Der alarmierende Fall der vermissten Insekten

Wissenschaft

Ein Forscherpaar fand Beweise dafür, dass sich die Insektenpopulation in einem puertoricanischen Regenwald im freien Fall befand. Aber ein anderes Team war sich da nicht so sicher.

Die Baumkronen eines costaricanischen Waldes

Kent Gilbert / AP

Im biologischen Wunderland der Luquillo Mountains in Puerto Rico, schleichend gut und smaragdgrüne Anolen hängen in Flachland-Tabunuco-Bäumen ab, zarte Bromelien schmücken die Nebelwälder auf den Berggipfeln , und der namensgebende Papageien Futter im Baldachin. Im Morgengrauen schwillt der Regenwald an mit den Paarungsrufen von Tausenden von coquí Frösche . Untermauert wird dieser ökologische Wandteppich von einer Welt voller Arthropoden – weshalb, wenn zwei Wissenschaftler gemeldet Als im vergangenen Herbst die Arthropodenpopulationen von Luquillo aufgrund des Klimawandels zusammenbrachen, reagierte das Internet mit Entsetzen.



Der Wächter nannte die Forschung zutiefst beunruhigend ; ein Wissenschaftler erzählte Die Washington Post dass der Zusammenbruch hyper-alarmierend war. Die Studie, die von den Biologen Brad Lister vom Rensselaer Polytechnic Institute und Andres Garcia von der National Autonomous University of Mexico durchgeführt und in der Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ), war ausgewählt hoch überall das Netz ( auch von mir ) und wurde seit ihrer Veröffentlichung in mehr als 75 wissenschaftlichen Arbeiten zitiert. Die Arbeit erwies sich als besonders besorgniserregender Datenpunkt in einem wachsenden Stapel von Beweisen dafür, dass die Insekten der Erde einer Art Apokalypse entgegensteuern könnten.

Aber der Prozess der wissenschaftlichen Wissenssammlung kann chaotisch sein, und Wissenschaftler des Long Term Ecological Research (LTER)-Programms von Luquillo – das einen Großteil der Daten lieferte, die Listers und Garcias Schlussfolgerungen zugrunde liegen – glauben jetzt viele von diese Schlussfolgerungen sind falsch .

Diese Forscher bestreiten nicht, dass der Klimawandel in Puerto Rico stattfindet oder dass der Rückgang der Insekten ein ernstes Problem ist. Sie sehen einfach keine Beweise für eine einfache Verbindung zwischen den beiden in diesem speziellen Ökosystem. Stattdessen sehen sie einen Regenwald, der als Reaktion auf Störungen wie Hurrikane tiefgreifende Boom-and-Bust-Zyklen durchlebt. Um die Sache wieder in Ordnung zu bringen, haben die Forscher im Frühjahr einen formellen Widerlegungsbrief verfasst und Vorträge auf Konferenzen gehalten, zuletzt beim Treffen der Ecological Society of America in diesem Monat.

Trotz des Pushbacks bleiben Lister und Garcia bei ihren Schlussfolgerungen: Selbst mit unvollständigen Daten geben sie an, dass das, was sie gefunden haben, Anlass zur Sorge gibt.

Der Keim für ihre ursprüngliche Studie stammte aus Wetterstationsdaten in Luquillo, wo Lister in den 1970er Jahren Feldforschung betrieben hatte. Er machte sich Sorgen über die Insekten des Regenwaldes, nachdem er bemerkt hatte, dass die Temperaturen an zwei Standorten in den dazwischenliegenden Jahrzehnten um etwa 2 Grad Celsius (3,6 Grad Fahrenheit) gestiegen waren. Manche Labor Beweis deutet darauf hin, dass tropische Insekten sehr empfindlich auf Temperaturerhöhungen reagieren könnten. Und so kehrte er an denselben Ort zurück, an dem er 1976 und 1977 Insekten untersucht hatte, um zu sehen, ob sich der Wald verändert hatte. Auf mehreren Reisen von 2011 bis 2013 platzierten Lister und Garcia Klebefallen auf dem Boden und in der Baumkrone und verwendeten Kehren, um Insekten einzusammeln und deren Gesamtvorkommen abzuschätzen.

Ihre Ergebnisse waren alarmierend: Im Vergleich zu den 1970er Jahren ergaben die Erhebungen von 2011 bis 2013 98 Prozent weniger Insektenbiomasse in Bodenfallen, 83 Prozent weniger in Kehrennetzen und 65 Prozent weniger in Baumkronenfallen. Die Wissenschaftler fanden auch fast 60 Prozent weniger Anolis, eine vielfältige Familie von Eidechsen, die Insekten fressen.

