(28. März 2012) Die Globalisierung macht auch vor Pflanzen nicht halt: Durch Handel und Reiseverkehr werden Samen auf der ganzen Welt verteilt. Finden sie günstige Wachstumsbedingungen und werden heimisch, können sie bestehende Ökosysteme empfindlich stören. In Kooperation mit der Universität Lissabon untersuchten Biologinnen um Christiane Werner von der Universität Bielefeld den Einfluss der ursprünglich in Australien beheimateten Gold-Akazie Acacia longifolia auf die Pflanzengemeinschaft der portugiesischen Dünen bei Pinheiro da Cruz.
Für ihre Studie nutzten Werner und ihre Kolleginnen Isocaping. Der Methodenname leitet sich aus den englischen Begriffen isotope und landscape ab. Mit dem Verfahren kann man die Verteilung der beiden natürlich vorkommenden Stickstoffisotope 14N und 15N in Gestein oder Pflanzen erfassen. Das überwiegend atmosphärisch vorliegende Isotop 15N ist um ein Neutron reicher und daher schwerer. Bisher wurde Isocaping eingesetzt, um große Stoffkreisläufe – auf der Erde oder einzelnen Kontinenten – zu verfolgen. Werners Team setzte die Methode erstmals ein, um die Stickstoffverteilung in einem einzelnen Ökosystem zu beobachten (Ecol Lett 2012, 12. März, Epub ahead of print).
An der Gold-Akazie forscht Werner schon länger. „Die dekorativ gelbblühenden Akazien wurden Anfang des letzten Jahrhunderts zur Bodenstabilisierung in Portugal angepflanzt“, berichtet die Ökologin. „Sie wachsen viel schneller als endogene Dünenpflanzen, die so immer weiter verdrängt werden.“ Werner untersuchte die Fähigkeit der Akazie, mit Hilfe von Knöllchenbakterien molekularen Stickstoff zu fixieren – eine Eigenschaft, die viele erfolgreich eingewanderte Pflanzen aufweisen. Die Mehrheit der Pflanzen muss allerdings ohne stickstofffixierende Bakterien auskommen, sie können über ihre Wurzeln nur gebunden Stickstoff aufnehmen, etwa als Nitrat. Daher findet man bei ihnen kein atmosphärisches 15N.
Um den Effekt der Akazien auf den Stickstoffwechsel endemischer Küstenbewohner zu verfolgen, bestimmten Werner und Co. den 15N-Anteil in Blättern der Dünenpflanzen per Massenspektrometer. Anschließend glichen die Forscherinnen die ermittelten 15N-Raten mit Kartenzeichnungen des untersuchten 2.000 Quadratmeter großen Areals ab. Sie stellten fest, dass die invasiven Akazien bis zu acht Meter entfernt wachsende Pflanzen beeinflussen. „Die an stickstoffarme Böden angepassten, langsam wachsenden Dünenpflanzen nehmen über die in großen Mengen verrottenden Akazienblätter zusätzlichen Stickstoff auf“, erläutert Werner. Dadurch werden die kargen Dünensand gewöhnten Gewächse zu verstärktem Wachstum angetrieben. „Die Akazien verbrauchen darüber hinaus einen großen Anteil des nur spärlich vorhandenen Wassers, was zur Austrocknung des Bodens führt“, teilt Werner weiter mit. „Schließlich können sich dort nur noch robuste Pflanzen wie die Gold-Akazie halten.“
Auch wenn die Verdrängung von Organismen durch besser angepasste Arten ein natürlicher Vorgang ist, ist die Einschleppung der auch als Bioinvasoren bezeichneten ortsfremden Spezies problematisch. „Überwachsen die Eindringlinge natürliche Populationen, kommt es zur Ausbildung einer Monokultur“, sagt Werner. „Eine Monokultur kann niemals so stabil und damit auf lange Sicht erfolgreich sein wie Ökosysteme, die sich in jahrhunderterlanger Anpassung natürlich entwickelt haben.“ Einmal aus dem Gleichgewicht gebrachte Ökosysteme können nur schwer wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurück versetzt werden. „In den USA setzt man daher Naturpark-Ranger ein, die die Ausbreitung fremder Pflanzen rechtzeitig erkennen und eindämmen sollen“, so Werner.
Melanie Estrella
Bild: Uni Bielefeld