Tief in der mexikanischen Sonora-Wüste bilden Pflanzen und Ameisen bemerkenswerte Partnerschaften. Fast ein Drittel der Wüstenpflanzen produziert süßen Nektar für Insekten, aber der Nektar kommt nicht immer aus dem Inneren ihrer Blüten. Stattdessen stammt er aus extrafloralen Nektarien, spezialisierten Drüsen an Blütenknospen, Stängelgelenken und anderen Pflanzenteilen, die das ganze Jahr über schützende Ameisen anlocken. Valdez-Ojeda und Kollegen fanden heraus, dass Beziehungen verändern sich dramatisch zwischen den Staffeln. Eine der bemerkenswertesten Entdeckungen ist, dass Kakteen, deren extraflorale Nektarien wenig erforscht sind, in dieser Beziehung eine zentrale Rolle spielen.
Die Forscher entdeckten, dass zwar mehr Ameisenarten Pflanzen während der Regenzeit besuchen, die Interaktionen jedoch in der Trockenzeit, wenn die Ressourcen knapp sind, tatsächlich häufiger sind. Eine Kaktusart, Cylindropuntia fulgida, erwies sich als besonders wichtig, da sie das ganze Jahr über starke Ameisenpartnerschaften aufrechterhielt. Während der schwierigen Trockenzeit werden sowohl Pflanzen als auch Ameisen stärker voneinander abhängig – die Pflanzen brauchen Schutz, wenn sie neue Blüten und Früchte produzieren, während Ameisen sich stärker auf den Nektar als Nahrung und Wasser verlassen. Dies zeigt, wie Wüstenarten ihre Partnerschaften anpassen, um extreme jahreszeitliche Veränderungen zu überleben.
Um diese Wüstenpartnerschaften zu verstehen, haben Wissenschaftler sechs Monate lang die Interaktionen zwischen Pflanzen und Ameisen an drei Standorten in der mexikanischen Sonora-Wüste untersucht und dabei sowohl Trocken- als auch Regenzeiten erfasst. Sie identifizierten sorgfältig, welche Pflanzen extraflorale Nektarien hatten, indem sie nach Anzeichen wie Nektaransammlung und Ameisenaktivität suchten. Das Team überwachte markierte Pflanzen dreimal täglich – morgens, nachmittags und abends – und hielt Ausschau nach Ameisen, die sich von Nektar ernährten. Sie verwendeten spezielle Fallen mit zuckerreichen Ködern, um Proben der Ameisengemeinschaft zu nehmen, und sammelten Proben, um genau zu identifizieren, um welche Arten es sich handelte. Indem sie diese Beobachtungen als Netzwerk analysierten, enthüllten sie, wie sich das Beziehungsgeflecht zwischen Pflanzen und Ameisen mit den Jahreszeiten verändert.
Von allen untersuchten Wüstenpflanzen waren Kakteen am stärksten in diese Partnerschaften eingebunden – sieben verschiedene Kaktusarten pflegten Beziehungen zu Ameisen. Trotz ihrer imposanten Stacheln und dicken schützenden Stämme haben diese Wüstenikonen zusätzliche Überlebensstrategien entwickelt. Ihre extrafloralen Nektarien erscheinen an kreativen Stellen: rund um die Basis der Stacheln, auf Blütenknospen und in der Nähe sich entwickelnder Früchte. Die Vielfalt der Stellen lässt darauf schließen, dass Kakteen extraflorale Nektarien nicht nur verwenden, um Leibwächter der Pflanze anzulocken, sondern sie auch je nach Bedarf zu bestimmten Teilen der Pflanze und von ihnen weg dirigieren.
Wissenschaftler wissen seit langem, dass manche Pflanzen schützende Ameisen mit Nektar als Belohnung anlocken. Diese Forschung zeigt jedoch, wie diese Beziehungen dazu beitragen, die Artenvielfalt in Wüsten trotz rauer Bedingungen aufrechtzuerhalten. Die Studie zeigt auch, dass diese Beziehungen nicht statisch sind, sondern sich mit den Jahreszeiten dynamisch verändern. Dies ist besonders wichtig, da der Klimawandel die Wüstenumgebung beeinflusst. Wenn sich die Niederschlagsmuster ändern, können sowohl das Pflanzenwachstum als auch die Ameisenaktivität gestört werden, was möglicherweise diese empfindlichen Partnerschaften beeinträchtigt, die sich im Laufe der Zeit entwickelt haben.
Valdez-Ojeda LF, Vásquez-Bolaños M & Molina-Freaner F. 2024. Saisonale Variation im Ameisen-Pflanzen-Interaktionsnetzwerk vermittelt durch extraflorale Nektarien in der südlichen Sonora-Wüste. Arthropoden-Pflanzen-Interaktionen. https://doi.org/nwrj
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