Ein sich änderndes Klima wird das Pflanzenwachstum beeinflussen, aber was wird es mit der Pflanzenabwehr tun? Liu und Kollegen von der Universität Henan untersuchten zwei Pflanzen und ihre Pflanzenfresser. Die Studie, in Zeitschrift für Pflanzenökologie, untersucht wie sich eine einheimische Art und eine invasive Art in ihrer Reaktion auf die Erwärmung unterschieden. Wenn sie auf unterschiedliche Weise reagierten, glaubten die Wissenschaftler, dass dies auch die Pflanzenfresser beeinflussen könnte. Sie fanden, dass sie Recht hatten, und steigende Temperaturen veränderten die Blattchemie. Sie fanden auch heraus, dass die beiden Pflanzen auf unterschiedliche Weise reagierten. Ihre Ergebnisse heben einige der unvorhersehbaren Auswirkungen hervor, die die globale Erwärmung auf den Planeten haben wird.
Alternanthera sessilis ist eine Pflanze, die in Südostasien beheimatet ist und viele Namen trägt, darunter Joyweed. Es ist eine Wasserpflanze, die Bienen Nahrung liefert. Im Gegensatz, A. philoxeroides, Alligatorweed, ist eine invasive Art in der Region. Es bildet dichte Vegetationsmatten im Wasser und verdrängt andere Pflanzen um Licht. Es stört auch den Wasserfluss und verursacht Probleme für die Tierwelt. Es hat natürliche Feinde.
Spodoptera litura ist eine polyphage Art, was bedeutet, dass sie viele Dinge gerne frisst (poly = viele, phagous = fressen). Er heißt Tabakwurm oder Baumwollblattwurm, frisst aber auch gerne andere Pflanzen. Cassida piperata – Schildkrötenkäfer – ist oligophag, was bedeutet, dass er nur wenige Dinge frisst. Liu und Kollegen führten Experimente durch, um zu sehen, wie diese Pflanzenfresser reagierten, wenn die Pflanzen unter wärmeren Bedingungen wuchsen.
Das Team verglich Pflanzen, die bei 2 °C gewachsen waren, mit einer Kontrollprobe. Eine Erhöhung der Temperatur verringerte den Stickstoffeintrag A. sessilis Blätter sowie eine Erhöhung der Flavonoid- und Phenolkonzentration. Die höhere Temperatur verringerte auch den Stickstoffgehalt der invasiven A. philoxeroides. Für S. litura die Wirkung bestand darin, das Gewicht der Larven zu reduzieren. Für die Larven beider Arten, je wärmer A. sessilis geringeres Gewicht und verlängerte Entwicklungszeit der Larven.
„Diese Ergebnisse könnten uns helfen zu verstehen, wie die Klimaerwärmung die Wechselwirkungen von invasiven und einheimischen Pflanzen mit Insekten beeinflusst, und legen nahe, dass erhöhte Temperaturen die Wechselwirkung von einheimischen Pflanzenfressern, einheimischen Pflanzen und invasiven Pflanzen verändern können“, schreiben Liu und Kollegen.
Die Autoren stellen fest, dass die beiden Arten zwar zur selben Gattung gehören und eine ähnliche Morphologie aufweisen, sich die unterschiedlichen Reaktionen jedoch auf die Fitness der Pflanzen auswirken.
„Das neuste Ergebnis unserer Studie war, dass die Erwärmung die Wechselwirkungen einheimischer Pflanzenfresser mit der einheimischen Pflanze stärker verschoben hat als invasive Pflanzen, wie durch angezeigt C. piperata Puppengewicht, S. litura Larvengewicht und Larvenentwicklungszeit“, schreiben Liu und Kollegen. „Dieser Befund unterstützt die vorherrschende Ansicht, dass Änderungen in der Chemie in Wirtspflanzen die Insektenleistung weiter beeinflussen werden. Unsere Ergebnisse zeigten, dass das Gewicht von C. piperata Puppe aufgezogen A. sessilis unter wärmenden Bedingungen abgenommen, obwohl C. piperata zeigte eine höhere Überlebensrate der Larven auf A. sessilis als auf A. philoxeroides. Darüber hinaus Erwärmung Behandlung deutlich verlängert S. litura Larvenentwicklungszeit und solche negativen Auswirkungen traten erst in auf A. sessilis. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass die indirekte Auswirkung der Erwärmung auf das Insekt über die einheimische Pflanze stärker ist als über den Eindringling.“
Ein vermuteter Grund für die Unähnlichkeit sind die unterschiedlichen Belastungen, denen die Arten ausgesetzt sind. Wenn invasive Arten Probleme mit Pflanzenfressern haben, können sie mehr Ressourcen für das Wachstum zuweisen. Wenn es zu einer Erwärmung kommt, reagiert die Pflanzenchemie auf unterschiedliche Weise. Eine Kombination aus reduzierter Ernährung und erhöhter Abwehr zeigt, dass die Erwärmung neben den direkten Auswirkungen auf die Physiologie auch indirekte Auswirkungen auf Insekten hat. Für Botaniker zeigt es, dass der Einfluss von Pflanzenfressern unter Erwärmung mit oder gegen Auswirkungen auf die Physiologie wirken könnte, wenn man die Fitness einer Pflanze in einem wärmeren Klima betrachtet.
