern vor allem auch für Entscheidungsträger von Nutzen sein. Im Mittelpunkt des zweiten Teils des Projekts stehen zwei Schlüsselhabitate für die Beurteilung von Auswirkungen des Klimawandels unter Einsatz von Flechten, die auf Moosen und Pflanzenresten wachsen. Wir werden den Einfluss der sich verändernden Bedingungen am Beispiel der Flechtenverbreitung an einer Auswahl von Gipfel- und Gletscherrückzugsregionen beurteilen. Wir beabsichtigen die moosbewohnenden Taxa der Flechtengattung Rinodina und ihre begleitenden Flechtenarten als Indikatororganismen zu nutzen. Die Klärung der Systematik der moosbewohnenden Vertreter der Gattung Rinodina ist eine zusätzliche Fragestellung, die mit Hilfe von molekularen Methoden angestrebt wird.

Die Alpen sind in Zentraleuropa das Gebirgssystem mit der größten Ausdehnung. Sie erstrecken sich über annähernd 1.200 Kilometer und acht europäische Staaten, und beherbergen vierzehn Nationalparks. Die Alpenkonvention hebt die Wichtigkeit dieses Gebietes hervor und unterstützt grenzüberschreitende Forschung und Naturschutzprojekte. Flechten als besonderes Beispiel pilzlicher Symbiose mit makroskopisch erkennbaren, dem Licht zugewandten Erscheinungsformen sind wichtige Besiedler von Gestein, Erdboden und pflanzlichen Strukturen, und sie sind eine dominante Lebensform in den Hochlagen der Alpen. Ziele dieses Projekts waren: 1.) die Erstellung eines umfassenden Inventars der Flechtendiversität der Alpen, 2.) die Erforschung des Einflusses von wechselnden lokalen Bedingungen auf das Flechtenvorkommen in ausgewählten Gletschervorfeldern unter Verwendung erdbewohnender Flechtenarten als Indikatoren und 3.) die Klärung der verwandtschaftlichen Stellung von Bryophyten und Pflanzenresten bewohnenden, arktisch-alpin verbreiteten Arten der Flechtengattung Rinodina mittels molekularbiologischer Methoden.Wir haben die reichlich vorhandenen, aber sehr zerstreuten Basisinformationen über die Flechtendiversität der Alpen zusammengefasst und erstellen ein grenzüberschreitendes Inventar aller in den Alpen vorkommenden Flechten-Taxa (ca. 3.000), welches Informationen zu deren Horizontal- und Vertikalverbreitung sowie deren Ökologie enthält. Eine Online-Datenbank bietet einen erweiterten Funktionsumfang, wie etwa eine Suchfunktion, mit deren Hilfe es möglich ist, Artenlisten eines bestimmten geografischen Raumes oder einer Höhenstufe zu erstellen. Darüberhinaus planen wir, Verbreitungskarten sowie Farbfotos einer großen Zahl der behandelten Flechtentaxa zu integrieren. Dieses Flechteninventar der Alpen wird für Experten, Entscheidungsträger und Bürgerforscher von Nutzen sein.Wir untersuchten erdbewohnende Flechtengemeinschaften entlang eines Distanzgradienten ausgehend von der Gletscherfront in fünf Gletschervorfeldern der Ostalpen (Pasterze und Gaisbergferner in Österreich, Rötkees und Matscherferner in Italien sowie Morteratsch in der Schweiz). Insgesamt konnten wir dreiundachtzig Flechtenarten nachweisen. Unser Studien haben gezeigt, dass reichere Flechtengemeinschaften in entsprechend länger eisfreien Bereichen auftreten. Reproduktionsstrategie und Photobiont (= Algen- oder Cyanobakterien-Partner in der Flechtensymbiose) spielen eine entscheidende Rolle beim Besiedelungsprozess. Arten, die über Sporen ausgebreitet werden, haben bessere Chancen, rasch kürzlich eisfrei gewordene Flächen zu erreichen, und das Muster von Flechten mit Cyanobakterien als Symbiosepartner deutet an diesen Standorten auf die Wichtigkeit der Fähigkeit Luftstickstoff zu fixieren hin.Die Flechtengattung Rinodina mit annähernde 300 Arten ist phylogenetisch noch unzureichend bearbeitet. Wir untersuchten die Rinodina mniaraea Gruppe, über die es bislang weder molekularbiologische noch ausführliche phänotypische Studien gab. Unter Anwendung morphologischer, anatomischer, chemischer und molekular-phlyogenetischer Methoden konnten wir zeigen, dass die chemischen Varianten innerhalb der Rinodina mniaraea Gruppe als eigenständige Arten anzusehen sind (R. mniaraea (Ach.) Körb., R. mniaraeiza (Nyl.) Arnold, R. cinnamomea (Th. Fr.) Räsänen).