Das Geheimnis der verschwundenen Glühwürmchen

Seitdem die Menschen den Nachthimmel beobachten, erhellen Glühwürmchen die Sommerabende mit ihrem magischen Leuchten. Anekdotische Berichte aus ganz Nordamerika lassen jedoch vermuten, dass die Glühwürmchenpopulationen in den letzten Jahrzehnten zurückgegangen sind. Um dieses Rätsel zu lösen, haben Wissenschaftler einen umfangreichen Datensatz von Bürgerwissenschaftlern genutzt, um die komplexen Umweltfaktoren aufzudecken, die die Häufigkeit von Glühwürmchen beeinflussen - und den Klimawandel als potenzielle Bedrohung ausgemacht.

Glühwürmchen (Lampyridae) gehören zu den über 2 000 weltweit vorkommenden Arten. Obwohl nur eine Handvoll von ihnen Licht erzeugt, sind Glühwürmchen dank ihrer biolumineszenten Balz zu einer der charismatischsten Insektenfamilien geworden. Dennoch war bisher erstaunlich wenig über großräumige Muster in ihren Populationen bekannt. "Die Erforschung von Glühwürmchen ist schwierig, da die verschiedenen Arten zu unterschiedlichen Zeiten leuchten und unterschiedliche Lebensräume bewohnen", erklärt der Biologe Darin McNeil von der University of Kentucky. "Wir brauchten umfangreiche Daten, um die ökologischen Bedürfnisse dieser Insekten auf einem ganzen Kontinent zu verstehen.

Hier kommt Firefly Watch ins Spiel, ein bürgerwissenschaftliches Projekt, das 2008 vom Museum of Science in Boston ins Leben gerufen wurde. Freiwillige Helfer erfassen die Sichtungen von Glühwürmchen bei abendlichen Erhebungen und liefern Daten zu Ort, Datum, Wetterbedingungen und geschätzter Häufigkeit. In den zehn Jahren seines Bestehens hat Firefly Watch Erhebungsdaten von 24.683 einzelnen Standorten im Osten der USA gesammelt. "Dieser Datensatz ermöglichte uns einen noch nie dagewesenen Überblick über Glühwürmchenpopulationen in großen räumlichen und zeitlichen Dimensionen", sagt McNeil.

 

"Glühwürmchen scheinen besonders empfindlich auf Temperatur und Feuchtigkeit zu reagieren, was laut Klimamodellen durch die Erwärmung der Welt gestört werden wird.

McNeil und ein interdisziplinäres Team analysierten die Daten von Firefly Watch mithilfe von Algorithmen des maschinellen Lernens und entdeckten Muster im Vorkommen von Glühwürmchen, die mit Klima, Wetter, Böden, Landnutzung und mehr zusammenhängen. Ihre Ergebnisse, die kürzlich in der Fachzeitschrift Science of the Total Environment veröffentlicht wurden, stellen die bisher umfassendste Bewertung der Faktoren dar, die die Glühwürmchenpopulationen im Osten Nordamerikas beeinflussen.

Die Forscher erstellten zunächst Modelle zur Berücksichtigung von Erfassungsfehlern, die auf Faktoren wie Datum, Nachtzeit, Temperatur und Mondlicht beruhen. Dann analysierten sie, wie großräumige Klimamuster mit der Häufigkeit von Glühwürmchen zusammenhängen, und kartierten Hotspots und Coldspots in der Landschaft. Etwas überraschend war, dass die besten Klimabedingungen insgesamt die Glühwürmchenpopulationen im oberen Mittleren Westen, im mittleren Atlantik und in Teilen der Great Plains maximierten - Regionen, die traditionell nicht als Glühwürmchen-Hochburgen gelten.

