Biodiversity of the alpine vascular flora of the N.W. North American Cordillera: the evidence from phyto-geography

Abstract

Biodiversität der alpinen Gefäßpflanzenflora der nordwestlichen nordamerikanischen Kordillere: Belege einer vegetationsgeographischen Betrachtung Am Ende der Late Wisconsin-Vereisung stand der alpinen Gefäßpflanzenflora lediglich ein Zeitraum von ca. 3.500 Jahren zur Verfügung, um das sich ca. 1.600 km erstreckende, ehemals vergletscherte Gebiet im westlichen Kanada wieder zu besiedeln, bevor die Temperaturen zu einer Isolierung in einzelnen Gebirgsregionen führten. In diesem Artikel werden die Ursprungsgebiete (Refugien) beschrieben und es erfolgt eine Abschätzung der Effizienz der Migration aus den einzelnen Ursprungsgebieten. Datengrundlage bildet die aktuelle Vegetation von 29 alpinen Standorten zwischen der Nordküste Alaskas und Colorado. Über 70% der alpinen Arten der kanadischen Kordillere sind in ihrer Verbreitung auf diesen Kontinent beschränkt. Die Verbreitung einzelner Arten ist sporadisch; wahrscheinlich eine Folge der nur kurzen Zeit, die für die Wiederbesiedlung zur Verfügung stand. Während der letzten Vereisung haben Mutationen zu standörtlichen Anpassungen und zu spezifischen Artenveränderung in den Refugien geführt. Anhand der neuen Arten lässt sich die Flora der einzelnen Refugien identifizieren. Die ca. 629 vorkommenden Arten wurden auf der Grundlage ihrer aktuellen Verbreitung in neun Gruppen unterteilt. Anhand von Karten, welche die prozentuale Artenzusammensetzung darstellen, ist ersichtlich, dass Arten aus den Refugien der mittleren Kordillere, aus der Umgebung des Plateau Mountain und von den Königin-Charlotte-Inseln hauptsächlich nördlich und südlich entlang der angrenzenden Gebirgsketten wanderten. Aufgrund feuchterer und kühlerer Bedingungen in den ehemals vergletscherten Gebieten wanderten nur wenige Arten aus dem Bereich der südlichen Kordillere ein. Der Erfolg neuer Bering-Arten war unterschiedlich, während Arten der nördlichen Kordillere sowie die der nordamerikanischen und Kordilleren-Florengruppe den gesamten Gebirgsraum in der zur Verfügung stehenden Zeit wieder besiedelten. Lediglich wenige Arten aus den angrenzenden Präriegebieten wanderten ein. Die Ergebnisse legen den Schluss nahe, dass während wiederholter Kaltphasen alpine Arten ihren Lebensraum ausdehnen können und sich mit der Kordilleren-Flora vermischen. Besonders anpassungsfähige Arten mit effizienten Verbreitungsmechanismen können sich weit verbreiten und gehen in die nordamerikanische Flora ein. Besteht eine Landverbindung zwischen Asien und Amerika, können diese Arten nach Eurasien wandern und Teil der zirkum-subarktischen Flora werden. Die Anzahl der diesen Wanderungsprozess durchlaufenden Arten ist jedoch gering, aufgrund der dazu notwendigen Zeit, ineffizienter Verbreitungsmechanismen, der Bewältigung von Wanderungshindernissen und der Verfügbarkeit einer für ausreichende Zeit bestehenden Landverbindung. Summary: At the end of the Late Wisconsin glaciation, the alpine vascular flora had only about 3.5 ka in which to colonize the 1,600 km north-south extent of the formerly glaciated terrain in western Canada as so...

Vicariance versus dispersal across Beringian land bridges to explain circumpolar distribution: A case study in plants with high dispersal potential

“…Such land bridges acted as dispersal routes for plants and animals (e.g. Harris, ; Hosner, Braun, & Kimball, ). From the late Miocene to the present, multiple alternations of cold and warm periods caused the successive formation and disappearance of land bridges between continents in a relatively short period (Harris, , ).…”

“…Harris, ; Hosner, Braun, & Kimball, ). From the late Miocene to the present, multiple alternations of cold and warm periods caused the successive formation and disappearance of land bridges between continents in a relatively short period (Harris, , ). Within the Northern Hemisphere, glacial periods produced the closure of the Bering Strait and the appearance of the Beringian land bridge which connected Asia and North America (Brikiatis, ) as a result of ice formation and a drop in sea level (Hopkins, ).…”

“…It has also been shown that the Beringian land bridge was used by humans to migrate from Asia to America (Hoffecker & Elias, ). Among plants, some examples of species that crossed the Beringian land bridge are Heracleum lanatum (Umbelliferae; Harris, ), some species of Saxifraga section Trachyphyllum (DeChaine, Anderson, McNew, & Wendling, ), Juniperus spp. (Mao, Hao, Liu, Adams, & Milne, ; Mao et al., ) and sedges ( Carex rupestris and C. myosuroides ; Yurtsev, ).…”

Climate-Induced Elevational Range Shifts and Increase in Plant Species Richness in a Himalayan Biodiversity Epicentre

“…The warming induced upward shifts of species occur along latitudinal [7] and altitudinal [8] clines. A number of studies have suggested alpine plants to have evolved adaptations in response to the long-term climate change from the Pleistocene to late Holocene epochs [9], [10]. Low temperature is considered as the main controlling factor of alpine plant life in a mountain ecosystem [11], [12].…”

Greenhouse Gases and Their Importance to Life

“…In a study of the increase in size of the avalanche tracks in the Vermilion Pass, Winterbottom (1974) demonstrated that the avalanches were more than double the size of the present-day tracks in the recent past, based on the evidence of the mixed up materials (soil layers, logs, roots, rock, organic matter) in the soil profile. Again, the high precipitation area around the Sunshine Ski Area in Banff National Park has double the number of vascular plant species of the lower precipitation areas to the north and south (Harris, 2007;2008). It is therefore acting as a refugium for species that require higher precipitation and had migrated into the region after deglaciation but before the present reduction in precipitation.…”