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Schlüsselarten und die Yellowstone-Wölfe

Als Robert Paine die Seesterne von einem felsigen Küstenstreifen im Bundesstaat Washington entfernte, sank die Zahl der dort lebenden Arten von 15 auf 8.

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Das Felsküstennetz aus Paines Arbeit von 1966, mit Plankton und Algen als ergänzter Basis. Entferne den Seestern und lies nach, welche Tiere sämtliche Fressfeinde verlieren.

Der Seesternversuch

Anfang der 1960er-Jahre untersuchte der Ökologe Robert Paine die Küste der Mukkaw Bay nahe Neah Bay im Bundesstaat Washington. Dort sind die Felsen mit Seepocken, Miesmuscheln, Napfschnecken, Käferschnecken und anderen Tieren besetzt. Der wichtigste Räuber ist der ockerfarbene Seestern Pisaster ochraceus. Paine wählte einen etwa 8 m breiten und 2 m hohen Felsstreifen, ließ einen benachbarten Streifen als Kontrolle unverändert und entfernte von seinem Streifen jeden gefundenen Seestern.

Das Ergebnis widersprach der üblichen Erwartung, dass das Entfernen eines Räubers seiner Beute hilft. Miesmuscheln, die Lieblingsnahrung des Seesterns, breiteten sich über den freien Fels aus und verdrängten andere Arten mit demselben Platzbedarf. In seiner Arbeit von 1966 berichtete Paine, dass aus dem System mit 15 Arten eines mit 8 Arten geworden war. Der Seestern hatte Platz freigehalten, indem er den stärksten Konkurrenten fraß. Drei Jahre später verwendete Paine dafür den Begriff Schlüsselart, nach dem Schlussstein eines Bogens, der die übrigen Steine zusammenhält.

Ein Rückblick von Lafferty und Suchanek aus dem Jahr 2016 ergänzt einen wichtigen Punkt: Miesmuschelbänke beherbergen selbst mehr als 300 begleitende Arten. Es kommt also darauf an, wie Vielfalt gezählt wird. Paine zählte die Arten, die Platz auf dem Felsen besetzen.

OpenStax definiert eine Schlüsselart als Art, deren Anwesenheit entscheidend für die biologische Vielfalt und Struktur eines Ökosystems ist. Beispiele sind Pisaster und ein gebänderter Salmler tropischer Bäche, der fast den gesamten von der übrigen Gemeinschaft genutzten Phosphor liefert. Eine Schlüsselart unterscheidet sich von einer habitatbildenden Art, die den Lebensraum aufbaut oder stark prägt. Kelp ist ein Produzent; riffbildende Korallen sind Tiere mit photosynthetischen Partnern in ihrem Gewebe.

Wölfe kehren nach Yellowstone zurück

Laut US National Park Service wurde das letzte Wolfsrudel im Yellowstone-Nationalpark 1926 getötet. Nach jahrzehntelanger Planung brachte man in Kanada gefangene Wölfe hinein: 14 im Januar 1995 und 17 im Januar 1996. 1997 folgten 10 aus Nordwest-Montana, insgesamt also 41. Vor ihrer Freilassung blieben sie etwa zehn Wochen in Eingewöhnungsgehegen. Die Zahl im Park wuchs im Mittel um etwa 10 % jährlich, erreichte einen Höchststand von 174 Wölfen in bis zu 16 Rudeln und pendelte sich später bei etwa 100 Wölfen in ungefähr 10 Rudeln ein.

  • 1926: Das letzte Wolfsrudel in Yellowstone wird getötet.
  • 1974: Der Grauwolf wird als gefährdet eingestuft.
  • Jan. 1995: 14 Wölfe aus Alberta kommen in Gehege im Park.
  • Jan. 1996: 17 Wölfe aus British Columbia folgen.
  • 1997: 10 Wölfe aus Nordwest-Montana; insgesamt 41.
  • 2013: Die Zahl der nördlichen Wapitis sinkt auf 3915, den niedrigsten Stand seit dem Ende der Bestandsreduzierung in den 1960er-Jahren.

Haben die Wölfe die Weiden gerettet?

Die nördliche Wapitiherde in Yellowstone zählte im Winter etwa 17 000 Tiere, als 1995 die Wölfe kamen. Bis Anfang 2013 sank sie auf 3915 und stieg bis 2022 wieder auf 6673. In denselben Jahren wurden manche Weiden- und Espenbestände höher. Eine verbreitete Geschichte spricht von einer durch Wölfe ausgelösten trophischen Kaskade: weniger oder ängstlichere Wapitis, dadurch mehr überlebende Jungbäume und schließlich mehr Biber und Singvögel. Der Park Service bezeichnet dies als große wissenschaftliche Debatte. Auch Pumas und Bären erholten sich, Wapitis wurden außerhalb des Parks gejagt und die Wasserversorgung ist wichtig. An trockenen Stellen reagierten Weiden nicht. Die Fläche der Weiden- und Espenbestände nahm nicht zu, nur die Höhe bestehender Bestände.

