Die Fähigkeit tropischer Wälder, zu wachsen und Kohlenstoff zu speichern, wird teilweise durch Pflanzenfresser eingeschränkt. Insekten und andere Tiere ernähren sich bevorzugt von stickstofffixierenden Bäumen, was den Erfolg der Fixierer und den von ihnen bereitgestellten Stickstoff verringert. Die Forschung von Will Barker und Kollegen zeigt, dass diese Pflanzenfresserei ausreichen könnte, um die tropische symbiotische Stickstofffixierung zu begrenzen, und ihre Rolle bei der Linderung der Stickstoffbegrenzung in der tropischen Kohlenstoffsenke einschränken könnte.

Durch die Partnerschaft mit Bodenmikroben verwandeln stickstofffixierende Bäume atmosphärisches Stickstoffgas in eine Form von Stickstoff, die für Pflanzen verfügbar ist. Wenn Fixierer ihre Blätter abwerfen, reichern sie die Böden mit Stickstoff an, was nahegelegenen Pflanzen zugute kommt. In stickstoffarmen Tropenwäldern sind stickstoffbindende Bäume die Hauptquelle für neuen Stickstoff im Boden. Sie sind aber auch selten.

Sarah Battermann, ein Tropenwaldökologe bei Cary Institut für Ökosystemstudien und Co-Autor der Veröffentlichung, erklärt: „Das Baumwachstum in vielen tropischen Wäldern wird durch Stickstoffmangel begrenzt. Angesichts des erheblichen Nutzens von Stickstoff für diese Wälder war es lange Zeit ein Rätsel, warum stickstoffbindende Bäume nur 5-15 % der Bäume ausmachen. Wir vermuteten, dass Pflanzenfresser aufgrund ihrer nahrhaften, stickstoffreichen Blätter bevorzugt Fixierer angreifen könnten.“

Um den Pflanzenfresser-Verhaltensverlauf in der breiten Palette von Arten, die Pflanzen fixieren, und solchen, die keine Pflanzen fixieren, in einem artenreichen tropischen Tiefland-Feuchtwald zu vergleichen, sammelten Barker und Kollegen Individuen von 23 Arten, die Pflanzen fixieren, und 20 Arten, die keine Pflanzen fixieren, auf einer 50 Hektar großen Fläche auf der Insel Barro Colorado in Panama.

Insgesamt erlebten Fixierer 26 % mehr Herbivorie als Nicht-Fixierer. Ihre Blätter wurden 21 % häufiger angegriffen als Nicht-Fixer, was damit übereinstimmt, dass sie bevorzugt von Insekten und anderen Tieren angegriffen werden. Fixer-Setzlinge hatten einen höheren Anteil an verlorener Blattfläche als Nicht-Fixierer, aber diese Zahl war kleiner als erwartet, was darauf hinweist, dass Fixierer Verteidigungsstrategien entwickelt haben, um zu verhindern, dass Pflanzenfresser große Flächen ihrer Blätter verbrauchen.

Diese Ergebnisse, die an Dutzenden tropischer Baumarten aus ausgewachsenen Wäldern gewonnen wurden, untermauern frühere Erkenntnisse über einen hohen Fraßdruck auf Stickstofffixierer in Graslandökosystemen und auf verschiedene tropische Baumarten im Kronendach von Sekundärwäldern. Sie stimmen auch mit paläoökologischen Befunden überein, die zeigen, dass die Häufigkeit von Stickstofffixierern den Fraßdruck auf Ökosystemebene fördert. Zusammengenommen deuten die Ergebnisse darauf hin, dass Stickstofffixierer in verschiedenen Ökosystemen und Biomen höhere Fraßkosten tragen als Nicht-Fixierer. Da diese Kosten Wachstum und Überleben beeinträchtigen, üben sie Druck auf die Häufigkeit von Stickstofffixierer-Sämlingen aus, der möglicherweise ausreicht, um die Stickstofffixierung in tropischen Wäldern einzuschränken.

Barkeret al. 2022.

📰 Weitere Details sind in die Pressemitteilung von Eurekalert.
🔬 Weit verbreitete Herbivorenkosten bei tropischen stickstoffbindenden Baumarten in Natur.
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