Invasive Pflanzen beginnen normalerweise im Tiefland, können sich aber bergauf ausbreiten. Höhere Erhebungen sind jedoch tendenziell kälter als das Tiefland und haben dünnere Böden. Die wechselnden Bedingungen stellen unterschiedliche Herausforderungen an eine Anlage. Um zu sehen, wie Pflanzen diese Herausforderungen bewältigen, haben Paul Kühn und Kollegen Pflanzen auf Teneriffa untersucht entlang eines Höhengefälles von 55 bis 1925 Meter über dem Meeresspiegel. Sie fanden heraus, dass die einheimischen Pflanzen zwar eine intraspezifische Variabilität (Variation von Merkmalen innerhalb einer Art) zeigten, die nicht einheimischen Pflanzen jedoch nicht. Wie kletterten sie also auch in der Höhe?
„Während die meisten terrestrischen Ökosysteme von biologischen Invasionen betroffen sind, stellen Berge eine seltene Ausnahme dar, da erst vor kurzem dokumentiert wurde, dass sich nicht heimische Pflanzenarten dort ausbreiten, und nur a kleiner Anteil von diesen dominant werden“, schreiben Kühn und Kollegen. Aus diesem Grund wurden invasive Arten in Gebirgsumgebungen weniger untersucht als im Tiefland.
Das Team führte die fehlende Invasion auf eine Kombination von Umständen. Das erste ist, dass es schwierig ist, Fortpflanzungsorgane (Samen oder Sporen) bergauf zu bringen. Die andere ist, dass die Pflanzen in höheren Lagen den Eindringlingen widerstehen. Sie stellen jedoch fest, dass eine erhöhte menschliche Aktivität dazu beitragen wird, Pflanzen auf höher gelegene Böden zu bringen. Mit dem Transport an neue Standorte sollten invasive Arten in der Lage sein, in höheren Lebensräumen Fuß zu fassen.
Kühn und Kollegen schlugen drei Hypothesen vor, eine davon, dass Pflanzen mit steigender Höhe konservativere Wachstumsstrategien anwenden sollten, aber dass nicht heimische Arten im Vergleich zu einheimischen Arten in derselben Höhe weniger konservativ sein werden. Der nächste war, dass nicht-einheimische Arten eine größere Variationsbreite innerhalb einer Art aufweisen sollten als die einheimischen Arten. Schließlich schlugen sie vor, dass nicht einheimische Arten einen größeren Merkmalsraum abdecken werden als einheimische Arten.
Um ihre Hypothese zu testen, untersuchte das Team einen Standort auf Teneriffa. Teneriffa auf den Kanarischen Inseln wird vom Vulkan Teide dominiert. Er erhebt sich bis zu einer Höhe von rund 3,700 Metern und weist an seinem Hang eine vielfältige Vegetation auf. „Die natürliche Vegetation entlang des Südhangs beginnt mit küstennaher und wärmeliebender Buschvegetation in den Bereichen bis 1000 m ü. M., geht über in Wälder der Kanarischen Kiefer (Pinus canariensis) bis 2000 m ü Las Cañadas von 2000 bis 2500 m ü. M. Die gipfelnahen Alpenregionen sind nur von wenigen spezialisierten Pflanzenarten besiedelt“, schreiben Kühn und Kollegen.
In Zusammenarbeit mit das Projekt MIREN (Mountain Invasion REsearch Network).untersuchte das Team eine Reihe von Parzellen parallel zu Straßen, die den Berg hinaufführten. Um sicherzustellen, dass sie Gleiches mit Gleichem verglichen, untersuchten die Wissenschaftler die Pflanzen, wenn sie blühten oder Früchte trugen. Die Vermessung begann also in niedrigen Höhen und arbeitete sich den Hang hinauf. Dadurch sollte sichergestellt werden, dass die Umfrage voll entwickelte Pflanzen misst und nicht die verzögerte Entwicklung höherer Pflanzen in die Ergebnisse einfließen lässt.
Die Ergebnisse unterstützten nicht immer die Hypothesen der Botaniker. So gebe es beispielsweise einen Trend zu konservativerem Wachstum in höheren Habitaten, dieser sei jedoch nicht eindeutig, sagten Kühn und Kollegen. „Obwohl die hier untersuchten einheimischen Arten keine so hohen Höhen wie die nicht-einheimischen Arten erreichten, war interessanterweise ihre Merkmalsverschiebung hin zu einer konservativeren Wachstumsstrategie ausgeprägter als bei den nicht-einheimischen Arten, die keine klare Reaktion darauf zeigten Elevation. Daher stützen unsere Ergebnisse nur teilweise unsere Hypothese, nämlich dass sowohl einheimische als auch nicht einheimische Arten Merkmalsänderungen entlang des Höhengradienten aufweisen, aber nicht, dass das Ausmaß der Merkmalsänderungen ähnlich ist.“
Ein Grund für den Unterschied könnte darin liegen, wie die Pflanzen an den Untersuchungsorten ankamen, sagte das Team. Es wird angenommen, dass die nicht einheimischen Pflanzen kürzliche Kolonisten waren, und daher eine Mischung aus Pflanzen, die dort gesät haben, und Neuankömmlingen von unten. Dies könnte den relativen Mangel an Anpassung in den untersuchten Pflanzen verursacht haben. Im Gegensatz dazu wird angenommen, dass die einheimischen Pflanzen die Standorte auf natürliche Weise besiedelt haben und daher bereits umweltbedingt auf ihre Eigenschaften gefiltert wurden.
Das Team sagt, dass derselbe Wiederbesiedlungsprozess erklären würde, warum die Merkmale bei nicht einheimischen Arten in niedrigeren Höhen stärker variierten als bei einheimischen Pflanzen.
Als es jedoch zu der Hypothese kam, dass die nicht einheimischen Pflanzen einfach variabler seien, stellte sich heraus, dass dies nicht der Fall war. Tatsächlich zeigte die Analyse, dass die nicht einheimischen Pflanzen nur einen Bruchteil der Strategien abdeckten, die die einheimischen Pflanzen verwendeten. Dieses Ergebnis kam überraschend.
„Es gibt kaum Hinweise darauf, dass die intraspezifische Merkmalsvariabilität mit dem Erfolg nicht einheimischer Arten in Verbindung steht, sich in höhere Lagen auszubreiten. Vielmehr scheint es, dass die Fähigkeit, eine bestimmte Reihe von Merkmalen auszudrücken, für die erfolgreiche Verbreitung nicht heimischer Arten nach oben nützlicher ist, als eine größere intraspezifische Merkmalsvariabilität als bei einheimischen Arten zu haben, ähnlich den Schlussfolgerungen Murphyet al. (2016) in ihrer Studie gezeichnet haben“, schreiben die Autoren.
Die Ergebnisse zeigen, wie gebietsfremde invasive Arten in Gebiete einziehen könnten, die bisher Refugien für die Biodiversität waren. Aber die Ergebnisse könnten auch etwas Hoffnung in Schutzgebieten aufzeigen, schlussfolgert das Team. „Entlang von Höhengradienten schränken Umweltfilter allmählich die funktionale Eignung nicht heimischer Arten ein. Dies könnte es für nicht heimische Arten zunehmend schwieriger machen, sich durch die verschiedenen Vegetationstypen entlang des Gradienten auszubreiten, und die Lücke zwischen sich abrupt ändernden Lebensraumtypen überbrücken, beispielsweise das Überschreiten der Baumgrenze oder das Versickern von der Straße weg in natürliche Pflanzengemeinschaften.“