Auf lokaler Ebene stellte das Team fest, dass die Anzahl der Glühwürmchen stark von komplexen Wechselwirkungen zwischen Bodenbedingungen, Wetter und Bodenbedeckung abhängt. So nahm die Zahl der Glühwürmchen mit zunehmender Bodenfeuchtigkeit zu, während sie in sandigen Böden, die kein Wasser speichern können, stark abnahm. Auch wärmere Bedingungen begünstigten Glühwürmchen, allerdings nur bis zu einem gewissen Schwellenwert - zu große Hitze führte zu einem Rückgang der Populationen, wahrscheinlich aufgrund der Auswirkungen auf Larven oder Beuteinsekten.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass der Klimawandel eine zunehmende Bedrohung darstellt. "Glühwürmchen scheinen äußerst empfindlich auf Temperatur und Feuchtigkeit zu reagieren, was laut Klimamodellen durch die Erwärmung unserer Welt gestört wird", sagt McNeil. Die Analyse des Teams deutet darauf hin, dass in einigen Regionen die Zahl der Glühwürmchen zunehmen könnte, wenn die Bedingungen optimaler werden, dass aber die Gesamtpopulationen zurückgehen werden, wenn die Temperaturen die tolerierbaren Grenzen überschreiten.

Einige Ergebnisse stellten die bisherigen Annahmen in Frage. Entgegen den Erwartungen ergaben die Modelle keine negativen Auswirkungen des Pestizideinsatzes, nachdem die korrelierende Bodenbedeckung berücksichtigt wurde. Und überraschenderweise traten auf Ackerland höhere Abundanzen auf als in Wäldern - obwohl die Forscher anmerken, dass dieses Muster einer genaueren Untersuchung bedarf.

Die Ergebnisse stimmten mit mehreren bekannten Stressfaktoren überein. Die Verstädterung hat die Zahl der Glühwürmchen stark reduziert, da undurchlässige Oberflächen die von den Larven benötigten durchlässigen Böden ersetzen. Und die Lichtverschmutzung durch künstliche Nachtbeleuchtung schien das Balzverhalten zu stören, da sie die Biolumineszenzsignale beeinträchtigte.

"Diese Arbeit liefert die empirische Unterstützung, die wir seit langem benötigen, um die Faktoren zu bewerten, die für den Rückgang der Glühwürmchen verantwortlich sind", sagt McNeil. "Sie zeigt, welche Prioritäten für den Naturschutz gesetzt werden müssen, um die Auswirkungen des Klimawandels abzumildern und dunkle, feuchte Lebensräume nahe der Bodenoberfläche zu erhalten. Das Team betont, dass sowohl eine konsequente Überwachung als auch die Anwendung insektenfreundlicher Landbewirtschaftungspraktiken für den Schutz der nordamerikanischen Glühwürmchen in der Zukunft von entscheidender Bedeutung sind.

Bürgerwissenschaftler im ganzen Land haben das Rohmaterial beigesteuert, das dieses neue Verständnis ermöglicht. "Glühwürmchen sind charismatisch und für jedermann leicht zu beobachten - doch ihre Komplexität war ohne große Daten, die Populationstrends in verschiedenen Umgebungen analysieren, unsichtbar", sagt McNeil. "Dies zeigt, wie Bürgerwissenschaft ökologische Rätsel lösen kann, die zuvor unerreichbar waren, was wiederum Auswirkungen auf den gezielten Schutz nicht nur von Glühwürmchen, sondern von vielen bedrohten Arten hat."

Wenn es jeden Sommer dunkel wird, leuchten Glühwürmchen noch immer auf Wiesen, in Sümpfen und Hinterhöfen von Küste zu Küste. Doch angesichts des zunehmenden Klimadrucks hängt ihre Zukunft mehr denn je vom Handeln ab. Diese bahnbrechende Studie deckt den Schlüssel zum Überleben der leuchtenden Käfer auf und ebnet so den Weg für wissenschaftlich fundierte Strategien, die sicherstellen, dass Glühwürmchen auch für kommende Generationen das Wunder der Kindheit erleuchten.

​

Hinweis(e)

1. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.172329 

Klicken Sie auf TAGS, um verwandte Artikel zu sehen:

KLIMAWANDEL | ENTOMOLOGIE | UMWELT