Langzeitstudie Tübinger Vegetationsökologen in Israel

Pilz-Kur soll Insekten abtöten

Studien Grünforschung
Landschaft im Norden Israels: Regenreiche und sehr trockene Gebiete liegen hier nah beieinander. Foto: Itamar Grinberg, CC BY-SA 2.0

Pflanzen haben eine erheblich größere Bandbreite von Anpassungsmöglichkeiten an extreme Situationen als bisher angenommen. Forscher der Eberhard Karls Universität Tübingen um die Vegetationsökologin Prof. Dr. Katja Tielbörger haben in einem Langzeitexperiment in Israel die Reaktion der Vegetation auf zunehmende Trockenheit untersucht. Ergebnis: Auch nach neun Jahren mit künstlich erzeugtem Extremwetter war bei den Pflanzen kaum eine Auswirkung zu beobachten.

Die Niederschläge künstlich gesenkt

Um die Auswirkungen des Klimawandels zu simulieren, richteten die Forscher mehrere Versuchsfelder ein. Die Flächen umfassten entlang eines "Trockenheitsgradienten" vier Ökosysteme mit ariden, also wüstenähnlichen Bedingungen und 90 mm Niederschlag pro Jahr, über semi-aride und mediterrane Bedingungen bis hin zu einem feucht-mediterranen Bereich mit 800 mm Niederschlag pro Jahr. Auf den semi-ariden und mediterranen Flächen wurde der Niederschlag künstlich um bis zu 30 Prozent erhöht oder gesenkt. Die künstlich bewirkten Trockenperioden spiegelten die entsprechenden Klimawandel-Prognosen wider. Diese Bedingungen wurden über neun Jahre aufrecht erhalten.

Parallel wurden jährlich der Biomasse-Zuwachs, die Veränderungen in der Zusammensetzung der Pflanzengesellschaften sowie in der Vegetationsdichte zum einen im offenen Grasland, zum anderen unter Gebüsch erfasst. Die Daten unter Gebüsch wurden erhoben, da Gebüsch sowohl als Konkurrent um Wasser und Nährstoffe auftritt, als auch das Mikroklima verändert (Windschutz, mehr Schatten). Besonderes Augenmerk lag auf einjährigen Pflanzen (anuellen Pflanzen), da sie einen Großteil der lokalen Vegetation im Nahen Osten ausmachen und durch ihre kurzen Generationszyklen schneller auf Veränderungen reagieren als mehrjährige Pflanzen. Abgeglichen wurden diese Untersuchungen mit Kontrollfeldern vor Ort sowie mit Flächen, die ähnliche natürliche Bedingungen wie auf den Versuchsfeldern aufwiesen.

Kaum eine Veränderung bei den Pflanzen

Es zeigte sich, dass trotz der vielfältigen künstlichen Beeinflussungen kaum eine Veränderung bei den Pflanzen auftrat. Lediglich bei bewässerten Flächen in semi-ariden Gebieten unter Gebüsch gab es einen Zuwachs an Biomasse. Die Forscher führten diese Ergebnisse darauf zurück, dass die künstlich herbeigeführten Veränderungen noch im "Wohlfühlbereich" der Pflanzen lagen. Das weist darauf hin, dass diese Pflanzen eine erheblich größere Bandbreite von Anpassungsmöglichkeiten an extreme Situationen haben als bisher angenommen.

Die Pflanzen, die im Nahen Osten vorkommen, leben seit Jahrtausenden mit starken Schwankungen im Niederschlag und langen Trockenphasen, die sich möglicherweise auch in der biblischen Geschichte der sieben Dürrejahre widerspiegeln. Eine von den Forschern angeführte, mögliche Anpassung ist beispielsweise die Fähigkeit von Annuellen, als Samen im Boden trockene Zeiten zu überdauern. Dazu bilden verschiedene Arten große Samen aus, die eine bessere Überlebensfähigkeit besitzen. Zu dieser Gruppe gehören unter anderem die Vorfahren heutiger Getreidesorten.

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Neun Jahre lang untersuchten die Forscher die Auswirkungen des Klimawandels auf mehreren Versuchsfeldern. Foto: Joerg Trampert/pixelio.de

Mehr Zeit für noch genauere Ergebnisse

Die Ergebnisse zeigen: Die in Israel untersuchten Pflanzen haben eine Jahrtausende lange Selektion durchlaufen und dürften daher von den prognostizierten Veränderungen durch den Klimawandel nicht allzu stark beeinflusst werden. Trotzdem geben diese Ergebnisse, obwohl sie über den Zeitraum von nahezu einem Jahrzehnt durchgeführt wurden, nur einen Überblick über eine relativ kurze Zeitspanne.

Die Forscher weisen darauf hin, dass extreme Ereignisse über einen langen Zeitraum trotzdem deutliche Veränderungen der Pflanzenzusammensetzung bewirken könnten, die sich in diesen Versuchen (noch) nicht zeigen. Daher müssen Experimente mit längerer Dauer durchgeführt werden, um die Auswirkungen des Klimawandels möglichst genau abschätzen und ihnen rechtzeitig effektiv und kostensparend entgegen zu wirken zu können. pflanzenforschung.de

Drei deutsche Forschungseinrichtungen wollen ein Verfahren entwickeln, das mit Hilfe von endophytischen Pilzen Pflanzen dauerhaft vor Insekten schützen soll. Die Fachhochschule Bielefeld, die Georg-August-Universität Göttingen und die e-nema, Gesellschaft für Biotechnologie und biologischen Pflanzenschutz erhalten dafür 570.000 Euro aus Mitteln der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU).

"Am Beispiel von Kartoffeln und Tomaten untersuchen wir die Wirkung spezieller Nutzpilze, sogenannter Endophyten, als biologische Pflanzenschutzmittel, die auf Pflanzen oder Saatgut aufgebracht werden. Wir entwickeln unterschiedliche Formulierungen zum Aufbringen wie Sprays, Kapseln oder mit den Pilzen ummanteltes, sogenanntes 'gecoatetes' Saatgut", erklärte Projektleiter Prof. Dr. Anant Patel von der FH Bielefeld. Diese Pilze seien in der Lage, in Pflanzen hineinzuwachsen, sie zu besiedeln und in ihnen weiterzuleben.

"Die Erkenntnis, dass insektenabtötende Nutzpilze in Pflanzen mitwachsen, ist relativ neu", ergänzte Prof. Dr. Stefan Vidal von der Georg-August-Universität Göttingen, der auf diesem Gebiet intensiv forscht. Während diese Pilze für die Pflanzen unschädlich sei, nähmen die Insekten beim Fressen oder Saugen an der Pflanze den Pilz in sich auf. Danach würden sie innerhalb weniger Tage absterben.

Das neue Verfahren soll Pflanzen dauerhaft schützen. Es berge keine bekannten ökologischen Risiken, so die Forscher. Die verwendeten Pilzstämme kämen auch in der Natur vor, zum Beispiel in Ackerböden. Es würden nur jene Insekten getötet, die direkt an der Pflanze fressen oder saugen. Eine Gefahr für Bienen und andere Nutzinsekten gäbe es nicht.

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