Eine neue Studie von Benjamin Schlau und Kollegen in Pflanzenökologie erklärt wie einheimische Pflanzen zusammenarbeiten können, um invasive Arten abzuwehren. Die Forscher fanden heraus, dass zwei häufig vorkommende Pflanzen im kalifornischen Küsten-Salbei-Gebüsch-Lebensraum aktiv das Wachstum von schwarzem Senf, einem aggressiven invasiven Unkraut, reduzieren, wenn sie zusammenwirken. Wenn jedoch jede einheimische Pflanze individuell mit dem invasiven Unkraut interagiert, helfen sie dem Unkraut tatsächlich, größer zu werden.

"Unsere bisherige Arbeit weist auf den CSS [Kalifornien-Salbei-Küstenpeeling] hin, der dominante einheimische unterstützende mehrjährige kalifornische Buchweizen (Eriogonum fasciculatum) profitiert von den Wettbewerbseffekten seines fast ausschließlichen Nutznießers, der kodominanten einheimischen mehrjährigen kalifornischen Beifußbürste (Artemisia californica), schreiben Schlau und Kollegen in ihrem Artikel. „Gewächshaus- und Feldexperimente deuten darauf hin E. fasciculatum säuert die kalkhaltigen Böden von CSS an und mildert den Alkalitätsstress für A. californica.“

Zwischen ihnen dominieren Buchweizen und Wüsten-Beifuß das Salbei-Peeling an der kalifornischen Küste. Kalifornischer Buchweizen kann die meisten Pflanzen um Wasser verdrängen, indem er seine Wurzeln über drei Meter breit und bis zu zweieinhalb Meter tief ausbreitet. Allerdings kann der Kalifornische Beifuß damit leben, denn der Buchweizen säuert alkalische Böden an. Die Beifußbürste hat faserige, flache Wurzeln, die den Morgentau schnell und unerwartete Regenfälle erfassen können. Diese Wurzeln scheiden auch Terpene aus, die die Keimung und das Wachstum vieler Arten verhindern.

Schlau und Kollegen sagen, dass sich die beiden Pflanzen ungewöhnlich verhalten, wenn sie zusammen sind. Normalerweise ist es keine gute Idee, einer Staude beim Wachsen zu helfen, da sie, sobald sie sich etabliert hat, dazu neigt, ihren Helfer zu überflügeln. Die Autoren stellen jedoch fest, dass Buchweizen und Beifuß häufig zusammen gefunden werden, selbst wenn sie einen Durchmesser von über einem Meter haben. Die Autoren argumentieren, dass dies darauf hindeutet, dass die beiden Pflanzen bis in ihre späten Stadien eine positive oder zumindest neutrale Wechselwirkung haben. Eine Möglichkeit besteht darin, dass der Beifuß den Buchweizen davor schützt, versehentlich anderen Pflanzen zu helfen, von der Unterstützung des Buchweizens bei der Alkalität zu profitieren. Infolgedessen kann das zusammenarbeitende Paar seine Lebensräume dominieren.

Schwarzer Senf ist eine erhebliche Bedrohung für dieses Ökosystem, da er einheimische Pflanzen um Ressourcen verdrängt. Schlaus Team führte Gewächshausexperimente durch, um zu untersuchen, wie die dreifache Wechselwirkung zwischen den beiden Eingeborenen und dem invasiven Unkraut ihr Wachstum beeinflusst. Sie untersuchten auch, wie die Pflanzen die Rekrutierung in einigen Feldexperimenten im UC Irvine Coastal Sage Scrub Ecological Preserve erleichtern oder hemmen.

Wie von den Gewächshausversuchen erwartet, hilft Buchweizen dem Senf beim Wachsen. Was die Autoren überraschte, war, dass der Beifuß auch dem Senf beim Wachsen half. Doch wenn man die beiden Verlierer zusammenfasst, leidet der schwarze Senf darunter. Buchweizen und Beifuß haben es zusammen geschafft, die spezifische Blattfläche, Höhe und Anzahl der Blütenstände des Schwarzen Senfs zu reduzieren.

Schlau und Kollegen fanden auch heraus, dass die spezifische Blattfläche zwar kleiner war, die Gesamtmasse jedoch nicht. Wie kann ein kleineres Blatt das gleiche wiegen wie ein größeres Blatt? Die Antwort ist, dass das kleinere Blatt dicker ist. Die Autoren stellen fest, dass dies ein Zeichen von Stickstoffstress oder Wasserstress ist. Das Team fand auch heraus, dass Senf mehr Ressourcen in seinen Stiel stecken musste, obwohl er weniger hoch war, was darauf hindeutet, dass der Buchweizen den Senf um Wasser überflügelte.

Die Feldergebnisse zeigten, wie die Beifußbürste auch hilft, die Senfinvasion zu bekämpfen. Wenn die Buchweizendominanz der Wasserversorgung keine Rolle spielt, wenn es zum Beispiel genug Regen für alle gibt, gibt es keine wirkliche Konkurrenz um Wasser. Dann zählen die Eigenschaften der Beifußbürste. Die Terpene der Beifußbürste, die in den Boden sickern, verhindern das Keimen der Senfsamen.

Schlau und Kollegen schreiben in ihrem Artikel, dass ihre Ergebnisse zeigen, wie wichtig es ist, paarweise Wechselwirkungen zu nehmen und sie in ihrem breiteren ökologischen Kontext zu untersuchen. „Im Anthropozän bedeutet dies, die Wechselwirkungen zwischen Arten in intensiv befallenen Lebensräumen zu berücksichtigen. Am überraschendsten ist, dass die tertiäre Art hier – eine schnell wachsende, allelopathische Invasion (B. nigra) – scheint die Wettbewerbseffekte eines heterospezifischen Nutznießers (A. Kalifornien) auf seinen Vermittler (E. fasciculatum) während der Wachstumsstadien vom Sämling bis zum Jungtier. Während der späten Wachstumsstadien schützt der konkurrierende Nutznießer die unterstützende Pflanze vor der Rekrutierung des schädlichen Invasiven.“

Ironischerweise reduzierten Buchweizen und Beifuß in der Vergangenheit die Biodiversität des kalifornischen Buschwerks, aber jetzt könnten sie in der Lage sein, sie zu retten. Schlau und Kollegen schlussfolgern: „Wenn das zutrifft E. fasciculatum und A. californica, Wie die hier vorgestellten Ergebnisse nahelegen, könnte sich die Nische der beiden einheimischen Arten vom Unterdrücker zum Beschützer der einheimischen Biodiversität verschieben. Genauer gesagt kann die Wiederherstellung eines gestörten CSS-Lebensraums von der kultivierten gemeinsamen Verbreitung dieser einheimischen Stauden profitieren, insbesondere in wieder vorkommenden Populationen von B. nigra—und wahrscheinlich jedes invasive Jahrbuch. In der Tat, wenn die Feuerintervalle kürzer werden und der Lebensraum kontinuierlich isoliert wird, werden Arteninteraktionen zwischen Sämlingen dominanter Stauden wahrscheinlich noch entscheidender für die vegetative Sukzession nach dem Feuer.“

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Schlau, BM, Huxman, TE, Mooney, KA und Pratt, JD (2023) „Wechselwirkungen zwischen drei Arten kehren die positiven paarweisen Effekte zweier Eingeborener auf einen exotischen Eindringling um" Pflanzenökologie. Verfügbar unter: https://doi.org/10.1007/s11258-023-01304-6.