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Ökologie: Folgenreiche Invasionen

Aus fremden Lebensräumen eingeführte Pflanzen bedrohen nicht nur die angestammte Flora. Wie das Beispiel der Wanderdrossel in Nordamerika zeigt, können eingeschleppte Sträucher auch den Bruterfolg einheimischer Vögel mindern.


Die Tier- und Pflanzenwelt ist von Natur aus darauf programmiert, sich zu vermehren und nach neuen Chancen und Lebensräumen zu suchen. Natürliche Hindernisse – Gebirge, Ozeane, Kontinente und Wüsten – setzen aber selbst der ausgeprägtesten Reiselust Grenzen. Ohne diese Barrieren hätten sich Faunen und Floren wie die Madagaskars, Australiens oder der Galápagos-Inseln mit ihren vielen Besonderheiten niemals entwickeln können. Mit dem Erscheinen des modernen Menschen hat sich die Situation jedoch grundlegend gewandelt. Unsere Spezies ist mit wachsender Effizienz dabei, die bestehenden Barrieren abzubauen oder zu durchlöchern – und auf diese Weise zu verbinden, was über lange Zeit getrennt war.

Damit wird die Reisefreudigkeit der Organismen, seien sie nun als blinde Passagiere oder als gehätschelte Pfleglinge unterwegs, zu einem ernsten Problem, das große wirtschaftliche und ökologische Schäden verursacht. Ziegen auf Pazifik-Inseln, Kaninchen in Australien, Ratten auf Neuseeland, die verstummten Wälder von Guam und die ebenfalls durch Baumnattern bedrohte Vogelwelt Hawaiis sind bekannte Beispiele – ebenso die Pestilenzen unter den Pflanzen: die Wasserhyazinthe in Florida und im ostafrikanischen Viktoriasee mit ihren dichten schwimmenden Teppichen, die kaum noch Leben im Wasser unter sich zulassen, der Riesenknöterich, das Indische Springkraut und die gesundheitsgefährdende Herkulesstaude in Europa sowie stickstofffixierende Ginstersträucher auf Hawaii und in Kalifornien. Eine Rückkehr zum Status quo ante ist in diesen Regionen ausgeschlossen.

All diese ökologischen Katastrophen geben einer neuen Wissenschaft Auftrieb: der Invasionsbiologie. Zwei neue Untersuchungen illustrieren die Problemstellungen, mit denen diese junge Disziplin zu tun hat. Zugleich machen sie deutlich, wie komplex sich die Wechselwirkungen in einem Ökosystem gestalten, in das neue Arten eingedrungen sind. Schließlich lassen sie ansatzweise erkennen, wie man Lebensgemeinschaften widerstandsfähiger gegen fremde Invasoren machen könnte.

Tückische Nistbäume


Bei pflanzlichen Eindringlingen hat man sich in der Vergangenheit meist darauf beschränkt, ihre Auswirkungen auf die vorhandenen Pflanzengemeinschaften zu untersuchen. Doch der Einfluss von Neuankömmlingen kann viel weiter reichen und im gesamten Ökosystem fühlbar werden. Das belegten Kenneth A. Schmidt und Christopher J. Whelan unlängst mit einer Studie über die Auswirkungen eingeschleppter exotischer Gehölze auf den Bruterfolg von Singvögeln in naturnahen Waldlandschaften Nordamerikas (Journal of Conservative Biology, Bd. 13, S. 1502). Die beiden wichtigsten fremden Eindringlinge dort sind eine Heckenkirschenart, Lonicera maackii, und der Echte Kreuzdorn Rhamnus catharticus (Bild rechts).

Maacks Heckenkirsche, ein vier bis fünf Meter hoher sommergrüner Strauch, ist in China, Korea und Japan beheimatet und trägt weiße, duftende Blüten. Diese winterharte Art kann leicht aus Samen gezogen werden. Teilweise haben solche Samen im Gepäck amerikanischer Armeeangehöriger den Weg aus ihrer ostasiatischen Heimat gefunden, teilweise sind aber auch Ziergehölze in Gartenanlagen ausgewildert.

