Der Klimawandel und vor allem die mit ihm verbundenen Wetterextreme stellen nicht nur die menschliche Gesellschaft vor neue Herausforderungen, auch die Tierwelt gerät unter Anpassungsdruck – und kann allzu oft nicht Schritt halten. “Hunderte von Studien beschreiben Rückgänge, Aussterben oder eine Verschiebung der Verbreitungsgebiete für eine Vielzahl von Tiergruppen an Land, im Meer und im Süßwasser, die durch den Klimawandel erklärt werden können”, sagen Kris Sales von der University of East Anglia und seine Kollegen. “Trotz alledem haben wir aber verstörend wenig Wissen darüber, welche unmittelbaren Ursachen hinter diesen Veränderungen stehen.”
Käfer unter Hitzestress
Um mehr Klarheit zu schaffen, haben Sales und sein Team nun eine Hypothese näher überprüft. Nach dieser könnten Hitzewellen die Fruchtbarkeit von wechselwarmen Tieren wie den Insekten beeinträchtigen, indem sie deren Spermienproduktion stören. “Bei Säugetieren ist wohlbekannt, dass die Reproduktionsfähigkeit schon auf einen geringen Anstieg der Umgebungstemperatur sensibel reagiert”, erklären die Forscher. Wird es den Hoden zu warm, produzieren sie erheblich weniger Spermien und die Fruchtbarkeit leidet. Ob aber auch wechselwarme Tiere von diesem Effekt betroffen sind, war bisher kaum untersucht. “Angesichts der Tatsache, dass die große Mehrheit der Biodiversität aus exothermen Arten besteht, ist das ziemlich überraschend”, konstatieren die Wissenschaftler.
Für ihre Studie setzten sie eine auch bei uns häufige Käferart in Klimakammern mehreren Hitzewellen aus. Der Rotbraune Reismehlkäfer (Tribolium castaneum) ist ein ursprünglich aus den Tropen stammender Vorratsschädling, der nach Angaben der Forscher in Physiologie und Eigenschaften repräsentativ für die meisten Insektengruppen ist. Die Forscher simulierten eine Hitzewelle, indem sie diese Käfer fünf Tage lang in Temperaturen von 42 Grad hielten – das sind fünf bis sieben Grad über deren Temperaturoptimum. Anschließend testeten sie die Spermienzahl und den Paarungserfolg der Männchen und untersuchten den Fortpflanzungserfolg der Weibchen.
Kaum noch lebensfähige Spermien
Die Experimente ergaben: Schon nach einer Hitzewelle hatte sich die Zahl der Spermien im Ejakulat der Käfermännchen um 75 Prozent reduziert. “Von diesen nach der Hitzewelle übrig gebliebenen Spermien war jedoch nur rund ein Drittel lebendig”, berichten die Forscher. Als Folge sank der Fortpflanzungserfolg dieser Käfermännchen um 30 bis 80 Prozent. Hinzu kam, dass sich durch die Hitze auch ihr Paarungsverhalten änderte: Sie zögerten länger vor ihrer ersten Kopulation und paarten sich insgesamt weit weniger häufig als Kontrolltiere unter normalen Temperaturbedingungen, wie die Wissenschaftler feststellten. Dabei entdeckten sie einen generationsübergreifenden Effekt: “Die Söhne von Männchen, die einer einzigen Hitzewelle ausgesetzt gewesen waren, zeigten ebenfalls eine 25-prozentige Verringerung des Paarungs- und Fortpflanzungserfolgs”, so Sales und sein Team. “Das ist unseres Wissens nach der erste Nachweis solcher generationsübergreifenden Effekte von Hitzewellen.”
