Entomologie heute

Von Ed Ricciuti

Invasive Pflanzen haben eine schlechte Bilanz, mit einer Aufzeichnung von Trashing einheimische Arten, bedeviling Land Manager und sogar die menschliche Gesundheit bedrohen. Und das könnte nur die Spitze des Eisbergs sein, nach neuen Forschungen, die darauf hindeuten, dass Invasionen noch schlimmer sein könnten. Eine Studie über die notorisch invasive japanische Berberitze legt nahe, dass die außerirdischen Pflanzen die grundlegenden ökologischen Beziehungen am Boden der Nahrungsnetze subtil stören können, mit tiefgreifenden und weitreichenden Konsequenzen.

Die Studie, die Ende August in der Zeitschrift Environmental Entomology veröffentlicht wurde, zeigt, dass der Befall der japanischen Berberitze Arten und die Anzahl der Arthropoden in einem Lebensraum ausdünnen kann, sowohl Pflanzenfresser als auch Raubtiere wie Ameisen und Spinnen, die grundlegende Fütterungsbeziehungen stören und störungen, die sich in den Strängen der Bahn kräuseln können. Sogar Wirbeltiere und vor allem Menschen können die negativen Auswirkungen der Störung spüren. In der Tat kann die Einführung eines invasiven die Komplexität eines Nahrungsnetzes reduzieren.“Invasive Pflanzen können erfolgreich sein, weil sie im Vergleich zu einheimischen Pflanzen nicht so viele Pflanzenfresser fressen“, sagt Robert E. Clark, Ph.D. von der Washington State University, Hauptautor der Studie. „Es macht Sinn, dass sie Nahrungsnetze vereinfacht hätten, weil Raubtieren jetzt nicht mehr so viel Beute zur Verfügung steht.“

Clark und sein Co-Autor, Chad L. Seewagen, Ph.D., von Great Hollow Nature Preserve & Ecological Research Center in New Fairfield, Connecticut, beachten Sie, dass „Arthropoden Artenreichtum war deutlich niedriger in der Blattstreu um japanische Berberitze und auf japanische Berberitze Pflanzen selbst.“Die japanische Berberitze, die 1975 als Zierpflanze eingeführt wurde, hat sich in weiten Teilen des Ostens und des Mittleren Westens der USA wie auf dem Kopf durch Wald und Feld ausgebreitet und die Landschaft mit dichtem, stacheligem Dickicht verstopft. Es ist praktisch immun gegen die Kontrolle durch die meisten einheimischen Pflanzenfresser, wie Weißwedelhirsche.

Die Forscher verglichen Unterschiede in Arthropodengemeinschaften, die in Gebieten gemäßigten Waldes leben, in die japanische Berberitzen eindringen, mit denen in relativ unberührten Landschaften. Sie arbeiteten in den Wäldern des Pawling Nature Reserve, betrieben von der Nature Conservancy in Dutchess County, New York. Die Beobachtungen umfassten sowohl oberirdische Gemeinschaften mit den Pflanzen als auch solche darunter, in der Laubstreu und im Boden.

Arthropodengemeinschaften in Lebensräumen, in die japanische Berberitzen eingedrungen sind, erwiesen sich als viel weniger komplex als in Naturwäldern mit wenigen Arten und geringerer Häufigkeit. Diese Lebensräume erlebten einen ökologischen Prozess, der als „trophisches Downgrade“ bezeichnet wird, eine Umstrukturierung des Energietransfers durch Nahrungsnetze. Wenn Pflanzen wie die japanische Berberitze die Kontrolle übernehmen, können sie Gemeinschaften von Pflanzen und Tieren im und auf dem Boden umgestalten, indem sie seine Struktur, Funktion und seinen Nährstoffkreislauf verändern. Der Säuregehalt des Bodens und die Zersetzungsraten im Waldboden können sich ändern. Ökologische Beziehungen können auch oberirdisch in den Zweigen der Pflanze selbst schief gehen.

Raubtier-Beute—Beziehungen zwischen niederen Tieren wie Arthropoden werden am unteren Ende der Nahrungsnetze betrachtet, während diejenigen unter Wirbeltieren — Wölfe und Weißwedelhirsche zum Beispiel – an der Spitze stehen. Wenn Nahrungsnetze aus dem Gleichgewicht geraten sind, kann die Störung im gesamten Netzwerk kaskadieren, entweder von oben nach unten oder von unten nach oben. Ein Beispiel für eine Top-Down-Kaskade ist, wenn die Erschöpfung der Raubtierzahlen zu einer Zunahme der Hirsche führt, was zu einer Abnahme der Pflanzen führt, von denen sich die Hirsche ernähren. Bei Arthropoden, die von der japanischen Berberitze befallen sind, fließt die Kaskade von unten nach oben. Weiter oben wären wandernde Singvögel, die auf Insekten als Nahrung angewiesen sind, die wahrscheinlichsten Wirbeltierräuber, die die negativen Auswirkungen der Kettenreaktion spüren.

