Leben im Gebirge: Eiskalt erwischt

In den vergangenen Jahrzehnten haben viele Schneesperlinge allerdings das wachsende Touristikangebot der Region zu nutzen gelernt. Inzwischen brüten die Tiere dabei nicht mehr nur an Gebäuden wie die Stadtspatzen, sondern auch in den Metallrohren von Skilift-Masten. „Es ist erstaunlich, dass sie die überhaupt nutzen“, meint Fränzi Korner-Nievergelt. Anders als die Felshöhlen bieten die frei stehenden Konstrukte schließlich kein stabiles Innenklima. Die Rohre heizen sich in der Sonne ziemlich schnell auf, erläutert die Forscherin. Kühlt es nachts dagegen stark ab, bekommen das die Mastbewohner ebenfalls deutlich zu spüren. Was also treibt die Schneesperlinge da rein? Vermutlich liegt es am guten Futterangebot, wie Korner-Nievergelt erklärt. Die Pylone stehen meistens auf Wiesen, und die halten schnell erreichbare Nahrung bereit. Die natürlichen Nistplätze in den Felswänden liegen mitunter viel weiter oben, was den Vögeln mehr Flugleistung abverlangt, betont die Biologin. „Das können schon mal 1.000 Höhenmeter sein.“ Einfache Strecke, versteht sich.

Montifringilla nivalis ist grundsätzlich eher ein Vegetarier. Im Winter fressen die Schneesperlinge fast ausschließlich Samen, zum Beispiel von Disteln; für die Aufzucht ihrer Jungen jedoch benötigen die Vögel reichlich tierisches Protein. Und das bekommen sie über Insekten. Eine besondere Rolle spielen dabei Langbeinmücken der Familie Tipulidae. Die Larven dieser im Volksmund auch Kohlschnaken genannten Sechsbeiner sehen ähnlich aus wie Mehlwürmer, berichtet Korner-Nievergelt. Es sind spezialisierte Tipuliden-Arten, die nur im Hochgebirge vorkommen. Ihre Larven leben im Schlamm, vor allem am Rande schmelzender Schneefelder, und ernähren sich von Pflanzenmaterial. Dem Schneesperling-Nachwuchs dienen solche Maden offenbar als Kraftfutter. Normalerweise legen die Nestlinge pro Tag circa drei Gramm an Gewicht zu, erklärt Korner-Nievergelt. Bei einem guten Larven-Angebot indes sei es täglich ein Gramm mehr.

Die Altvögel nutzen im Sommer noch eine weitere, ebenfalls von Schnee und Eis abhängige Nahrungsquelle: den sogenannten Fallout. Auf den vereisten Flächen liegen nämlich allerlei tote Insekten herum. Sie sind dort erfroren oder auf sonstige Weise verunglückt. Ein Großteil des Getiers ist mit dem Wind aus tieferen Lagen in die Höhe gedriftet und wird dort gerne von den gefiederten Bewohnern der Gipfel eingesammelt. „Das machen viele Vögel in den Alpen“, erklärt Fränzi Korner-Nievergelt. Tiefkühlkost macht schließlich auch satt.

Klein, aber oho

Auf den Schneefeldern gibt es aber durchaus auch einige quicklebendige Kleinkreaturen zu entdecken – oder gar viele. Die tiefschwarzen, nur wenige Millimeter langen Gletscherflöhe können zu Tausenden gleichzeitig auftreten und bewegen sich oft hüpfend fort. Sie gehören zu den Springschwänzen (Collembola); einer Tiergruppe, die ursprünglich den Insekten zugeordnet wurde. Die Gletscherflöhe leben praktisch in ständigem Kontakt mit dem Eis und gelten deshalb als echte Bewohner der Kryosphäre. Bisher sind in Europa sechs verschiedene Spezies bekannt, berichtet Barbara Valle, Biologin an der Universität Siena. Doch am Rande von Gletschern, auf Geröll und Sedimentablagerungen siedeln noch weitere Arten, wie die Expertin erläutert. „Das ist eine erstaunliche Vielfalt, wenn man die Unwirtlichkeit dieser Habitate bedenkt.“

Den Winter verbringen Gletscherflöhe geschützt unter dem Schnee, in Ritzen an der Grenze zum Dauereis. Die Tierchen sind während dieser Zeit sogar aktiv. Dass ihre Hämolymphe dabei nicht einfriert, haben sie körpereigenen Frostschutzmitteln zu verdanken. Deren genaue Zusammensetzung ist selbst bei alpinen Gletscherflöhen wie Desoria saltans, der wohl häufigsten europäischen Spezies, noch nicht bekannt. In arktischen Arten jedoch wurden spezielle Proteine mit Antifrost-Wirkung nachgewiesen. Letztere binden sich an entstehende Eiskeime und verhindern so deren Anwachsen zu größeren Eiskristallen. Zusätzlich reichern die arktischen Springschwänze ihre Hämolymphe mit Glycerol an, welches ebenfalls gegen Gefrieren schützt. Ein perfektes Zusammenspiel von Evolution und Biochemie.

