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Der Erfolgsschlüssel invasiver Pflanzen

Die Anzahl der Chromosomensätze stellt neben der Wachstumsgeschwindigkeit und der erhöhten Widerstandskraft von Blatt- und Wurzelgeweben einen der Erfolgsfaktoren bestimmter invasiver Pflanzen dar. Diese Merkmale sind typisch für pflanzliche Invasionen, wie mehrere, vor kurzem zum Abschluss gebrachte Studien vermerken, welche durch den von der Universität Neuenburg geleiteten nationalen Forschungsschwerpunkt Plant Survival unterstützt wurden.

Seit fast überall auf der Welt Listen mit invasiven Pflanzen erstellt werden, ist die Bekämpfung unerwünschter Arten prioritär geworden, vor allem im jetzigen Jahr der internationalen Biodiversität. Um wirksam gegen diese Plage vorgehen zu können, müssen die invasiven Pflanzen natürlich aufs beste gekannt und verstanden werden. Und genau damit befassen sich mehrere Teams des nationalen Forschungsschwerpunkts «Plant Survival».

Im Allgemeinen resultiert die Invasion aus der – unbeabsichtigten oder gewollten – Einführung einer Pflanze, die aus einer anderen Weltregion stammt und die am Ort ihrer Einführung ein für ihre Ausbreitung günstiges Gebiet findet.

An der Universität Bern ist es Wayne Dawson, Markus Fischer und Mark van Kleunen vom Institut für Pflanzenwissenschaften gelungen, einen eindeutigen Zusammenhang zwischen der Wachstumsgeschwindigkeit von mehr oder weniger Pflanzen des Vereinigten Königreichs von England und ihrem weltweit invasiven Potential herzustellen. Die Analyse wurde Anfang Oktober in der Zeitschrift «Global Ecology and Biogeography» veröffentlicht.

Es ist das erste Mal, dass eine statistische Studie über eine so grosse Anzahl Arten – genauer gesagt: 105 Arten – durchgeführt wurde. Sie zeigt insbesondere auf, dass je höher die quasi exponentielle Wachstumsgeschwindigkeit von Pflanzen in der ersten, auf die Keimung folgende Wachstumsphase ist, sie desto häufiger im weltweiten Verzeichnis für Unkräuter («Global Compendium of Weeds») zu finden sind.

Aurélie Thébault und ihr Doktorvater Alexandre Buttler an der EPFL, François Gillet, Professor an der Universität Besançon und Heinz Müller-Schärer, Professor am Departement für Biologie an der Universität Fribourg, haben ihrerseits die Merkmale für die erfolgreiche Ausbreitung zweier invasiver Arten aus der Famile der Korbblütler überprüft. Es handelt sich einerseits um die Gefleckte Flockenblume (Centaurea stoebe), die aus Europa stammt und für gewaltige Ernteverluste in Kulturen in Nordamerika verantwortlich ist, und andererseits um das aus Südafrika stammende Schmalblättrige Geiskraut (Senecio inaequidens), das sich mit grosser Geschwindigkeit in ganz Europa verbreitet, hauptsächlich entlang von Bahnlinien und Fernstrassen, aber auch auf Weiden, wo es beträchtliche wirtschaftliche Verluste verursacht.

Eines dieser Charakteristika beruht auf einem Unterschied der in der DNA vorhandenen Anzahl Chromosomen, wie Heinz Müller-Schärer und Patrik Mràz von der Universität Fribourg aufgezeigt haben. Während die meisten Lebewesen diploid sind, oder anders gesagt zwei vollständige Chromosomensätze besitzen, wovon einer von der männlichen, der andere von der weiblichen Elternseite vererbt wurde, weisen bestimmte Pflanzen deren vier auf: sie werden tetraploide Individuen genannt.

Die Forscher haben die Charakteristika für die wuchernde Ausbreitung dreier Genotypen von jeder der beiden invasiven Arten verglichen. Ihre Arbeiten lassen denken, dass in Nordamerika, wo die Gefleckte Flockenblume eingeführt wurde, tetraploide Arten besser gewappnet sind als diploide, um diesem trockenen Kontinentalklima zu widerstehen und sich stark zu vermehren. Denn bereits in den ersten Stadien der Wachstumsphasen weisen tetraploide Pflanzen eine grössere Masse auf, ihre Blätter sind dicker, enthalten mehr Kohlenstoff und ihre Blüten produzieren letztlich auch mehr Samen, wie in einer Zusammenarbeit zwischen den Universitäten Fribourg und dem CABI Delémont durch Martin Henery und seine Kollegen bestätigt wird. Indem das Schmalblättrige Geiskraut die Samenproduktion in den Blütenständen steigert, erhöht es den Druck auf die Brutknospen der benachbarten Arten, und schafft so Raum für seine eigene Entwicklung in den neuen Ansiedlungsgebieten.

 

Quelle: Universität Neuchâtel

29.10.2010