Pionierarten, die ins Wattenmeer ziehen, werden zweimal täglich angegriffen. Dies mag für ausgewachsene Pflanzen erträglich sein, aber Sämlinge sind anfällig. Idealerweise wächst eine Pflanze so schnell wie möglich. Eine neue Studie von Greg Fivash und Kollegen hat die Wirkung der Mikrotopographie untersucht. Erstaunlicherweise haben sie das herausgefunden Sogar eine Abweichung von 2 cm in der Höhe kann die Wachstumsraten beeinflussen.

Die Studie verglich das Wachstum von Salicornia procumbens, eine einjährige krautige Pflanze. Fivash und Kollegen bauten sie in einer Reihe von Töpfen an, einige mit einem kleinen Hügel über dem üblichen Niveau, einige leicht ausgehöhlt und andere nur flach. Doch wie Fivash erklärte, Queller ist vielleicht nicht die erste Pflanze, die Sie mit Hügeln im Marschland in Verbindung bringen. „Queller Tatsächlich bildet eine Art normalerweise keine Sedimenthügel. Dies ist etwas, was Sie von den klonalen Grasarten wie denen in den bekannten erwarten könnten Spartina Gruppe. Stattdessen, Queller ist eine Art, die dazu neigt, massenhaft in ein Watt einzudringen, wenn die Bedingungen stimmen. Aufgrund seiner geringen Statur und seiner einjährigen Natur dauert es eine massive Invasion Queller damit es beginnt, seine Umgebung zu verändern und zwischen den Jahren zu übertragen. Wir wissen jedoch, dass dies aufgrund historischer Satellitendaten passieren kann Queller kilometerlanges Wattenmeer in kürzester Zeit in Salzwiesen umzuwandeln. Ein solcher Bereich war Hoogeplaat in der Westerschelde in den Niederlanden"

„Neben dem Wunschtraum, dass wir eine einjährige Art verwenden könnten, um die Wiederherstellung in einem schnelleren Zeitrahmen zu ermöglichen, Queller ist einfach eine großartige Spezies für Experimente im Labor. Aufgrund ihres saftigen, blattlosen Körperplans konnten wir ihr Wachstum verfolgen, indem wir Fotos machten, die die Masse der Pflanze äußerst genau vorhersagten. Auf diese Weise konnten wir die Wiederholungszahl um einen unglaublich hohen Betrag steigern. Das erste Experiment in diesem Artikel umfasst 17,393 einzelne Pflanzen. Das wäre mit keiner anderen Salzwiesen-Pioniergruppe möglich gewesen.“

Als sie sich ansahen, wie die Pflanzen wuchsen, stellten Fivash und Kollegen fest, dass Pflanzen auf den leicht erhöhten Hügeln etwa 25 % schneller wuchsen. Die Ergebnisse des Experiments überraschten einige Leute im Team. „Ich war nicht völlig überrascht, dass die Sedimenterhöhung um 2 cm einige Auswirkungen auf die Pflanzen haben würde“, sagte Fivash. „Mein Betreuer hingegen sagte mir, nachdem alles erledigt war, dass er extrem überrascht war, dass das Experiment funktionierte. Ich hatte das Phänomen jedoch bereits in einem anderen Experiment im Feld gesehen, und die Wirkung der erhöhten Oberflächenerhöhung war unsere beste Leithypothese zur Erklärung unserer ansonsten unerklärlichen Feldergebnisse. Ich muss allerdings zugeben, dass wir es immer noch nicht geschafft haben, die Intensität des Wachstumseffekts, den wir im Feld sehen, in einer Laborumgebung zu replizieren.“

Warum haben sich die Pflanzen so gut entwickelt? Die Gezeiten im Experiment hoben Samen von den Hügeln weg. Im Gegensatz dazu blieben sie in den Töpfen mit Mulden. „Dies ist wahrscheinlich eine realistische Annäherung an die Art und Weise, wie sich Samen in Mulden über einer Wattfläche ansammeln würden, aber es bedeutet nicht, dass Sie an diesen Stellen tatsächlich mehr Setzlinge finden werden“, sagte Fivash. „Tatsächlich ist es genau das Gegenteil, und das hat wahrscheinlich mit Prozessen zu tun, die später im Leben passieren. Die schlechte Sedimentkonsolidierung in diesen Becken macht sie tendenziell erodierbarer und damit gefährlicher für die darin lebenden Pflanzen. Dies wird mit den Beweisen kombiniert, die wir zeigen, dass Pflanzen in Umgebungen, die nicht gut entwässern, etwas langsamer wachsen und daher noch anfälliger für die Entwurzelung durch Wellen und Gezeitenströmungen sind.“