Setzt nach der langen Winterkälte endlich die Schneeschmelze ein, zieht es die alpinen Gletscherflöhe an die Oberfläche. Sie wandern über das Eis und fressen sich satt. Aber woran eigentlich? Die Winzlinge haben laut Barbara Valle wohl ein sehr breites Nahrungsspektrum, auch wenn diesbezüglich einiges noch ungeklärt ist. Beobachtungen zufolge verspeist Desoria saltans unter anderem Pollenkörner und Mikroalgen der Gattung Chlamydomonas, die auf der Kryosphäre wachsen. Wahrscheinlich können sich die Tierchen von fast allem Organischen ernähren, sagt Valle. Der Wind sorgt für stetigen Nachschub. Die Springschwänze wiederum dienen verschiedenen Spinnenarten und Laufkäfern (Nebria spec.) als Futter, berichtet die Forscherin. Auch die seien auf eisige Lebensbedingungen eingestellt.

Alpine Flora

Die oberen Etagen der Hochgebirge beherbergen allerdings nicht nur Tiere und Mikroorganismen; manche Pflanzenspezies kommen dort ebenso gut zurecht. Ihre Strategien sind teilweise aber sehr verschieden, betont der Botaniker Harald Pauli von der Österreichischen Akademie der Wissenschaften (ÖAW) in Wien. Einige haben besondere Kälteresistenzen entwickelt, andere dagegen halten ihre Vegetationsperiode sehr kurz. Sie treiben nur aus, wenn es mild genug ist, also in den wenigen Hochsommerwochen, erklärt der Fachmann. Ein Großteil der Hochgebirgsflora zeichnet sich aber durch ein gemächliches Wachstum und eine lange Lebensdauer aus. Es gibt alpine Polsterpflanzen, die werden so alt wie ein Baum, sagt Pauli. Über ein frappierendes Beispiel kann er aus eigener Beobachtung berichten. Bei einer seiner vielen Feldstudien arbeitete der Wissenschaftler am 3.798 Meter hohen Großglockner, Österreichs höchstem Berg. Nur 20 Meter unterhalb des Hauptgipfels hatten Forscher 1904 exakt die Position eines Gletscher-Hahnenfußes, Ranunculus glacialis, erfasst. „Und 88 Jahre später war er noch immer da.“

Um in der sogenannten nivalen Stufe, der Zone oberhalb der Schneegrenze, wachsen und blühen zu können, müssen Pflanzen vor allem den eisigen Sommernächten Paroli bieten. Die meisten Arten tun dies mithilfe von Frostschutzmitteln wie Zucker, Flavonoiden oder Spezialproteinen. Der Gletscher-Hahnenfuß hat jedoch eine ganz andere Strategie entwickelt: er lässt Blätter und Blüten komplett einfrieren, und übersteht das einfach. Das Geheimnis dieser verblüffenden Fähigkeit liegt in der Gewebearchitektur begründet. Ranunculus glacialis verfügt über besonders elastische Zellwände und ungewöhnlich viel Raum dazwischen. Der Clou dahinter: Eis dehnt sich bekanntlich aus, weshalb gefrierendes Wasser in Pflanzen schnell irreparable Schäden anrichtet. Nicht aber beim Gletscher-Hahnenfuß. Dieser kann die wachsenden Eiskristalle unterbringen, ohne dass gleich alles kaputtgeht. Ein fast perfekter Platzausgleich.

Dank seiner Frostresistenz gedeiht Ranunculus glacialis in der Schweiz am Finsteraarhorn in bis zu 4.275 Meter Höhe. Unter den Blütenpflanzen ist er damit allerdings nicht der Rekordhalter, wie Harald Pauli betont. Der Purpursteinbrech (Saxifraga oppositifolia) wurde sogar schon auf 4.507 Metern gefunden. Sein typischer Polsterwuchs hilft ihm, einer Austrocknung durch Wind und Sonne zu entgehen und gleichzeitig dabei, Wärme speichern zu können. Auch mit Blick auf ihre Fortpflanzung sind Purpursteinbrech und Gletscher-Hahnenfuß bestens ausgestattet. „Beide Arten haben sehr auffällige Blüten“, erklärt Pauli. Das helfe, bestäubende Insekten anzulocken, denn die sind in den Gipfelregionen eher rar. Bienen und Hummeln kommen nur bis in etwa 3.000 Meter Höhe vor. Bei allem, was darüber liegt, müssen sich die Pflanzen vor allem auf Fliegen verlassen. Gerade manche Schwebfliegen aus der Familie Syrphidae scheinen sich im oberen Hochgebirge durchaus wohlzufühlen.

