Schwermetall fördert eine Pflanzeninvasion

Yingsheng Liu und Kollegen haben sechs Monate damit verbracht, eine invasive Pflanze zu verfolgen, Amaranthus retroflexusund wie die Bodenkontamination mit Kupfer und Blei könnte ihm einen Vorteil verschaffen über die einheimische Pflanze Amaranthus dreifarbigDie Verschmutzung kann die Art und Weise beeinflussen, wie die Pflanzen Nährstoffe aus den Blättern recyceln.

Wenn Blätter von einer Pflanze abfallen, gehen alle wertvollen Nährstoffe wie Stickstoff und Kalium zumindest vorübergehend verloren. Wenn Blätter verrotten, geben sie diese Nährstoffe an den Boden zurück, und die Pflanze oder ein Nachkomme kann sie wieder aufnehmen. Die Verrottung ist also überlebenswichtig. Amaranthus retroflexus und Amaranthus dreifarbigsind einjährige Pflanzen. Eine effiziente Zersetzung der Mutterpflanze trägt dazu bei, dass die Samen in der Umgebung besser wachsen. Dabei handelt es sich wahrscheinlich um die Samen der Mutterpflanze. Wenn die Zersetzung gestört wird, kann dies zu Problemen für die Nachkommen führen.

Die Botaniker simulierten mit Abfallsäcken verschiedene Invasionsstadien – von leichter Invasion bis hin zur vollständigen Ausbreitung. Sie fanden heraus, dass Schwermetalle (Cu/Pb) den Zerfall einheimischer Pflanzen verlangsamen, den Zerfall invasiver Pflanzen jedoch nicht beeinflussen. Diese unterschiedliche Reaktion verschafft Eindringlingen einen Wettbewerbsvorteil. Die unterschiedlichen Reaktionen führen dazu, dass verschmutzte Gebiete zu Invasionsschwerpunkten werden. Die invasiven Pflanzen erhalten nicht nur schneller Nährstoffe, sondern auch genau dann, wenn sie Hilfe benötigen, um mit dem Belastungsstress durch die Verschmutzung fertig zu werden. Und genau hier entstehen in der Realität Probleme.

Die Autoren sagen, dass sich die Verschmutzung aufgrund der „schnellen wirtschaftlichen Entwicklung und der starken anthropogenen Störungen ausbreitet, darunter Metallindustrie, Bergbau, Verbrennung fossiler Brennstoffe, Autoabgase, Abwasserbewässerung und die landwirtschaftliche Ausbringung von Klärschlamm“.

„Besonders hervorzuheben ist die häufige gleichzeitige Kontamination von Kupfer (Cu) und Blei (Pb) in Ostchina, die auf die Freisetzung von Substanzen, die diese beiden Schwermetalle enthalten, in die Umwelt während der Gewinnung, des Transports, der Herstellung und der Verwendung zurückzuführen ist.“

Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Invasionen durch gezielte Schutzmaßnahmen vor Verschmutzung verlangsamt werden könnten. Insbesondere die Vermeidung von Schwermetallbelastungen in der Nähe von Straßenrändern, Bauernhöfen und Brachland könnte den Invasionserfolg verringern und so die Vorteile einheimischer Pflanzen erhalten. Ohne diese Art der Schadstoffkontrolle warnen Liu und Kollegen vor einer „Matthäus-Effekt“, ein Prozess, bei dem sich kleine Vorteile anhäufen, so dass die Starken stärker und die Schwachen schwächer werden. Wenn Amaranthus dreifarbig Um zu überleben, muss es nicht durch Umweltverschmutzung behindert werden, damit es gut sterben kann.

Liu, Y., Du, Y., Li, C., Li, Y., Wang, C., Liu, J., Zhang, H. und Du, D. (2025) „Mono- und Kokontamination von Cu und Pb kann die Invasion von Pflanzen erleichtern, indem sie die Zersetzung von einheimischem Pflanzenstreu verlangsamt“, Biological invasions, 27(8). Verfügbar unter: https://doi.org/px4k ($).
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Titelbild: Amaranthus dreifarbig in den USA von cgmi11rer / iNaturalist. CC BY-NC.