Allerdings ist es nicht weniger Konkurrenz, die der Pflanze zugute kommt. Seltsamerweise profitieren die Pflanzen auf den höheren Oberflächen davon, dank regelmäßiger Überflutung mehr Sauerstoff zu erhalten. Fivash erklärte, wie Überschwemmungen den Pflanzen helfen zu atmen. „Die Hauptidee ist, dass beim Abfließen von Sedimenten die Räume im Sediment wasserleer und mit Luft gefüllt werden. Dieser Luft wird durch im Sediment lebende Mikroben der Sauerstoff entzogen, so dass sie die Anoxie im Sediment nicht direkt zu lindern scheint (zumindest nicht in Sedimenten, die nicht vollständig trocken sind). Wenn dann die Gezeiten zurückkehren, drückt das gut durchmischte und gut mit Sauerstoff angereicherte Gezeitenwasser das gesamte sauerstoffarme Gas aus dem Sediment, weil es offensichtlich dichter ist als das Gas in den Sedimenträumen. Durch diesen Prozess wird dem Sediment viel Sauerstoff zugeführt, in einigen Fällen sogar einige Zentimeter unter der Oberfläche.“

„Außerdem scheint der ganze Prozess in Sedimenthügeln übertrieben zu sein. In unseren Experimenten hielten sie viel länger hohe Sauerstoffwerte aufrecht, und die Wirkung reichte auch viel tiefer in das Sediment. Das macht es zu einer starken Kandidatenerklärung für die Wachstumsvorteile, die wir bei unseren Rekruten sehen.“

Fivash sagte, er arbeite an einem weiteren Artikel, den er hoffentlich dieses Jahr fertigstellen werde, in dem er untersucht, wie Mikrotopografie die Restaurierungsprojektion unterstützen kann. „Nach vorläufigen Ergebnissen scheint dies sicherlich für die Wiederherstellung anwendbar zu sein, auch für andere Salzwiesenarten“, sagte er. „Mossmannet al. im Journal of Ecology haben kürzlich auch in eigenen Feldexperimenten gezeigt, dass diese Hügel eine positive Wirkung auf andere Arten in der Pionierzone haben. Ich denke jedoch, der wirkliche Vorteil wäre, wenn wir Lebensräume wie Sedimenthügel (oder andere nützliche Umgebungen, die wir entdecken) schaffen könnten, die auf natürliche Weise eine Ansiedlung bewirken. Auf diese Weise könnten wir möglicherweise viel größere Flächen mit weniger Aufwand umwandeln, als dies für die Bepflanzung erforderlich wäre.“

„Mein persönliches Gefühl ist, dass die Rolle der Watttopographie in der Forschung über die Ansiedlung von Salzwiesen zu wenig berücksichtigt wurde. Wenn wir andere Wissenschaftler davon überzeugen können, die Bedeutung dieses Phänomens zu berücksichtigen, könnte dies zu einem großen Durchbruch bei unseren Versuchen führen, Salzwiesen wiederherzustellen und zu erweitern. Watttopologie ist etwas, das auf viele Arten manipuliert werden kann. Einige existieren bereits, andere werden wahrscheinlich noch entdeckt. Wenn wir die Verbindung zwischen der Etablierung der Salzwiesenvegetation und diesen topografischen Merkmalen herstellen können, würde dies Türen zu einigen sehr neuen Anwendungen öffnen.“

Obwohl es praktische Anwendungen gibt, stellt Fivash interessanterweise auch fest, dass die Forschung auch für einige grundlegende Evolutionswissenschaften von Wert ist. „Von einem evolutionären Standpunkt aus gesehen könnte die Erkenntnis, dass Gezeitenbewegungen Anoxie im Sediment lindern können, ein Augenöffner für diejenigen sein, die untersuchen, wie Feuchtgebietsarten diese bestimmte Umweltbeschränkung bekämpfen.“