Sobald eine invasive wie die japanische Berberitze einheimische Pflanzen verdrängt, sind die Insekten, die auf die einheimischen Pflanzen als Nahrung angewiesen sind, in der Klemme. Der Verlust von Pflanzenfresserpopulationen tritt kurz nach dem Verlust ihrer Wirtspflanzen auf, und jedes Raubtier, das sich von diesen Pflanzenfressern ernährt, wird bald ebenfalls abnehmen. Wirbellose Tiere, die sich auf Laub, der Grundlage der Nahrungsnetzhierarchie, ernähren, vermehren und entwickeln, schneiden bei den meisten invasiven Pflanzen, insbesondere bei holzigen Sorten wie der japanischen Berberitze, schlecht ab. Räuberische Wirbellose, die die Pflanzenfresser verzehren, leiden unter den Folgen.

Die Folgen können sich sogar auf die menschliche Gesundheit auswirken. Forschung im Jahr 2009 von Wissenschaftlern an der Connecticut Agricultural Experiment Station zeigt, dass japanische Berberitze Dickichte Übertragung der Lyme-Borreliose fördern können, indem sie ein günstiges Umfeld für blacklegged Zecken (Ixodes scapularis) zu schaffen, die es und ihre weißfüßigen Mauswirte Vektor. Nachfolgende Forschung empfiehlt periodische Clearing von Berberitze, wenn möglich, um Zeckenpopulationen zu reduzieren. Laut der neuen Studie kann die Zunahme von Zecken, wenn japanische Berberitze ins Bild kommt, tatsächlich auf eine Abnahme der Anzahl von Spinnen und Ameisen zurückzuführen sein, die sie jagen. Wenn ja, sagen die Autoren, deutet dies darauf hin, dass vereinfachte Nahrungsnetze auf invasiven Pflanzen Konsequenzen für die menschliche Gesundheit haben können, indem sie Interaktionen zwischen Nahrungsnetzen stören, die Vektoren für Krankheiten unterdrücken.Die neue Forschung „macht absolut Sinn“, sagt Scott C. Williams, Ph.D. der Experimentstation, ein langjähriger Forscher über die Beziehung zwischen japanischer Berberitze und Zecken. Williams sagt: „Der japanische Berberitzenbefall sind riesige Monokulturen, die die Regeneration einheimischer Pflanzen ersticken, die Biodiversität insgesamt verringern und die Häufigkeit von schwarzbeinigen Zecken verstärken. Die Existenz der japanischen Berberitze in der Landschaft ist schädlich für die Gesundheit der Öffentlichkeit und der einheimischen Ökosysteme.“

Seewagen sagt, dass weitere Forschung die Auswirkungen der nächsten Stufe auf Insektenfresser untersuchen sollte. „Abgesehen von den offensichtlichen Auswirkungen auf die Vielfalt und den Schutz wirbelloser Tiere wird es wichtig sein zu untersuchen, wie sich solche Veränderungen in der Zusammensetzung der Arthropodengemeinschaft auf die Nahrungsqualität und -zusammensetzung von Insektenfressern auswirken können, wie viele Vögel, die wahrscheinlich bestimmte Gruppen von Arthropoden bevorzugen oder davon abhängig sind, um die Ernährungsbedürfnisse ihrer und ihrer Nachkommen zu erfüllen“, sagt er.Alles in allem schreiben Clark und Seewagen: „Es ist noch viel mehr Arbeit an den Kaskadeneffekten nicht einheimischer invasiver Pflanzen in den Nahrungsnetzen des Ökosystems erforderlich, bevor die gesamte Breite ihrer ökologischen Auswirkungen gewürdigt und bewältigt werden kann.“

Ed Ricciuti ist Journalist, Autor und Naturforscher, der seit mehr als einem halben Jahrhundert schreibt. Sein neuestes Buch heißt Bären im Hinterhof: Große Tiere, weitläufige Vororte und der neue Großstadtdschungel (Countryman Press, Juni 2014). Seine Aufgaben führten ihn um die ganze Welt. Er ist spezialisiert auf Natur, Wissenschaft, Naturschutzfragen und Strafverfolgung. Als ehemaliger Kurator der New York Zoological Society und jetzt der Wildlife Conservation Society ist er möglicherweise der einzige Mann, der jemals von einem Coatimundi in Manhattans 57th Street gebissen wurde.