  1. Paines Streifen: Wie viele Arten gab es vor dem Entfernen der Seesterne?
  2. Um wie viel Prozent sank die Zahl von 15 auf 8? Auf eine ganze Zahl gerundet.
  3. Welche Beute besetzte nach dem Entfernen der Seesterne den Fels?
    • Miesmuscheln
    • Käferschnecken
    • Algen
  4. In welchem Jahr verwendete Paine erstmals den Begriff Schlüsselart?
    • 1969
    • 1966
    • 1926
  5. Welche Art hat im Felsküstenversuch nach dem Entfernen des Seesterns noch einen Räuber?
    • Miesmuscheln
    • Napfschnecken
    • Käferschnecken
  6. Eine Art wie Kelp, die den Lebensraum aufbaut und meist der Hauptproduzent ist, heißt ...
    • habitatbildende Art
    • Schlüsselart
    • invasive Art
  7. Wie viele Wölfe wurden von 1995 bis 1997 insgesamt in Yellowstone freigelassen?
  8. Wie viele Jahre vergingen zwischen der Tötung des letzten Rudels (1926) und der ersten Ankunft (1995)?
  9. Nördliche Wapitis: etwa 17 000 im Jahr 1995 und 3915 im Jahr 2013. Um wie viel Prozent sank die Zahl? Auf eine ganze Zahl gerundet.
  10. Was sagt der Park Service zur Geschichte von Wölfen und Weiden?
    • Die Frage ist umstritten; mehrere Ursachen spielen eine Rolle
    • Sie ist vollständig bewiesen
    • Sie ist falsch
Das Wichtigste
  • Eine Schlüsselart wirkt viel stärker, als ihre Anzahl vermuten lässt.
  • Paine 1966: Seesterne entfernt, Artenzahl von 15 auf 8 gesunken.
  • Yellowstone: 1995 bis 1997 wurden 41 Wölfe freigelassen, nachdem es seit 1926 keine mehr gegeben hatte.
  • Wie stark Wölfe die Vegetation veränderten, ist weiterhin umstritten.
Quellen zu diesem Kurs (16)
  • OpenStax Biology 2e 46.1 Ecology of Ecosystems: food chains and webs, Lake Ontario chain, grazing and detrital webs, Silver Springs 20,819 / 3,368 / 383 / 21 kcal/m²/yr (openstax.org/books/biology-2e/pages/46-1-ecology-of-ecosystems)
  • 46.2 Energy Flow through Ecosystems: chemoautotrophs at hydrothermal vents (NW Eifuku, 1,535 m)
  • TLTE 14.48% (1,103 of 7,618)
  • four to six transfers, NPE caterpillar 18% and squirrel 1.6%, English Channel 4 and 21 g/m², energy pyramids always upright, biomagnification, DDT and Silent Spring, PCBs banned 1979, Saginaw Bay walleye more than four times the PCBs of phytoplankton, EPA fish advice (.../pages/46-2-energy-flow-through-ecosystems)
  • 45.6 Community Ecology: lynx and snowshoe hare cycle about 10 years, lag 1 to 2 years, nearly 200 years of trapping data, keystone Pisaster and banded tetra, foundation species kelp and coral, Asian carp 95% of biomass in parts of the Illinois River (.../pages/45-6-community-ecology)
  • National Geographic Education: Food Web (al-Jahiz, early 800s) and Energy Flow and the 10 Percent Rule (education.nationalgeographic.org/resource/food-web/, /resource/energy-flow-and-10-percent-rule/)
  • NOAA Education, Aquatic food webs (noaa.gov/education/resource-collections/marine-life/aquatic-food-webs)
  • Kingsland 2015, Alfred J. Lotka and the origins of theoretical population ecology, PNAS 112:9493 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4534218): Lotka 1925 Elements of Physical Biology, Volterra 1926
  • Bacaër 2011, A Short History of Mathematical Population Dynamics ch. 13 (D'Ancona, Adriatic fish markets, First World War)
  • Paine 1966, Food web complexity and species diversity, Am. Nat. 100:65-75 (Mukkaw Bay, 15 to 8 species)
  • Paine 1969 Am. Nat. 103:91 (keystone)
  • Lafferty and Suchanek 2016, Am. Nat. 188:365 (pubs.usgs.gov/publication/70175674)
  • NPS Yellowstone: History of Wolf Management (nps.gov/yell/learn/historyculture/wolf-management.htm: last pack killed 1926, 14 wolves January 1995, 17 in January 1996, 10 from Montana 1997)
  • Wolf Restoration in Yellowstone: Reintroduction to Recovery (nps.gov/articles/wolf-restoration-in-yellowstone-reintroduction-to-recovery.htm: 41 wolves, peak 174 in up to 16 packs, about 100 in 10 packs, about 10% a year)
  • Elk (nps.gov/yell/learn/nature/elk.htm: about 17,000 in 1995, 3,915 in 2013, 6,673 in 2022)
  • The Big Scientific Debate: Trophic Cascades (nps.gov/articles/the-big-scientific-debate-trophic-cascades.htm).

Abgerufen: 2026-10-17