Durch den Klimawandel bedingte Rückzugsgebiete der aquatischen Farnart Marsilea minuta L. (Marsileaceae): Folgen für den Schutz von Wasserpflanzen

Warum ein winziger Wasserfarn in einer sich erwärmenden Welt wichtig ist

Versteckt in Reisfeldern und flachen Teichen in den Tropen wächst eine zarte Pflanze, der Zwerg-Wasserklee, ein kleiner aquatischer Farn. Auf den ersten Blick mag er unbedeutend erscheinen, doch dieser Farn stabilisiert Feuchtboden, trägt zum Nährstoffkreislauf bei und bietet Kleintieren Schutz. Die Studie stellt eine drängende Frage: Wenn das Klima wärmer wird und sich Niederschlagsmuster verändern, wo auf der Erde kann dieser wasserliebende Farn künftig noch überleben, und was bedeutet das für die Zukunft unserer Feuchtgebiete?

Dem Farn um die Welt folgen

Die Forschenden begannen damit, ein globales Bild der heutigen Verbreitung des Zwerg-Wasserklees zu erstellen. Sie nutzten fast 3.000 Datensätze aus dem Global Biodiversity Information Facility und bereinigten die Daten sorgfältig – entfernten Punkte mit schlechter Ortsangabe, solche auf offener See und Duplikate aus stark beprobten Gebieten. Nach diesen Qualitätschecks und einer Datenverdünnung blieben 963 verlässliche Fundorte übrig. Diese Punkte zeigen, dass der Farn hauptsächlich zwischen 30° nördlicher und 30° südlicher Breite lebt, vor allem in Süd- und Südostasien sowie im äquatorialen Afrika, in warmen, flachen Süßwasser-Feuchtgebieten wie Reisfeldern, Teichen und saisonal überfluteten Niederungen.

Klima nutzen, um sichere Orte vorherzusagen

Um zu verstehen, was einen Ort für den Farn geeignet macht, verknüpften die Autoren diese Fundorte mit detaillierten Klimadaten. Statt alle verfügbaren Klimastatistiken zu verwenden, wählten sie fünf aus, die zentrale Aspekte der Bedürfnisse des Farns erfassen: die allgemeine Wärme, die tägliche Temperaturschwankung, wie kalt der kälteste Monat wird, die jährliche Gesamtniederschlagsmenge und wie nass der niederschlagsreichste Monat ist. Mit einem weit verbreiteten Computermodell namens MaxEnt entwickelten sie ein Modell, das die Kombination von Temperatur- und Niederschlagsbedingungen erlernt, die am stärksten mit dem Vorkommen des Farns verbunden sind. Das Modell erzielte sehr gute Ergebnisse und konnte damit zuverlässig geeignete von ungeeigneten Bedingungen weltweit unterscheiden.

Ein schrumpfendes Zuhause unter zukünftigen Klimabedingungen

Anschließend untersuchten die Wissenschaftler, wie sich diese geeigneten Gebiete bis zur Mitte des Jahrhunderts (2050) und später im Jahrhundert (2070) unter zwei kontrastreichen Treibhausgas-Pfaden verändern könnten: einem, bei dem die Menschheit schnell Emissionen reduziert, und einem, bei dem die Emissionen weiter ansteigen. In allen Zukunftsszenarien zeigte sich ein ähnliches Bild: Die klimatische "Wohlfühlzone" des Farns zieht sich insgesamt zusammen. Die besten Bedingungen bleiben in tropischem Asien und im zentralen Afrika konzentriert, aber die Gesamtfläche des geeigneten Klimas schrumpft, weil Randbereiche der Verbreitung zu heiß oder zu trocken werden. Die Nettoverluste geeigneten Lebensraums reichen von etwa 7 % im Niedrigemissionsszenario für 2050 bis zu über 17 % im Hochemissionsszenario für 2070. Zwar tauchen vereinzelt neue, leicht höher gelegene geeignete Flächen auf, doch diese Zuwächse sind verstreut und klein im Vergleich zu den Verlusten näher am Äquator.

Wo Wasser und Kälte die größten Barrieren bilden

Indem die Studie den Einfluss einzelner Klimafaktoren auseinanderholt, zeigt sie, dass Wasserversorgung und Winterkälte die Haupttore für die Verbreitung des Farns darstellen. In trockenen Regionen Afrikas, Asiens, Australiens und Amerikas ist ein Mangel an Jahresniederschlag der dominierende begrenzende Faktor. In kühleren gemäßigten Zonen ist die Mindesttemperatur im kältesten Monat – im Wesentlichen das Frostrisiko – der Faktor, der eine weitere Ausbreitung der Art in Richtung Pole verhindert. Ideale Bedingungen, so das Modell, sind warm, aber nicht sengend heiß (großflächig etwa 20–25 °C im Jahresmittel), mit geringen Tag-Nacht-Schwankungen, ohne harte Fröste und mit sehr nassen Regenzeiten, die mehr als 1.200 mm Niederschlag bringen. Gebiete wie das Kongobecken und Teile Südasien treten als Klimarezepte hervor, in denen diese Bedingungen voraussichtlich bestehen bleiben, während sich die breiteren Tropen verändern.

Feuchtgebietspopulationen schützen, bevor es zu spät ist

Für Laien ist die Kernbotschaft, dass der Klimawandel still und heimlich den Lebensraum eines bescheidenen, aber wichtigen Feuchtgebietsfarns einschränkt und dass ähnliche Belastungen wahrscheinlich viele andere Süßwasserpflanzen betreffen. Die Studie zeigt, dass selbst bei optimistischen Emissionsminderungen dem Farn Lebensraum verloren gehen dürfte, und bei einem hohen Emissionspfad sind die Verluste deutlich größer. Den stabilsten Regionen Schutz zu bieten, die Verbindung zwischen Feuchtgebieten zu verbessern, damit Arten sich bewegen können, Sporen und Samen zu lagern sowie Wiederherstellungsprojekte sorgfältig zu planen, könnte diesem und anderen Feuchtgebietstaxa helfen, zu überdauern. Letztlich unterstreicht die Arbeit jedoch, dass tiefgreifende Reduktionen der Treibhausgasemissionen unerlässlich sind, wenn wir einen weitreichenden Verlust der verborgenen Biodiversität, die gesunde Süßwasserökosysteme stützt, verhindern wollen.

Zitation: Khalaf, S., Gaafar, AR.Z., Wainwright, M. et al. Climate change–driven range contraction in the aquatic Fern Marsilea minuta L. (Marsileaceae): implications for wetland plant conservation. Sci Rep 16, 13398 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-48678-x

Schlüsselwörter: Klimawandel, Wasserpflanzen, Artenverbreitungen, aquatische Farne, Lebensraumverlust