Wir Menschen neigen zu der Annahme, dass wir die Erde beherrschen. Mit unseren fortschrittlichen Werkzeugen, unserer Sprache, unseren Problemlösungs- und sozialen Fähigkeiten und unserem Status als Top-Raubtier halten wir uns gerne für die dominante Lebensform auf dem Planeten.
Aber sind wir das auch?
Es gibt Organismen, die wesentlich zahlreicher sind, mehr Fläche der Erde bedecken und einen größeren Anteil an der lebenden Biomasse ausmachen als wir. Wir haben sicherlich große Auswirkungen in den meisten Ecken der Erde und auf ihre anderen Bewohner.
Aber gibt es auch andere Lebewesen, die im Stillen größere, bedeutendere Einflüsse haben? Wer oder was hat wirklich das Sagen?
Wenn die Weltherrschaft ein Zahlenspiel ist, können sich nur wenige mit winzigen sechsbeinigen, garnelenartigen Springschwänzen, den Collembola, messen. Mit einer Länge von 0,25 bis 10 mm gibt es typischerweise etwa 10.000 pro Quadratmeter Boden, an manchen Orten sogar bis zu 200.000 pro Quadratmeter. Die 6.000 bekannten Arten dieser flügellosen Gliederfüßer sind in allen möglichen Lebensräumen auf der ganzen Welt zu finden, von Stränden und Klippen bis hin zur Antarktis und den höchsten Gebirgszügen der Erde.
„Auf Asphalt müssen Sie vielleicht ein paar Zentimeter tiefer gehen, aber überall, wo Sie auf einer Landoberfläche gehen, würde ich Geld darauf setzen, dass es Springschwänze direkt unter Ihren Füßen gibt“, sagt Dr. Peter Shaw, ein Zoologe an der Universität von Roehampton, UK, und der britische Aufzeichner für Collembola.
Ameisen kontrollieren jeden Millimeter der Erdoberfläche
Springschwänze sind so benannt, weil diejenigen, die auf Oberflächen leben, ein Sprungorgan namens Furca auf der Unterseite ihres Abdomens haben. Mit diesem Organ können sie bis zu 10 cm weit springen, um Fressfeinden zu entkommen. Obwohl sie den gleichen Namen tragen, haben bodenbewohnende Springschwänze keine Furka. Sie haben alle eine Röhre am Hinterleib, mit der sie Wasser aufsaugen und aus der eine klebrige Substanz austritt, mit der sie sich an Oberflächen festhalten können.
Neben Pilzen beschleunigen Springschwänze die Verwertung abgestorbener Pflanzen zu wiederverwertbaren Nährstoffen. Ihre Bedeutung in diesem Prozess variiert stark je nach Lebensraum und dem Vorhandensein oder Fehlen anderer Zersetzer wie Regenwürmer. Schätzungen zufolge sind sie mancherorts für bis zu 20 % der Zersetzung von Streu verantwortlich.
Frühjahrsschwänze wurden früher als die am häufigsten vorkommenden Insekten der Erde bezeichnet. DNA-Analysen, die vor etwa 15 Jahren durchgeführt wurden, ergaben jedoch, dass sie eigentlich mit den Insekten verwandt sind.
Ameisen machen sich auch ziemlich gut im Zahlenspiel, wobei die Schätzungen ihrer globalen Population von 10.000 Billionen bis zu einer Quadrillion (eine Million Billion) reichen. Obwohl das Zählen von Ameisen schwierig ist und diese Schätzungen um ein paar Nullen abweichen können, kann man mit ziemlicher Sicherheit sagen, dass Ameisen die zahlreichsten Insekten der Welt sind.
Trotz ihrer zahlenmäßigen Unterlegenheit gegenüber Springschwänzen haben sie weitaus größere und vielfältigere Möglichkeiten, die Umwelt, in der sie leben, zu beeinflussen.
„Ameisen kontrollieren jeden Millimeter der Erdoberfläche, wo immer sie leben, was an den meisten Orten der Fall ist“, sagt Mark Moffett, ein Entomologe am Smithsonian Institute in Washington DC, USA, der 2011 ein Buch mit dem Titel Adventures Among Ants veröffentlichte. „Diese Territorien werden im Grunde von Ameisen mikromanagt, indem sie Dinge sogar auf mikrobieller Ebene zu ihrem Vorteil verändern oder entfernen.“
Die Biomasse von Pflanzen auf dem Land wird auf das 1.000-fache der von Tieren geschätzt
Ameisen üben ihre Kontrolle auf vielfältige und geniale Weise aus: Sie bewegen mehr Erde als Regenwürmer, räumen ihre Toten weg, um die Ausbreitung von Krankheiten einzudämmen und führen Krieg. Blattschneiderameisen züchten Pilze als Nahrungsquelle und verwenden ein bakterielles Pestizid, das mit Penicillin verwandt ist, um die Produktivität ihrer Farmen zu verbessern, während Hirtenameisen Herden von Blattläusen halten, um sie für eine zuckerhaltige Substanz namens Honigtau zu melken.
