Inseln und ihre Ökosysteme

Der Biologe Juliano Sarmento Cabral ist Experte für ökologische Modellierung, Inselbiogeographie und Tropenökologie. Quelle: (Foto: Robert Emmerich) (idw)

Juliano Sarmento Cabral kommt aus einem tropisch-subtropischen Land. Von klein auf war er fasziniert von der enormen Vielfalt an Tieren und Pflanzen, die es um ihn herum und in der Welt gab. Klar, dass er Biologie studierte. Jetzt ist er Juniorprofessor für Ökosystemmodellierung an der Uni Würzburg.

Einen schönen Erfolg hat der Biologe Juliano Sarmento Cabral (33) vor einigen Wochen verbucht. Er publizierte mit früheren Kollegen von der Universität Göttingen einen Artikel in „Nature“. Eine Erkenntnis daraus: Um die Artenvielfalt auf Inseln wie Hawaii, Galapagos oder den Kanaren zu verstehen, muss man auch weit in die Geschichte zurückblicken – mindestens bis zur letzten Eiszeit vor 21.000 Jahren.

In den Eiszeiten sank der Meeresspiegel um 120 Meter ab. Viele Inseln wurden dadurch größer und stärker untereinander oder mit dem Festland verbunden. „Die Seychellen zum Beispiel waren mehrfach größer“, sagt Cabral. Das förderte die Artenvielfalt, vor allem von endemischen Arten, die ausschließlich auf diesen Inseln vorkommen: Sie ist viel höher als auf Inseln, die in der Eiszeit ähnlich groß und isoliert wie heute waren.

Die Natur in virtuellen Welten simulieren

„Gebirge auf dem Festland und Inseln sind aus vielen Gründen sehr interessant für die ökologische Forschung“, erklärt der neue Juniorprofessor. „Oft entwickeln sich dort besondere Arten, die nirgendwo sonst auf der Welt vorkommen. Und weil diese Arten geographisch so eingeschränkt sind, kann der globale Wandel, wie die Erderwärmung und der Habitatsverlust, ihr Aussterben verursachen.“ Das waren für den Biologen Gründe genug, hier seinen Forschungsschwerpunkt zu setzen.

Wer Ökosysteme und ihre Dynamik erforschen will, muss die Prozesse in den Systemen sehr gut kennen. Das dafür nötige Wissen sammelt Sarmento Cabral bei Feldforschungen, aber auch mit theoretischen Computermodellen und -simulationen. „In den Simulationsexperimenten schaffen wir im Rechner eine virtuelle Welt“, sagt er. Darin wird erforscht, wie sich wechselnde Temperaturen, schwankende Feuchtigkeit oder andere Umweltfaktoren auf Pflanzen und Tiere auswirken.

Orchideen und andere Epiphyten im Blick

Beispiel: Sein ehemaliger Göttinger Doktorand Gunnar Petter hat ein Modell für epiphytische Pflanzen erarbeitet – dazu gehören Orchideen, Bromelien und andere Gewächse, die im tropischen Regenwald auf Bäumen siedeln. Das Modell kann benutzt werden, um unter anderem die Folgen des Klimawandels zu untersuchen. Steigen die Temperaturen, wächst der Wald schneller. Für die Epiphyten sind die Folgen aber gravierend: Ihre Zahl und Vielfalt nimmt ab, weil sie sich relativ langsam verbreiten und mit dem Wald nicht mehr Schritt halten können.

Feldforschung und Modellierung am Computer

In die Lehre wird sich der neue Juniorprofessor mit Veranstaltungen über Ökologie und ökologische Modellierung einbringen. Studierende, die bei ihm solche Themen untersuchen wollen, sollten Freude an ökologischen Theorien haben und gerne Ökosystemmodelle am Computer bauen. Zur Feldforschung sollten sie ebenfalls bereit sein.

Werdegang von Juliano Sarmento Cabral

Campina Grande ist die zweitgrößte Stadt im Bundesstaat Paraiba im Nordosten von Brasilien. Dort wurde Juliano Sarmento Cabral 1983 geboren. „In unserem Land sieht man schon bei kurzen Spaziergängen und Wandertouren sehr viele Tier- und Pflanzenarten“, sagt er. Diese üppige Biodiversität wollte er verstehen und studierte darum Biologie an der Federal Rural University of Pernambuco in Recife, der Hauptstadt des benachbarten Bundesstaats Pernambuco.

Wie er nach Deutschland kam? „Ich wollte unbedingt ökologische Modellierung lernen, aber es gab damals in Brasilien kaum Wissenschaftler, die sich damit beschäftigten.“ Als Austauschstudent in den USA erfuhr er dann von einer Forschungsgruppe der Universität Potsdam, die genau sein Steckenpferd ritt.

Also wechselte er nach Potsdam und schloss dort 2010 seine Promotion ab. Es folgten Stationen an den Universitäten Göttingen und Leipzig. Zum Sommersemester 2016 übernahm Sarmento Cabral nun die neu geschaffene Juniorprofessur für Ökosystemmodellierung an der Universität Würzburg. Hier gehört er zum ebenfalls neu eingerichteten „Center for Computational and Theoretical Biology“ (CCTB).

Quelle: Julius-Maximilians-Universität Würzburg (idw)