Um diese besorgniserregenden Daten in einen breiteren Kontext zu stellen, untersuchten Lister und Garcia die Fülle anderer Tierpopulationen – Baumkronen-Gliederfüßer, Stabschrecken, Frösche und Vögel – an anderen Stellen des Waldes. Die über mehrere Jahrzehnte zusammengestellten Langzeitdatensätze des LTER schienen jeweils die Befürchtungen der Forscher zu bestätigen: Alles ging zurück. Nachdem sie gezeigt hatten, dass steigende Temperaturen mit abnehmenden Vorkommen korrelierten und laut Lister andere Faktoren wie Pestizide eliminiert wurden, kamen die Forscher zu dem Schluss, dass der Klimawandel der wahrscheinlichste Schuldige ist.

Als Lister und Garcia im Oktober ihre Ergebnisse veröffentlichten, Tim Schowalter , ein Entomologe an der Louisiana State University, der jahrzehntelang Insekten am Luquillo LTER untersucht hat, fand, dass sie solide aussahen. Andere Forschungsgruppen in Europa dokumentierten langfristige Insektenrückgänge ; dies schien ein Beweis dafür zu sein, dass solche Rückgänge global sein könnten. Mike Willig , ein Co-Ermittler des Luquillo LTER, sagt, seine erste Reaktion war: Wie haben wir das verpasst?

Erst als sich die LTER-Forscher versammelten, um diese Frage zu beantworten, bemerkten sie einige Probleme.

Eines der ersten Dinge, die ihnen auffielen, war Lister und Garcias Bericht über einen Anstieg der Höchsttemperaturen um 2 Grad in der Feldstation El Verde des LTER. Als die LTER-Wissenschaftler die dieser Zahl zugrunde liegenden Daten untersuchten, fanden sie heraus, dass Lister und Garcia zwei Temperaturaufzeichnungen kombiniert hatten, einen von 1975 bis 1992 und einen anderen von 1992 bis heute. Diese Aufzeichnungen, sagen sie, sollten nicht kombiniert werden.

Die erste stammte von einer Station, die 1989 durch den Hurrikan Hugo beschädigt wurde; die zweite eine 1992 installierte Ersatzstation. Sobald die zweite Station installiert war, begann sie aufgrund des Instrumentenwechsels, Temperaturen um etwa 2 Grad Celsius höher als die ursprüngliche Station aufzuzeichnen, sagt der LTER. Im zweiten Datensatz, der mit den meisten der von Lister und Garcia untersuchten Daten zum Tierbestand übereinstimmt, gibt es tatsächlich einen langfristigen Kühlung Trend. Die Erklärung, meint das LTER-Team: Der Waldboden wurde dunkler, als die Baumkronen nach den Hurrikanen Hugo und Georges nachwuchsen.

Alle Korrelationen zwischen Tierpopulationen und Temperaturen, die auf der kombinierten Aufzeichnung basieren, sollten als verdächtig angesehen werden, sagen die LTER-Forscher.

Es war mehr. Lister und Garcia hatten sich auf die Langzeitdatensätze des LTER verlassen, ohne die Grenzen der Daten vollständig zu berücksichtigen. Als sie beispielsweise Trends bei Baumkronen-Arthropoden von 1990 bis 2010 analysierten, kombinierten sie Daten, die Schowalter über verschiedene Baumarten in seinen Untersuchungsflächen gesammelt hatte. Aber Schowalter hatte Bäume nicht zufällig ausgewählt; jedes Jahr hatte er einen Baum ausgewählter Arten beprobt, um frühe und späte Sukzessionsbäume sowie Unter- und Überwuchsbäume darzustellen. Jeder Baumtyp beherbergt eine einzigartige Sammlung von Arthropoden, sagt Schowalter, und die Kombination aller Daten wird die Arthropoden auf selteneren Bäumen überrepräsentieren und die auf häufiger vorkommenden Bäumen unterrepräsentieren.

Die LTER-Forscher hatten auch Vorbehalte gegenüber der Analyse der Vogelnetzstudien, in denen Lister und Garcia zwischen 1990 und 2005 einen Rückgang der insektenfressenden puertoricanischen Spielvögel um 90 Prozent feststellten. Aber der LTER konnte das nicht sagen Betrag von Anstrengung in diese Umfragen jedes Jahr. In einigen Jahren verbrachten Wissenschaftler mehr Zeit im Feld mit dem Versuch, Vögel zu fangen (und fingen daher mehr), während sie in anderen Jahren weniger Energie aufwendeten (und weniger fingen). Um Trends in diesen Daten im Zeitverlauf zu bewerten, müssen die Variationen des Aufwands korrigiert werden.

Auch wenn sich die beiden Teams einig waren, unterschied sich ihre Interpretation der zugrunde liegenden Ursache.

Beide fanden heraus, dass die Zahl der Spazierstockinsekten im Laufe der Zeit zurückgegangen war, aber die LTER-Forscher sahen keinen Zusammenhang zwischen diesem Trend und steigenden Temperaturen. Stattdessen sind sie der Meinung, dass die Trends der Gehstöcke zusammen mit vielen anderen Populationsdynamiken durch die Auswirkungen von Hurrikanen und die anschließende ökologische Sukzession erklärt werden können, wenn sich die Nahrungsverfügbarkeit und die Bedingungen im Unterholz des Waldes ändern.