Von den etwa 14.000 bekannten Ameisenarten sind die herrschsüchtigsten und aggressivsten diejenigen, die so gut angepasst sind, dass sie in der Lage sind, sich frei auf der Welt zu bewegen und riesige Kolonien von Milliarden von Individuen zu bilden, was es ihnen ermöglicht, es mit viel größeren Feinden aufzunehmen und sie zu schlagen.
Käfer sind die dominanteste, artenreichste Gruppe von Organismen
Eine solche Art, die Argentinische Ameise, hat sich von ihren südamerikanischen Ursprüngen auf jeden Kontinent außer der Antarktis ausgebreitet. Sie können sich besonders schnell vermehren, weil die Königinnen fruchtbare Prinzessinnen dulden, die als zusätzliche Brüterinnen fungieren. Sie setzen rohe Zahlengewalt, Rücksichtslosigkeit und fortschrittliche Kriegsstrategien ein, um Rivalen, andere Tierarten und einheimische Pflanzen zu überrennen, und haben Superkolonien gegründet, die sich bis zu 6.000 km entlang der Küsten des Mittelmeers, Kaliforniens in den USA und des westlichen Japans erstrecken.
Aber vielleicht können einige wenige große Dinge viele kleine Dinge auf weniger offensichtliche, aber grundlegendere Weise dominieren.
Abgesehen von Bakterien wird die Biomasse von Pflanzen an Land auf etwa das 1.000-fache der Tiere geschätzt. Und während andere Lebensformen individuell zahlreicher, durchsetzungsfähiger oder vielfältiger sein mögen, könnte die überwiegende Mehrheit ohne den Sauerstoff, den Pflanzen durch die Photosynthese liefern, nicht existieren.
Angiospermen, oder Blütenpflanzen, machen etwa 90 % aller Pflanzenarten aus. Sie bedecken einen großen Teil der Landfläche der Erde, machen viel mehr Biomasse aus als Landtiere und bilden das strukturelle Gerüst der meisten landbasierten Ökosysteme.
„Die Art und Weise, wie eine Wüste anders strukturiert ist als ein tropischer Regenwald oder Ihr lokaler Park, liegt an der Art und Weise, wie blühende Pflanzen diese speziellen Räume aufteilen“, sagt Sandy Knapp, Leiterin der Pflanzenabteilung am Natural History Museum in London, Großbritannien. „Vielleicht ist die Weltherrschaft aber auch eher eine Frage der Vielfalt und Spezialisierung.
Wissenschaftler haben bisher etwa 400.000 Käferarten benannt, was bedeutet, dass sie zwischen einer von fünf und einer von drei aller beschriebenen Lebensformen ausmachen, je nachdem, welcher der verschiedenen Zahlen zur Gesamtartenzahl man glaubt. Sie sind erfolgreich geworden, indem sie sich so entwickelt haben, dass sie sehr spezifische Aufgaben übernehmen, wie z. B. die Bestäubung bestimmter Bäume oder die Ernährung mit dem Dung bestimmter Tiere.
Wolbachien sind extrem weit verbreitet und tückisch
„Käfer sind die dominanteste, artenreichste Gruppe von Organismen in terrestrischen Ökosystemen“, sagt Max Barclay, Leiter der Käfersammlung am Natural History Museum in London. „Sie haben die Welt in sehr kleine Teile aufgeteilt, um sich auf ihre verschiedenen Aufgaben zu spezialisieren, und schaffen es, zu koexistieren, ohne miteinander zu konkurrieren.“
Es ist nicht nur ihre Anpassungsfähigkeit und Vielfalt, die Käfer in die engere Wahl bringt. Sie spielen auch eine zentrale Rolle in den meisten Ökosystemen, indem sie Nährstoffe freisetzen, die dann anderen Lebensformen zur Verfügung stehen, indem sie zum Beispiel Holz und Dung abbauen. Gäbe es die Insekten – von denen 40 % der Arten Käfer sind – nicht, würden zum Beispiel die meisten Pflanzen nicht bestäubt werden und somit auch keinen Sauerstoff erzeugen.
Käfer sind ein besonders gutes Beispiel für die Bedeutung und manche würden sagen, die Dominanz der Käfer.
