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Vegetationsmuster: Feen? Nein, Bakterien!

An der Mittelmeerküste vor den spanischen Balearen lassen sich auffällig kreisrunde Seegrasformationen beobachten. Doch die Feenkreise sind nicht nur hübsch anzusehen, ihre Entstehung hat auch einen ernsten Hintergrund.
Feenringe aus Seegras vor der balearischen Küste
Vegetationslose, grob kreisförmige Kahlstellen inmitten terrestrischer oder mariner Grasflächen werden als Feenkreise bezeichnet.

Manchmal wachsen Pflanzen oder Pilze ohne ersichtlichen Grund in überraschend kreisrunden Strukturen. So überziehen etwa Gräser als geheimnisvolle Feenkreise die Namib-Wüste im Südwesten Afrikas. In heimischen Wäldern lassen sich manchmal ebenfalls besondere ringförmige Pilzformationen finden. Theorien zur Entstehung wurden schon etliche aufgestellt und vielfach widerlegt. Im Jahr 2013 schlug eine Forschungsgruppe im Fachmagazin »Science« vor, dass in semiariden Gebieten wie der Namib-Wüste bestimmte Sandtermiten als Verursacher in Frage kommen. Wie sich aber Feenkreise aus Seegras in küstennahen marinen Ökosystemen bilden, ist noch weitgehend ungeklärt.

Ein Team um Daniel Ruiz-Reynés und Damia Gomila von der Universität der Balearen in Palma de Mallorca hat solche kreisrunden Formationen von Posidonia oceanica im Mittelmeer untersucht. Die Forscher kommen zu dem Schluss, dass womöglich hohe Schwefelwasserstoffkonzentrationen im Porenwasser des Sediments für die Vegetationsmuster dieses Seegrases verantwortlich sind. Ihre Ergebnisse haben sie in »PNAS« veröffentlicht.

Demzufolge kann die Anhäufung von Pflanzenmaterial anaerobe, Sulfat reduzierende Bakterien anlocken, die dann den für das Seegras giftigen Schwefelwasserstoff (H2S) produzieren. Ab einem bestimmten Schwellenwert stirbt das Seegras ab und hinterlässt eine kahle Stelle. Nach und nach baut sich das H2S in der Mitte der toten Zone wieder ab, so dass die Vegetation erneut sprießen kann. Der Kreislauf beginnt von vorne.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler stützten sich bei ihren Analysen auf eine Kombination aus mathematischer Modellierung, experimentellen Daten und historischen Luftbildern, die bis ins Jahr 1973 zurückreichen. Daraus leiten sie ab, dass wandernde Vegetationspulse die auffallend komplexen Meereslandschaften in Posidonia oceanica-Wiesen bilden. »Besonders bemerkenswert ist, dass wir beobachten konnten, wie sich zwei Seegrasringe über die Zeit zunächst aufeinander zubewegen, dann kollidieren und sich schließlich gegenseitig auslöschen«, schreiben die Forscher – ein charakteristisches Verhalten erregbarer Systeme.

Sie merken an, dass die ringförmigen Strukturen auch als Hinweis auf einen baldigen Zusammenbruch des Ökosystems gedeutet werden könnten. Denn zunächst seien die Feenkreise zwar noch widerstandsfähiger gegen äußere Einflüsse als homogene Seegraswiesen. Steige die Wassertemperatur jedoch an oder werde viel zusätzliches organisches Material eingetragen, nehme die bakterielle Schwefelwasserstoffproduktion zu und mit ihr die Seegrassterblichkeit. »Neuartige Fernerkundungsinstrumente können in Verbindung mit künstlicher Intelligenz Ringstrukturen automatisch aufspüren und verfolgen und so auf vom Zusammenbruch bedrohte Seegraswiesen hinweisen«, schreibt die spanische Forschungsgruppe in ihrem Fazit.

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