Pflanzenvielfalt des Kaukasus erfassen und verstehen
Der Biodiversitäts-Hotspot Kaukasus ist eines der biologisch vielfältigsten Gebiete in der nördlichen Hemisphäre. Die Kaukasus-Ökoregion umfasst eine Fläche von 580,000 km² zwischen Schwarzem und Kaspischen Meer, unter anderem mit den Gebirgsketten des Großen und Kleinen Kaukasus. Sie umfasst die Länder Armenien, Aserbaidschan und Georgien, Teile der Russischen Föderation, sowie der Islamischen Republik Iran und der Türkei. Unsere langfristigen wissenschaftlichen Ziele sind ein besseres Verständnis der Evolution der kaukasischen Pflanzenvielfalt und der Faktoren, die die Muster der Vielfalt auf den Ebenen der Populationen, Arten und Ökosystemen prägen, einschließlich eines robusten taxonomischen Rahmens. Die Ergebnisse sollen den Naturschutz und die Landnutzungsplanung sowie die nachhaltige Nutzung der Pflanzenvielfalt im Kaukasus unterstützen. Die Kaukasus-Initiative wurde im Januar 2009 auf einem Workshop in Berlin zusammen mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus der gesamten Kaukasus-Region ins Leben gerufen und bildet seitdem einen festen Bestandteil der Programme des BGBM.
Ein zentrales Ziel der Initiative ist, durch Verbesserung der Infrastrukturen von Laboreinrichtungen und Sammlungen (z.B. Herbarien), Durchführung von wissenschaftlicher und technischer Ausbildung (z.B. in Form von Doktorarbeiten), und durch den Austausch von wissenschaftlichem und technischen Personal den Aufbau von Kapazitäten an Institutionen in der Kaukasus-Region zu fördern.
Durch die Förderung der VolkswagenStiftung konnte von 2012 bis 2019 durch das Projekt „Developing Tools for Conserving the Plant-Diversity of the South Caucasus“ (in zwei Phasen im Förderprogramm „Zwischen Europa und Orient“) wesentliche Fortschritte erzielt werden. Beteiligt waren das Takhtajyan Institut für Botanik und das Orbeli Institut für Physiologie der Nationalen Akademie der Wissenschaften der Republik Armenien, das Institut für Botanik der Nationalen Akademie der Wissenschaften in Aserbaidschan sowie die das Institut für Botanik der Ilia-State Universität und der Nationale Botanische Garten in Tbilisi, der Botanische Garten Batumi und das Georgische Nationalmuseum in Georgien.
In diesem Projekt ging es zunächst darum, ausgewählte Gruppen von Gefäßpflanzen und Flechten modellhaft zu untersuchen, die im Kaukasus mit vielen Arten und in unterschiedlichen Ökosystemen von Wäldern über Hochgebirge bis hin zu Steppen vorkommen (z.B. Glockenblumengewächse, Korbblütler, die Lippenblütler, die Nelkengewächse oder Wildbirnen).
Die Wildbirnen (Pyrus spp., Rosengewächse) belegen dabei eindrucksvoll die Notwendigkeit taxonomischer Forschung: Je nach Quelle sind für die Region 30 bis 50 verschiedene Birnen-Arten beschrieben worden. Unklar ist allerdings, wo genau die Artgrenzen verlaufen. Denn in den letzten 150 Jahren haben Botaniker die Birnen-Verwandtschaft nach unterschiedlichen Kriterien unterteilt: Mal ging es dabei vor allem um das Aussehen der Blätter, in anderen Fällen lag das Augenmerk eher auf Merkmalen von Früchten. Heute können wir dagegen einen detaillierten Blick ins Erbgut von Arten aus dem Kaukasus werfen und dieses dann mit den Verwandten in anderen Regionen Europas und Asiens vergleichen. Aufgrund der geringen genetischen Distanzen gehen wir dabei stärker auf phylogenomische Ansätze über.
Aus den bisherigen Ergebnissen aller untersuchter Gattungen wird ein Grundmuster offenbar: Pflanzenwanderungen zwischen Orient und Okzident seit mehreren Millionen Jahren und anschließende Artbildung in den speziellen Lebensräumen der Gebirge hatten großen Einfluss auf die Entstehung der Artenvielfalt im Kaukasus.
Auf der Ebene der innerartlichen Biodiversität untersuchen wir die genetische Vielfalt von typisch kaukasischen Baumarten wie der Kaukasischen Flügelnuss (Pterocarya fraxinifolia) aus der Familie der Walnussgewächse oder der Kaukasischen Zelkove (Zelkova carpinifolia), einem Ulmengewächs. Die Ergebnisse sind von großer praktischer Bedeutung für das Management dieser forstlichen genetischen Ressourcen.
Herbarien sind als Informationsquellen für das Auftreten einer Pflanze an einem bestimmten Ort und zu einer bestimmten Zeit von großer Bedeutung – und sie sind Quellen für Biodiversitätsinformation von großer Qualität, denn die Art-Identifikation der Objekte kann jederzeit überprüft werden. Mit der Förderung der VolkswagenStiftung konnten so in Armenien, Aserbaidschan und Georgien Trainings-Workshops für verbesserte kuratorische Arbeitsflüsse und Digitalisierung der Herbarien durchgeführt, technische Kapazitäten verbessert und mit der Digitalisierung der Herbarbelege insbesondere in den untersuchten Modellgruppen begonnen werden. Dazu wurde eine Datenbank-Infrastruktur etabliert, die den Datenaustausch zwischen den Herbarien vereinfacht und den Rückfluss von Informationen in die Sammlungen, wie etwa neue Bestimmungsergebnisse erleichtert.
Auch in den nächsten Jahren geht das Engagement des BGBM und seiner Partnerorganisationen im Rahmen der gemeinsamen Kaukasus-Initiative daher weiter. Konkret soll ein ständig aktualisierter, allgemein verfügbarer Online-Katalog der gesamten Pflanzenvielfalt des Kaukasus entstehen, der auch mit globalen Infrastrukturen der Biodiversitäts-Information wie etwa der Online-Flora der Welt abgestimmt ist. Die integrativ-taxonomische Erforschung der bisherigen Modellgruppen wird fortgesetzt und vor allem mit molekularen Methoden auf die übrige Flora ausgedehnt. Wir arbeiten außerdem daran, die Digitalisierung der Herbarien an den Institutionen im Kaukasus, aber genauso in Berlin, wo ebenfalls umfangreiches Material aus dem Kaukasus vorhanden ist, weiter voranzutreiben und mit den Datenbeständen weiterer wichtiger Sammlungen wie etwa in der Russischen Föderation zu vernetzen. Auf dieser Basis sollen dann detaillierte Verbreitungskarten für die Arten entstehen.
Kontakt: Dr. Eckhard von Raab-Straube - E.Raab-Straube [at] bgbm.org
Publikationen:
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