Bestäuber wie Motten fehlen zunehmend in einer sich erwärmenden Subarktis

Die Temperaturen in der Subarktis steigen, während sich der Planet erwärmt, aber welche Auswirkungen hat das auf die Ökosysteme? Leana Zoller und Kollegen haben kürzlich einen Artikel veröffentlicht, der Pflanzen-Bestäuber-Netzwerke in Finnland untersucht. Das haben sie gefunden Bestäubernetzwerke haben sich dramatisch verändert, mit Fliegen, die Motten ersetzen. Das könnte für Pflanzen, die auf spezialisierte Bestäuber angewiesen sind, katastrophal sein.

Ökologen würden sich idealerweise gerne auf frühere Arbeiten beziehen, wenn sie den Klimawandel untersuchen, damit sie die Folgen der Erwärmung sehen und herausfinden können, welche Veränderungen bereits stattgefunden haben. Da jedoch nur wenige Studien die Interaktion zwischen Pflanzen und verschiedenen Bestäubergruppen über längere Zeiträume untersucht haben, ist es schwierig zu sagen, ob und inwieweit solche Entwicklungen bereits im Gange sind. Umso spannender sind die über 120 Jahre alten Daten aus Finnland, die der neuen Studie zugrunde liegen. Zwischen 1895 und 1900 zeichnete der Förster Frans Silén in der Umgebung von Kittilä (ein Dorf etwa 120 km nördlich des Polarkreises) systematisch auf, welche Insekten wie oft welche Blumen besuchten. In ihrem Artikel schreiben Zoller und Kollegen:

Siléns Ziel war es, eine möglichst vollständige Gruppe von Insekten zu beobachten, die eine zentrale Pflanzenart besuchen, wodurch sein Datensatz zu einem wertvollen Maßstab für die Untersuchung von Veränderungen in den Wechselwirkungen zwischen Pflanze und Bestäuber wird. Silén klassifizierte Schwerpunktpflanzenarten nach Knuths 'Handbuch der Blütenbiologie' (zum Beispiel als 'Hummelblume' oder 'Syrphidenblume'). Er verzeichnete jedoch Insektenbesucher, die nicht unbedingt in diese Kategorien passten, zum Beispiel beobachtete er Schwebfliegen, die Hummelblüten oder Schmetterlinge besuchten, und Einzelbienen, die Syrphidenblüten besuchten. Dies minimiert die Wahrscheinlichkeit potenzieller taxonomischer Verzerrungen. Siléns Datensatz wurde über einen Zeitraum von 6 Jahren gesammelt, aber die einzelnen darin vertretenen Pflanzenarten wurden typischerweise nur 1–3 Jahre lang beobachtet… In seiner Veröffentlichung gibt Silén an, dass die meisten Beobachtungen in der Nähe des Dorfes Kittilä gemacht wurden, von wo aus sich seine Exkursionen erstreckten etwa eine Meile nach Norden und so weit im Süden. Ein Probenahmeort ist in Siléns Aufzeichnungen genau angegeben (der Kirchhof von Kittilä), während alle anderen Probenahmeorte ungefähr beschrieben sind (z. B. „Kittilä-Stadt“ oder „Aakenusjoki“, ein Fluss in der Nähe von Kittilä). Während für die meisten Beobachtungen keine Tageszeit aufgezeichnet wurde, stellte Silén fest, dass bestimmte, typischerweise nachtbestäubende Pflanzenarten (D. Superbus und  S. vulgaris) wurden gegen Mitternacht beobachtet.

Zoller et al. 2023

Der letzte Autor, Prof. Tiffany Knight, sagte in einer Pressemitteilung: „Ich arbeite leidenschaftlich gerne mit solchen historischen Datensätzen. Wenn man die historischen Studien heute noch einmal wiederholt, ist das oft die einzige Möglichkeit, etwas über langfristige ökologische Prozesse zu erfahren. Ich versuche zu verstehen, was die Menschen motiviert hat, die die Daten in der Vergangenheit gesammelt haben, und vor welchen Herausforderungen sie standen. Diese Informationen können dann genutzt werden, um eine vergleichbare moderne Studie zu planen.“

Die Wissenschaftler suchten zunächst in Kittilä nach Orten, an denen auch Silén Beobachtungen gemacht hatte – und wo die 17 Pflanzenarten, die er am besten untersuchte, noch heute wachsen. Das Team wiederholte die Bestäuberzählung an diesen Standorten in den Jahren 2018 und 2019. Das Gebiet ist nach wie vor dünn besiedelt, und in Bezug auf die Landnutzung hat sich wenig geändert. Den Folgen des Klimawandels ist sie jedoch nicht entgangen. „Wir haben drastische Veränderungen in den Netzwerken der Bestäuber festgestellt“, sagt Autorin Leana Zoller. Nur 7 % der beobachteten Blütenbesuche betrafen dieselben Insekten- und Pflanzenarten wie damals. „Das ist erstaunlich wenig“, sagt Zoller.

