Auswirkungen nicht-heimischer Wirbelloser und Pflanzen auf polare Bodensysteme

Warum Veränderungen in gefrorenen Böden wichtig sind

Die Polarregionen der Erde wirken durch Eis und Distanz geschützt, doch sie stehen vor einer stillen Invasion. Mit vermehrten Reisen und Arbeiten in Arktis und Antarktis gelangen Pflanzen und Kleintiere von anderswo an Stiefeln, Fracht und in mitgebrachter Erde in die Regionen. Diese Übersicht erklärt, wie diese Neulinge die Chemie und das Leben in polaren Böden verändern können, die zentral dafür sind, wie viel Kohlenstoff und Nährstoffe in einer sich erwärmenden Welt gespeichert oder freigesetzt werden.

Neue Ankömmlinge in abgelegenen Kälteregionen

Nicht-heimische Arten sind Organismen, die Menschen außerhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebiets verschieben. Einige dieser Einwanderer werden invasiv, breiten sich aus und schädigen die lokale Fauna, Flora oder die Funktion des Ökosystems. Da die Pole abgeschieden, rau und dünn besiedelt sind, haben sie bisher weniger Eindringlinge als wärmere Regionen erhalten. Gleichwohl zeigen Aufzeichnungen bereits fast hundert etablierte nicht-heimische Pflanzen im hohen arktischen Svalbard und mehr als 200 nicht-heimische Arten auf den milderen subantarktischen Inseln sowie eine kleinere, aber wachsende Liste in der marinen Antarktis. Viele wurden unbeabsichtigt von Touristinnen, Forschenden und mit importierter Erde eingeschleppt und treten häufig in der Nähe von Siedlungen und Forschungsstationen auf, wo Störungen und wärmere Bedingungen das Überleben erleichtern.

Verborgene Partner: Mikroben, die mitreisen

Jede nicht-heimische Pflanze oder jedes Wirbellose bringt seine eigenen mikroskopischen Partner mit. Diese Mikrobiome aus Bakterien und Pilzen helfen ihren Wirten, mit Stress umzugehen, und können reicher und vielseitiger sein als die der einheimischen Polararten. Mikroben, die in Wurzeln, im Darm oder auf Körperoberflächen leben, können den Abbau toter Substanz beschleunigen und Schlüssel-nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor umwandeln. In polaren Böden, wo Nährstoffe knapp und Nahrungsnetze einfach sind, können solche Veränderungen das gesamte System beeinflussen. Dennoch haben nur sehr wenige Studien importierte Mikrobiome direkt mit Verschiebungen in der Bodenchemie der Pole verknüpft, was eine dringende Forschungslücke darstellt.

Wärmende Klima öffnet die Tür

Der Klimawandel reduziert deutlich die natürlichen Barrieren, die einst die meisten Neulinge fernhielten. Die Arktis hat sich in den letzten Jahrzehnten fast viermal so schnell erwärmt wie der globale Durchschnitt, und Teile der antarktischen Halbinsel haben ebenfalls starke Erwärmung erfahren. Schmelzendes Meereis, Schnee und Permafrost erhöhen Temperaturen und Wasserverfügbarkeit, steigern mikrobiellen Umsatz und setzen lange eingefrorenen Kohlendioxid- und Methanvorrat frei. Längere, mildere Sommer bedeuten, dass verschleppte Pflanzen und Wirbellose schneller wachsen, Lebenszyklen abschließen und sich ausbreiten können. Detaillierte Messungen von Bodentemperatur und -feuchte nahe der Oberfläche sind jedoch noch selten, was unsere Fähigkeit einschränkt, vorherzusagen, wo nicht-heimische Arten Fuß fassen und wie schnell sich Bodenprozesse ändern werden.

Wie Neulinge das Bodenleben und die Nährstoffe verändern

Polare Böden sind meist arm an Stickstoff und Phosphor, und die meiste Aktivität wird von Mikroben statt großen Tieren gesteuert. Die Übersicht fasst Fallstudien zusammen, die zeigen, wie nicht-heimische Arten dieses Gleichgewicht verschieben können. Eingeführte Regenwürmer in arktischen Teilen Schwedens zerkleinerten beispielsweise Pflanzenstreu und erhöhten den für Gräser verfügbaren Stickstoff. In der marinen Antarktis beschleunigt die eingeschleppte Schnakenart Eretmoptera murphyi den Abbau von Torfmoos-Substrat erheblich und erhöht anorganischen Stickstoff im Boden auf Werte, die denen in der Nähe von Pinguinkolonien ähneln. Auf subantarktischen Inseln beschleunigen große nicht-heimische Wirbellose wie Schnaken und Asseln den Streuumsatz, steigern die Bodenatmung und interagieren mit einheimischen Springschwänzen, besonders unter wärmeren Bedingungen. Nicht-heimische Gräser wie Poa annua konkurrieren nicht nur mit einheimischen Pflanzen, sondern bringen auch pilzliche Partner mit, die die Stress-Toleranz erhöhen und ihnen helfen können, die Nutzung von Bodennährstoffen zu verändern. Zusammengenommen können diese Veränderungen weitere Eindringlinge begünstigen oder verändern, welche einheimischen Arten gedeihen.

Fragilen Boden für die Zukunft schützen

Die Autorinnen und Autoren kommen zu dem Schluss, dass nicht-heimische Pflanzen und Wirbellose bereits die Nährstoff- und Kohlenstoffkreisläufe polarer Böden messbar beeinflussen und diese Auswirkungen mit Erwärmung und zunehmender menschlicher Aktivität voraussichtlich zunehmen werden. Da polare Ökosysteme wenige Arten und einfache Nahrungsnetze haben, können schon kleine Verschiebungen in der Bodenchemie große Folgen haben. Die Übersicht fordert intensivere Untersuchungen der mit Eindringlingen mitreisenden Mikrobiome, mehr feinräumige Überwachung von Bodenklima und -chemie sowie standardisierte Methoden zum Vergleich von Ergebnissen über verschiedene Standorte hinweg. Verstärkte Biosicherheit und Früherkennung an besonders gefährdeten Orten, wie Stationen und Besucherbereichen, sind entscheidend, um polare Böden zu schützen, bevor Veränderungen zu groß und schwer umkehrbar werden.

Zitation: Brayley, O.D.M., Convey, P., Ullah, S. et al. Impacts of non-native invertebrates and plants on polar soil systems. npj biodivers 5, 18 (2026). https://doi.org/10.1038/s44185-026-00127-8

Schlüsselwörter: polare Böden, invasive Arten, arktische Ökosysteme, antarktische Biologie, Nährstoffkreislauf