Der bis zu sechs Meter hohe Echte Kreuzdorn ist ein sommergrüner, winterharter Dornenstrauch der Waldränder und trockeneren Gebüschformationen, der aus Europa, Asien oder Nordwestafrika eingeschleppt wurde. Er trägt gelblich grüne Blüten und rote, sich später schwarz färbende Früchte, die von Vögeln gefressen werden.

Die beiden fremdländischen Sträucher haben sich inzwischen im östlichen Teil des klimatisch gemäßigten Nordamerika weit verbreitet. Beide sind zu beliebten Nistbäumen für mehrere Singvogelarten geworden, besonders für die sehr häufige Wanderdrossel, Turdus migratorius (das Rotkehlchen, "Robin", der Nordamerikaner, Bild unten), die dort unsere Amsel ersetzt, und für die Walddrossel, Hylocichla mustelina, aus der Familie der Spottdrosseln.

Schmidt und Whelan stellten nun jedoch fest, dass der Bruterfolg dieser Vögel in den fremdländischen Gehölzen deutlich geringer ist als in den heimischen Sträuchern und Bäumen. Besonders in der Heckenkirsche werden Gelege und Küken vermehrt die Beute von Nesträubern – vor allem von größeren Säugetieren wie den Waschbären. Das liegt vor allem daran, dass die Vögel ihre Nester in diesem Strauch näher am Boden anbringen als in anderen Gehölzen. Auch der charakteristische Verzweigungsaufbau und das Fehlen von Dornen erleichtern die Nesträuberei. An einheimischen Schneeball- (Viburnum) und Weißdornarten (Crataegus), die als Nistbäume ebenfalls sehr beliebt sind, treten Säugetiere als Nesträuber dagegen überhaupt nicht in Erscheinung.

Besonders beunruhigend ist, dass die Heckenkirschen ungeachtet der hohen Verluste bei den Singvögeln als Nistgelegenheit immer beliebter werden. Hatten zu Beginn der sechsjährigen Studie erst fünf Prozent der Wanderdrossel-Brutpaare ihre Nester in diesen Sträuchern angelegt, so waren es am Ende bereits dreißig Prozent. Vermutlich ist es der frühe Blattaustrieb im Frühjahr, der die Heckenkirschen so attraktiv erscheinen lässt; hinzu kommt der für den Nestbau besonders gut geeignete Verzweigungstyp. So wirken die fremdländischen Sträucher als ökologische Vogelfallen. Der reduzierte Nisterfolg auf exotischen Bäumen trägt zweifellos zum allgemeinen Rückgang der Singvögel in Nordamerika bei.

Unter dem Namen Scope (für Sientific Committee on Problems of the Environment) wurde 1982 ein weltweites Forschungsprojekt über die Ökologie biologischer Invasionen ins Leben gerufen. Dahinter steht eine Nicht-Regierungsorganisation, die der Internationalen Vereinigung Wissenschaftlicher Gesellschaften angehört. Ihre Untersuchungen sollen unter anderem die Frage beantworten helfen, welche Faktoren bestimmen, ob eine Tier- oder Pflanzenart zum Eindringling wird. Bisher scheint die frustrierende Antwort zu lauten, dass sich die erfolgreichen Invasoren durch keine besonderen Eigenschaften auszeichnen. Ihre wichtigste Gemeinsamkeit besteht darin, dass sie vom Menschen in neue Lebensräume verfrachtet wurden.

Zweitens möchten die Scope-Forscher herausfinden, wie eine Standortgemeinschaft aussehen muss, damit sie empfindlich oder robust gegenüber Invasionen ist. Gibt es so etwas wie Achillesfersen der Ökosysteme? Die aktuelle Diskussion konzentriert sich dabei auf die Frage nach dem Einfluss des Menschen. Sind von ihm stark veränderte und geprägte Lebensgemeinschaften anfälliger gegenüber biologischen Invasoren als solche im relativ ungestörten Naturzustand? Tatsächlich scheinen eingeführte Pflanzenarten in künstlichen Kulturlandschaften ohne zusammenhängende Lebensräume besonders erfolgreich zu sein.