Schwebfliegen und Motten zum Beispiel erscheinen heute viel seltener auf den Blumen rund um das Dorf als früher. Das sind wahrscheinlich keine guten Nachrichten, und das liegt daran, dass diese beiden Gruppen einige besonders effektive Bestäuber unter sich haben. Dazu gehört die Hummel-Schwebfliege (Volucella bombylans) – eine große, pelzige Fliege, die einer Hummel ähnelt. Zu Siléns Zeit war diese Art der häufigste Besucher der arktischen Himbeere (Rubus arcticus) und die Waldgeranie (Geranie sylvaticum). Die Hummel-Schwebfliege könnte den Pollen dieser Arten effektiv von einer Pflanze zur nächsten übertragen.

Außerdem nutzen Motten bei der Bestäubung einen körperlichen Vorteil: Ihr langer Rüssel kann den Nektar von der Basis röhrenförmiger Blüten erreichen. Deshalb waren sie früher die häufigsten Besucher des Fransenrosas (Superbus Dianthus) und Blasen-Leimkraut (Silene vulgaris), die beide solche Blumen haben.

Während diese Insekten seltener geworden sind, bekommen die Blumen um Kittilä jetzt deutlich mehr Besuch von Hummeln und bestimmten Fliegen. Ob diese Tiere genauso effektiv arbeiten wie die früheren Bestäuber, ist noch nicht bekannt. Ein Trend beschäftigt die Forscher besonders. Mittlerweile gibt es deutlich weniger Insekten, die Spezialisten für bestimmte Blütenformen sind. Diese wurden durch Fliegen der Gattung ersetzt Thricops, die viele verschiedene Pflanzen besuchen. Solche Generalisten sind oft robuster gegenüber Umweltveränderungen; fehlt eine ihrer Wirtspflanzen, können sie problemlos auf andere ausweichen. Aber sie tragen auch den Pollen verschiedener anderer Pflanzenarten auf eine Blüte und leisten damit möglicherweise einen weniger effektiven Bestäubungsdienst als die Spezialisten.

Von besonderem Interesse ist das breite Spektrum an Bestäubern in der Studie. In ihrem Artikel schreiben Zoller und Kollegen:

Unsere Forschung bietet eine umfassende Untersuchung langfristiger Veränderungen in Interaktionen, an denen mehrere taxonomische Gruppen von Bestäubern beteiligt sind, was zu Schlüsselergebnissen führt, die wahrscheinlich von allgemeiner Relevanz sind, und auf wichtige Wissenslücken hinweist, die in der zukünftigen ökologischen Forschung angegangen werden müssen. Alle früheren Langzeitstudien konzentrierten sich ausschließlich auf Bienen, aber die dramatischsten Veränderungen in der relativen Häufigkeit, die wir beobachteten, betrafen Fliegen- und Mottenbestäuber. Da sich die Landnutzung im Laufe der Zeit nur minimal verändert hat, die Klimaerwärmung in dieser Region jedoch fortgeschritten ist, ist der Klimawandel ein möglicher Mechanismus, der die dramatischen Muster erklären könnte, die wir beobachten. Daher kann unsere Studie ein Vorbote dessen sein, was in anderen Regionen zu erwarten ist, wenn der Klimawandel voranschreitet.

Zoller et al. 2023

„Bisher scheint das Bestäubernetzwerk in unserem Untersuchungsgebiet noch gut zu funktionieren“, sagt Zoller. „Bisher gibt es keine Hinweise darauf, dass die Pflanzen zu wenig Pollen bekommen und dadurch weniger vermehrungsfähig sind.“ Doch das kann sich laut den Wissenschaftlern in Zukunft ändern, wenn sich die Veränderungen in den Insektengemeinschaften fortsetzen. Bisher scheinen die Fliegen dort mit den steigenden Temperaturen zurechtzukommen. Aber weiter nördlich in der hohen Arktis hat eine Studie einen massiven Rückgang der Fliegenzahl ergeben. „Wenn das auch in unserem Untersuchungsgebiet passiert, könnte das zum Problem werden“, sagt Zoller. Denn irgendwann werden die Pflanzen die Verluste in ihrem Bestäubernetzwerk nicht mehr kompensieren können.

📰 Pressemitteilung unter Eurekalert
🔬 Veränderung des Pflanzen-Bestäuber-Netzwerks über ein Jahrhundert in der Subarktis erhalten Sie bei Naturökologie & Evolution.