Mit ihren Mäulern an den Enden langer Rüssel können sie Löcher in Pflanzen bohren, in die sie ihre Eier durch einen speziellen Ovipositor, eine Eiabgaberöhre, ablegen. Dies schützt ihre Larven und bietet ihnen eine von den erwachsenen Tieren getrennte Nahrungsquelle, so dass sie nicht in Konkurrenz zueinander stehen. Sie sind eng mit bestimmten Pflanzen verbunden, was ihnen eine besonders wichtige Rolle in Ökosystemen verleiht. Mit etwa 60.000 Arten in einer Reihe von Familien sind sie außerdem sehr vielfältig und spezialisiert, selbst für eine Familie von Käfern.
So weit, so menschenzentriert. Würde er heute leben und diesen Artikel lesen, würde der amerikanische Wissenschaftler und populärwissenschaftliche Autor Stephen Jay Gould vermutlich protestieren, dass wir bisher eine Lebensform übersehen haben, die sich als noch anpassungsfähiger, unzerstörbar und erstaunlich vielfältig erwiesen hat.
Wir leben, so schrieb Gould, im Zeitalter der Bakterien.
Wolbachia sind ein besonders gutes Beispiel für die Dominanz der Bakterien unter dem Radar. Extrem weit verbreitet und tückisch, leben sie in den Zellen von etwa zwei Dritteln der Insekten und anderer Gliederfüßer wie Spinnen und Milben. Sie können zwischen den Arten übertragen werden.
Hauptübertragungsweg sind jedoch die Eier der Wirtsweibchen.
In Bezug auf ihre Dominanz macht ihnen nichts Konkurrenz
Und sie üben ihre Dominanz aus, indem sie die Fortpflanzung fast aller Tiere, die sie infizieren, durcheinanderbringen, indem sie bei einigen Arten einen Geschlechtswechsel bewirken, Männchen abtöten und deren Sperma verändern. Auf diese Weise haben sie wiederum das Überleben und die Evolution tausender anderer Arten beeinflusst.
Da sie in der Regel Parasiten sind, hat ihre außergewöhnliche Bandbreite an Möglichkeiten, ihre Wirte zu manipulieren – in der Regel so, dass sie zu ihrem Vorteil die Weibchen gegenüber den Männchen bevorzugen – einige Wissenschaftler dazu veranlasst, sie als „Herod Bug“ zu bezeichnen, nach dem biblischen König, an dessen Händen das Blut tausender männlicher Kinder klebte.
Zum einen können einige Wolbachien Veränderungen herbeiführen, die männliche Schmetterlinge, Asseln und Krebse in Weibchen verwandeln, wodurch sich die Chance verdoppelt, dass sie weitergegeben werden. Aus dem gleichen Grund können sie auch Chromosomenveränderungen auslösen, die es den Weibchen einiger Bienen, Wespen und Ameisen ermöglichen, Klone von sich selbst zu erstellen und sich ohne Männchen und Befruchtung durch Spermien fortzupflanzen.
Dann sind da noch ihre männertötenden Fähigkeiten. Forschungen von Greg Hurst, Professor für Evolutionsbiologie an der Universität von Liverpool, Großbritannien, haben ergeben, dass Wolbachien bei Arten, bei denen ein starker Wettbewerb um Ressourcen zwischen den jungen Geschwistern herrscht, den Tod einiger männlicher Marienkäfer- und Schmetterlingsembryonen auslösen können. Die Weibchen werden stärker, und indem sie ihre toten Brüder fressen, sind sie besser in der Lage, bei der Verbreitung des Bakteriums zu helfen.
Wolbachia hat noch eine weitere schlaue Fähigkeit – es kann das Sperma von infizierten Männchen verändern. Das bedeutet, dass ein infizierter männlicher Moskito zum Beispiel nur dann lebensfähige Nachkommen haben kann, wenn er sich mit einem Weibchen paart, das mit demselben Wolbachia-Stamm infiziert ist.
Cyanobakterien sind die wichtigsten und erfolgreichsten Mikroorganismen auf der Erde
Außerdem können Insekten und andere Gliederfüßer durch lateralen Gentransfer Gene von den Bakterien aufnehmen und so möglicherweise die Entstehung neuer Arten beschleunigen.
„Wolbachia können durch die Art und Weise, wie sie ihre Wirte manipulieren und verändern, Treiber des evolutionären Wandels in vielen Arten sein“, sagt John Werren, Professor für Biologie an der Universität Rochester, New York, USA.