Unser Punkt ist nicht, dass die Temperatur keinen Einfluss hat, sagt Willig. Unser Punkt ist, dass wir es aufgrund der Art und Weise, wie Datensätze analysiert und interpretiert wurden, für völlig verfrüht hielten, von einem Temperatureffekt zu sprechen und jegliche Diskussion über Störungen zu vermeiden.

Die Wissenschaftler legten alle ihre Themen ausführlich dar Gegenbrief , die PNAS erschienen Ende Mai neben a Antwort von Lister und Garcia. Telefonisch erreicht, verteidigt Lister seine Analyse.

Um mit den Diskrepanzen zwischen den Temperaturaufzeichnungen von El Verde umzugehen, habe Lister eine Korrektur verwendet, um die Datensätze zusammenzuführen, sagte er und sah sich auch unabhängige Daten der nahegelegenen Wetterstation Bisley an. (Die LTER-Forscher sagen, dass Listers Anpassungen an den El Verde-Daten fehlerhaft waren und dass die Bisley-Daten von Natur aus anders sind, weil der Sensor über dem Walddach und nicht in der Nähe des Waldbodens angebracht ist.) Der Abkühlungstrend spiegelt sich in der zweiten Hälfte des El . wider Verde-Rekord? Nicht das Ergebnis einer Schirmbeschattung, sondern ein Teil von a globales Phänomen in dem die Klimaerwärmung weltweit ins Stocken geraten ist.

Lister stimmte zu, nachdem er erfahren hatte, dass Bäume nicht zufällig ausgewählt wurden, dass Schowalters Daten zu Baumkronen-Arthropoden nicht auf den gesamten Regenwald hochgerechnet werden sollten. Er stimmte auch zu, dass die Vogeldaten erneut überprüft werden müssten, da er davon ausgegangen war, dass die Forscher jedes Jahr ähnliche Probenahmen durchgeführt hatten, basierend auf den Informationen, die er online finden konnte. Und es besteht kein Zweifel, dass Hurrikane die Bevölkerungsdynamik beeinflussen können. Er sieht sie jedoch als Einflüsse von kürzerer Dauer, die diesen langfristigen und anhaltenden Rückgängen überlagert sind.

Schließlich betonte Lister, dass der Rückgang von Gliederfüßern und Eidechsen, den er in seinen eigenen Felddaten sah – von den 1970er bis in die 2010er Jahre – sehr stark waren. Es ist eine begrenzte Schlussfolgerung in einem räumlich komplexen Wald, sagte er. Wir brauchen mehr Daten.

In diesem Punkt sind sich Insektenforscher wahrscheinlich einig. Elsa Youngsteadt , ein Insektenökologe an der North Carolina State University, ist der Meinung, dass die Widerlegung ernsthafte Fragen aufwirft, die Ergebnisse des Originalpapiers jedoch nicht direkt abgetan werden sollten, insbesondere angesichts der Feldbeobachtungen der Autoren.

Ähnlich äußerte sich die Entomologin Jessica Ware von der Rutgers University. Ich denke, es ist unvermeidlich, Daten erneut analysieren zu lassen – das ist es, was wir in der Wissenschaft tun, sagt Ware. Für sie ist die wichtigste Erkenntnis aus dem Rummel, dass uns eine Menge Informationen fehlen. Und selbst die besten Insektendaten sind von Natur aus verrauscht. Insektenpopulationen hüpfen wie verrückt auf und ab, sagt Christie Bahlai, Insektenökologin an der Kent State University. Sie können Größenunterschiede zwischen den Jahren haben und das ist nur ein normaler Bevölkerungszyklus.

Diese Einschränkungen bedeuten, dass eine einzelne Studie kein großartiger Beweis für eine globale Insektenapokalypse ist. Es sei fast unmöglich, den weltweiten Insektenrückgang überall zweifelsfrei nachzuweisen, sagt Manu Saunders, Insektenökologe an der University of New England in Australien. Um Rückgänge für nur ein Ökosystem nachzuweisen, seien kontinuierliche Daten für 10 bis 15 Jahre oder länger über mehrere Arten von Lebensräumen und jedes Insekt im System erforderlich. Viele Entomologen meinen, wir hätten nur beschrieben ein Bruchteil der Insekten, die es da draußen gibt .

Nichts davon soll heißen, dass Beweise für Rückgänge nicht besorgniserregend sein sollten. Im Gegenteil, solche Beweise sollten Wissenschaftler mobilisieren, die Studien zu wiederholen oder alte Daten, auf denen sie gesessen haben, neu zu untersuchen. Und Ware schreibt Lister und Garcias Papier zu, genau das getan zu haben – unabhängig davon, wie viele ihrer Schlussfolgerungen einer weiteren Überprüfung standhalten.

Das Endergebnis des Papiers war ein Aufruf zu den Waffen an uns alle, unsere Daten und Feldstandorte erneut zu überprüfen, sagt sie. Als Mensch bin ich froh, dass dieses Feuer unter einigen Leuten entzündet wurde.