Das gilt etwa für Ackerland, das absichtlich in einem extrem verarmten Zustand gehalten wird. Ein anderes gut untersuchtes Modellbeispiel ist ein Golfplatz, wo alle Anstrengungen unternommen werden, eine dicht geschlossene Rasendecke aus wenigen ausgewählten Grasarten zu erzielen. Trotzdem finden immer wieder auch unerwünschte Invasoren Zugang – beispielsweise das einjährige Rispengras Poa annua, gemeinhin als Bewuchs zwischen Wegplatten und Straßenpflastern bekannt. Die niedrige Höhe des Golfrasens und die zahlreichen eingestreuten Fleckchen, an denen die Erde bloß liegt, leisten seinem Eindringen Vorschub. Einmal etabliert, kann sich Poa recht gut gegen die erwünsch-ten mehrjährigen Gräser wie das weiße Straußgras Agrostis stolonifera durchsetzen. Wenn es am Ende jeder Wachstumsperiode abstirbt, hinterlässt es vegetationslose Flecken, die von Jahr zu Jahr größer werden, sofern nichts dagegen unternommen wird.

Wie Golfplätze ihre geschlossene Rasendecke behalten


Während sich die erwünschten vieljährigen Rasengräser mit Hilfe oberirdischer oder unterirdischer Ausläufer verbreiten, ist Poa annua darauf angewiesen, zu blühen und reichlich Samen zu bilden. Darin ist es allerdings ein Meister – selbst dann noch, wenn es täglich auf eine Höhe von nur fünf Millimetern zurückgeschnitten wird. Einmal in den Rasen eingedrungen, ist Poa annua meist nur noch durch den massiven Einsatz von Herbiziden und anderen giftigen Chemikalien loszuwerden.

Alan C. Gange, Della E. Lindsay und Lee S. Ellis von der Royal Holloway University of London in Egham (Surrey) haben nun jedoch einen Ansatz gefunden, wie sich der erstmaligen Invasion möglicherweise vorbeugen lässt (Journal of Applied Ecology, Bd. 236, S. 909). Er beruht darauf, dass mehrjährige Gräser in der Regel eine sehr viel stärkere Symbiose mit Mykorrhizapilzen eingehen als einjährige. Bei dieser Verbindung zum wechselseitigen Nutzen dringen die Pilzfäden in die Pflanzenwurzeln ein, so dass ein Stoffaustausch möglich wird. Der Pilz verbessert die Versorgung der Pflanze mit Wasser und Nährstoffen und erhält von ihr dafür Zucker und andere Kohlenhydrate, über die sie gewöhnlich im Überschuss verfügt.

Wie Gange und seine Kollegen herausfanden, gedeihen Agrostis und die anderen zweijährigen Gräser wesentlich besser, wenn viele Mykorrhizapilze im Boden vorhanden sind. Dagegen ist das Auftreten von Poa annua unter diesen Bedingungen deutlich eingeschränkt. Die Mykorrhizapilze begünstigen also Agrostis im Wettbewerb um Raum, Licht, Wasser und mineralische Nährstoffe gegenüber dem unerwünschten Rispengras.

Damit geben die Untersuchungen von Gange und Kollegen auch eine Teilantwort auf eine weitere Frage von Scope: Wie können effektive Managementmaßnahmen zur Abwehr fremder Invasoren aussehen? Im Falle des Golfrasens gelang den Wissenschaftlern nämlich der Nachweis, dass sich das Wachstum von Agrostis fördern und das von Poa unterdrücken lässt, wenn man zusätzliche Mykorrhizapilzfäden in den Boden einarbeitet. Eine profunde Kenntnis der Eigenschaften zu erlangen, die ein Ökosystem anfällig oder widerstandsfähig gegen Invasoren machen, kann also von erheblichem praktischen Nutzen sein.

Aus: Spektrum der Wissenschaft 10 / 2000, Seite 10
© Spektrum der Wissenschaft Verlagsgesellschaft mbH

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