Durch ihr Vorkommen in so vielen Insekten und anderen Gliederfüßern und ihre Fähigkeit, ihre Wirte zu ihrem Vorteil zu manipulieren, und zwar auf eine Art und Weise, die viele tausend neue Arten hervorgebracht haben könnte, sind Wolbachien ein führender Kandidat für die dominanteste Lebensform der Welt.
„Ich kann mit ziemlicher Sicherheit sagen, dass, soweit es um intrazelluläre Bakterien geht, und soweit es um terrestrische Bakterien geht, nichts mit ihnen konkurrieren kann, was ihre Dominanz angeht“, fügt Werren hinzu.
Aber natürlich gibt es auf der Erde mehr als das, was an Land stattfindet. Und nicht alles, was Sauerstoff produziert, ist eine Pflanze.
Bevor sich Cyanobakterien als erste photosynthetische Organismen vor über 2,5 Milliarden Jahren entwickelten, enthielt die Atmosphäre nur sehr wenig Sauerstoff. Dieser Wechsel zu einer sauerstoffreichen Atmosphäre legte den Grundstein für die Artenvielfalt, die wir heute auf der Erde sehen.
Sieht man sich die Größenordnungen der Lebewesen an, so dominieren Mikroben, Menschen und Ameisen die Dinge dazwischen
Cyanobakterien bilden bewegliche Zellstränge, die sich von ihren Kolonien lösen können, um neue Kolonien zu bilden. Sie kommen in fast allen aquatischen und terrestrischen Lebensräumen vor, leben in Flechten, Pflanzen und Tieren und bilden riesige, sichtbare blaugrüne Blüten in den Ozeanen.
Neben der Erzeugung von Sauerstoff liegt ihre andere zentrale Rolle in ihrer Fähigkeit, atmosphärischen Stickstoff in organisches Nitrat oder Ammoniak umzuwandeln, das Pflanzen aus dem Boden holen müssen, um zu wachsen.
Diese Rolle bei der Stickstofffixierung und der frühen Photosynthese sowie ihre Allgegenwart in allen Lebensräumen haben Wissenschaftler wie Ian Stewart von der University of Queensland, Australien, und Ian Falconer von der University of Adelaide, Australien, zu der These veranlasst, dass Cyanobakterien wie Trichodesmium die wichtigsten und erfolgreichsten Mikroorganismen der Erde sind.
Selbst dieser kursorische Blick auf eine Handvoll Lebensformen aus unterschiedlichen Ecken des Lebensbaums zeigt, dass es einfacher ist, über Organismen zu sprechen, die auf unterschiedlichen physikalischen Skalen dominanter sind oder größere Auswirkungen haben.
„Wenn man sich die Größenordnungen der Lebewesen von oben nach unten ansieht, dominieren Mikroben ihre Skala, Menschen ihre Skala, Ameisen tendieren dazu, die Dinge dazwischen zu dominieren“, sagt Moffett.
Die Definition von Dominanz als Einfluss auf andere Lebensformen und ihre Umgebung variiert je nach den Prioritäten derjenigen, die die Begriffe definieren. „Wie gut ein bestimmtes Maß ist, hängt davon ab, welche Frage man stellt“, sagt Knapp.
Ameisen mögen ziemlich dominant aussehen, wenn sie zum Beispiel gerade Ihre Ernte verwüstet oder zerstört haben, aber ohne den Sauerstoff, den Pflanzen liefern, würden sie nicht weit kommen. Pflanzen wären nicht in der Lage gewesen, das Land so zu besiedeln, wie sie es vor etwa 470 Millionen Jahren taten, ohne die Pilze, die ihnen helfen, ihre photosynthetische Kohlenstoffaufnahme zu verbessern und ihre Fortpflanzung zu erleichtern.
Pilze wiederum hätten niemals ihre zentrale Rolle in den meisten Ökosystemen der Welt erlangt ohne die vielen und vielfältigen symbiotischen Beziehungen, die sie mit Tieren, Pflanzen und Mikroben eingehen.
Und so weiter.
„Es ist ein bisschen so, als würde man versuchen herauszufinden, ob ein berühmter Fußballspieler oder ein Basketballspieler dominanter ist“, sagt Werren.
Während Versuche, den Platzhirsch-Status für eine einzelne Lebensform zu beanspruchen, immer an Definitionsfragen scheitern werden, unterstreichen solche Diskussionen sicherlich die komplexe Interdependenz, die zwischen den Millionen von verschiedenen Lebensarten auf der Erde besteht.
„Die Frage, welche Gruppe von Organismen die wichtigste ist, ist ein bisschen so, als würde man fragen, welche der vier Säulen, die ein Haus tragen, am wichtigsten ist“, fügt Knapp hinzu. „Wenn man eine davon wegnimmt, fällt das ganze Ding um.“