Neues Werkzeug zur Vorhersage, welche Pflanzen invasiv werden.

Weltweit haben sich über 13.000 Pflanzenarten in neue Umgebungen eingebettet – einige von ihnen integrieren sich in die einheimischen Pflanzen, andere verbreiten sich aggressiv. Zu verstehen, warum einige Pflanzen invasiv werden, während andere nicht invasiv sind, ist entscheidend für den Erhalt der biologischen Vielfalt der Welt.

Neue Forschungen der University of Vermont liefern Erkenntnisse, um vorherzusagen, welche Pflanzen in einer bestimmten Gemeinschaft voraussichtlich invasiv werden. Die Ergebnisse zeigten, dass nicht einheimische Pflanzen eher invasiv werden, wenn sie biologische Eigenschaften besitzen, die sich von der einheimischen Gemeinschaft unterscheiden, und dass die Pflanzengröße ein Wettbewerbsvorteil sein kann.

„Invasive Arten können verheerende Auswirkungen auf unsere natürlichen Ökosysteme haben und langfristige ökologische und wirtschaftliche Probleme verursachen“, sagt Jane Molofsky, Professorin am UVM Department of Plant Biology und Senior-Autorin der am 6. November 2018 in Nature Communications veröffentlichten Studie. „Unser Ziel war es, große Datenmengen und statistische Techniken zu nutzen, um dieses Problem auf neuartige Weise zu bewerten, indem wir Merkmale von einheimischen und nicht-nativen Pflanzen über eine Reihe von Pflanzengemeinschaften hinweg vergleichen.“

In Zusammenarbeit mit einem Team internationaler Mitarbeiter untersuchten Molofsky und seine Kollegen vom UVM die Unterschiede in den biologischen Eigenschaften von 1.855 einheimischen und nicht einheimischen Pflanzenarten in sechs verschiedenen Lebensraumtypen im gemäßigten Mitteleuropa.

In jedem Lebensraumtyp verglichen die Autoren die Eigenschaften von einheimischen und nicht einheimischen Pflanzen. Von den nicht einheimischen Pflanzen betrachteten sie Unterschiede in denjenigen, die „naturalisiert“ wurden, d.h. sie vermehren sich in der Natur ohne direkte Intervention des Menschen, verbreiten sich aber nicht aggressiv, und invasiven Arten, die sich über weite Strecken ausbreiten und oft schwere Schäden am Ökosystem verursachen.

Größer sein fördert den Erfolg

In fast allen untersuchten Lebensräumen zeigten die Ergebnisse, dass nicht-invasive Pflanzen ähnliche Merkmale wie die einheimische Pflanzengemeinschaft aufweisen, wie Pflanzengröße, Blatteigenschaften und durchschnittliches Samengewicht. Im Gegensatz dazu schienen invasive Arten ähnliche, aber leicht unterschiedliche biologische Eigenschaften zu haben – sie waren ähnlich genug, um in den gleichen Lebensräumen vorhanden zu sein, aber gerade unterschiedlich genug, um einzigartige Eigenschaften zu haben, die es ihnen erlaubten, sich zu entwickeln.

So waren beispielsweise einige invasive Pflanzen im Vergleich zu den einheimischen Arten im Durchschnitt größer. Dieses Phänomen deutet darauf hin, dass die zusätzliche Höhe einiger invasiver Pflanzen ihnen einen besseren Zugang zum Licht ermöglicht und es ihnen ermöglicht, einheimische Pflanzen zu übertreffen und sich aggressiver zu verbreiten.

Die Ergebnisse unterstützen eine neuartige Theorie der Invasion, das so genannte Edge of Trait Space Model, das darauf hindeutet, dass nicht-native Pflanzen mit einer einheimischen Pflanzengemeinschaft koexistieren können, wenn sie eine Reihe spezifischer biologischer Merkmale teilen, aber eindringen können, wenn sie leicht unterschiedliche Anpassungen an lokale Umweltbedingungen haben. Daher müssen neu eingeführte Arten ähnlich genug sein, um in einer Gemeinschaft einheimischer Arten zu gedeihen, aber ihre Unterschiede können ihren Invasionserfolg erhöhen.

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine einzige, leicht messbare Merkmalspflanzenhöhe ein sehr prädiktiver Faktor bei der Bestimmung sein kann, welche Pflanzen in einer bestimmten Umgebung invasiv werden können. Während sich die prädiktiven Merkmale zwischen den verschiedenen Flora unterscheiden können, schlägt die Forschung vor, dass sich die Eradikationsbemühungen auf nicht einheimische Pflanzenarten konzentrieren sollten, die sich von ihren ursprünglichen Gemeinschaften unterscheiden.

„Wir brauchen neue prädiktive Werkzeuge, um Politik- und Managemententscheidungen rund um Naturschutz und Biodiversität zu treffen“, sagte Co-Autor Brian Beckage, Professor am Department of Plant Biology und Department of Computer Science und Mitglied des UVM Gund Institute for the Environment. „Wir hoffen, dass dieses Modell als Screening-Tool verwendet werden kann, um festzustellen, welche Pflanzen die höchste Wahrscheinlichkeit haben, in Zukunft invasiv zu werden.“

Mehr Informationen:
Jan Divíšek et al. Die Ähnlichkeit der eingeführten Pflanzenarten mit einheimischen erleichtert die Einbürgerung, aber Unterschiede erhöhen den Erfolg der Invasion, Nature Communications (2018). DOI: 10.1038/s41467-018-06995-4-4

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tekk.tv

Lange Zeit war Paul Florian in der TV-Branche tätig. Schon immer gab es eine Schublade voller Handys (und später Smartphones) in seiner Wohnung. Als Online-Redakteur hat der Nerd in ihm diese Schublade nun für Tekk geöffnet.

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