Vergangenheit und Zukunft des Lebensraums

Die Verbreitung von Saxifraga oppositifolia, Ranunculus glacialis und einer Reihe weiterer alpiner Pflanzenarten ist nicht auf die Alpen begrenzt; sie sind auch in anderen Gebirgen, wie den Karpaten und in weiten Teilen der Arktis, präsent. Der Purpursteinbrech hat sogar die Mini-Insel Kaffeklubben Ø vor der äußersten Nordspitze Grönlands erobert. Doch wo könnten solche an Extrembedingungen angepasste Gewächse evolutionsbiologisch entstanden sein? Diese Frage lässt sich derzeit noch nicht beantworten, sagt Harald Pauli. Es sei aber sicher, dass die Pflanzen während der letzten Eiszeit aus der Arktis verschwanden, weil riesige Gletscher alles Land überdeckten. Die spätere Wiederbesiedlung Skandinaviens und noch weiter gen Norden erfolgte wahrscheinlich von den Ostalpen aus, meint der Forscher. Dort habe es eisfreie Refugien gegeben, in denen die Kältespezialisten das Glazial aussitzen konnten.

Möglicherweise lag auch die ursprüngliche Heimat dieser Pflanzen irgendwo in den Bergen Europas oder Nordamerikas, wie Pauli erläutert. Der Charakter solcher Lebensräume begünstige die Artbildung. Der gängigen geowissenschaftlichen Definition nach sind Hochgebirge Reliefzüge, die sich mehr als 1.000 Meter über den Rest ihrer Umgebung erheben und dabei über die Baumgrenze hinausragen. Mit anderen Worten: Sie liegen praktisch wie Inseln im Festland, umschlossen von dessen größeren Naturräumen. Diese Isolation fördert die Speziation, sprich die Entstehung neuer Arten, berichtet Pauli. Und auch die besonderen Lebensbedingungen tragen dazu bei. Ohne Innovation keine erfolgreiche Anpassung.

Nachdem sie rund 10.000 Jahre lang unter relativ stabilen Verhältnissen existieren konnten, stehen die Hochgebirgsbewohner nun einer neuen Herausforderung gegenüber: dem Klimawandel. Wenn Eis und Schnee verschwinden, ist das für die Gletscherflöhe und ihre Nachbarn existenzbedrohend, sagt Barbara Valle. Die Winzlinge sind einfach zu sehr auf ihre Sonderhabitate spezialisiert und anderswo nicht überlebensfähig. Ihnen fehlten dann unter anderem die gewohnten Nahrungsquellen oder sie würden im Konkurrenzkampf mit anderen Arten unterliegen.

Beim Schneesperling scheinen sich die ersten Auswirkungen der globalen Erwärmung bereits zu zeigen. Wegen steigender Temperaturen beginnt das Tauwetter durchschnittlich 26 Tage früher als noch vor wenigen Jahrzehnten, und insgesamt verkürzt die zunehmende Sommerwärme die Fortpflanzungssaison der Vögel. „Der Schnee schmilzt zu schnell weg“, erklärt Fränzi Korner-Nievergelt. Das verringert wahrscheinlich das Futterangebot für den Nachwuchs, vor allem an feuchtigkeitsliebenden Tipuliden-Larven, und die Schneesperlinge bekommen oft keine Zeit mehr für eine Zweitbrut. Dementsprechend ist der Bestand des Montifringilla nivalis in der Schweiz auch schon um knapp 20 Prozent zurückgegangen.

Viele der Hochgebirgsarten versuchen inzwischen, dem Klimawandel über einen Umzug in höhere Lagen zu entgehen. Nach oben hin gibt es allerdings immer weniger Platz, und irgendwann ist logischerweise komplett Schluss. Zahlreiche, zum Teil sogar noch unentdeckte Kleintierspezies drohen dann auszusterben, meint Barbara Valle. „Durch die Erwärmung verlieren die Gebirgspflanzen schnell an Lebensraum“, betont auch Harald Pauli. Sogenannte Endemiten – Arten mit stark begrenzten Verbreitungsgebieten, zum Beispiel in den Alpen oder auf dem Balkan – seien in Gefahr. Für die südlichen Randpopulationen von Purpursteinbrech und Gletscher-Hahnenfuß werde es ebenfalls eng, sagt Pauli. „Als Gesamtspezies dürften die jedoch nicht so bald verschwinden.“ Dafür sorge ihre weite Verbreitung in der Arktis. Ein Lichtblick immerhin. //