Eine neue Studie zeigt: Der Verlust von Pflanzenarten verändert mehr als nur das Landschaftsbild – er verstummt auch die komplexe chemische Sprache, mit der Pflanzen untereinander und mit ihrer Umwelt kommunizieren.
Forschende des Max-Planck-Instituts für chemische Ökologie und der Universität Kiel haben herausgefunden, dass die Vielfalt an Pflanzenarten in einem Ökosystem direkt die chemischen Signale beeinflusst, die Pflanzen aussenden. Die Studie zeigt, dass artenreiche Pflanzengemeinschaften deutlich vielfältigere und komplexere Duftsignale produzieren als solche mit wenigen Arten. Dieser Effekt betrifft nicht nur die gesamte Pflanzengemeinschaft, sondern verändert sogar die chemische Kommunikation einzelner Pflanzen, wie etwa des Spitzwegerichs.
Wie man den Pflanzen beim «Reden» zuhört
Im Rahmen des «Jena Experiments» untersuchte das Team um Professorin Sybille Unsicker Graslandflächen mit unterschiedlicher Biodiversität. Die grösste Herausforderung lag darin, die flüchtigen Duftsignale unter realen Freilandbedingungen einzufangen. Dafür entwickelten die Forschenden ein spezielles System: Für Messungen auf Gemeinschaftsebene wurde ein transparenter Kasten über die Vegetation gestülpt, um die Düfte zu konzentrieren. Um einzelne Pflanzen wie den Spitzwegerich zu untersuchen, kamen kleine, durchsichtige Plastiktüten zum Einsatz. Anschliessend wurden die gesammelten chemischen Verbindungen mit modernsten Analysemethoden identifiziert und quantifiziert.
Vielfalt erzeugt komplexere Signale
Die Ergebnisse sind eindeutig: Je mehr verschiedene Pflanzenarten zusammenleben, desto vielfältiger und komplexer sind die chemischen Duftsignale. Eine artenarme Gemeinschaft sendet hingegen ein vereinfachtes, verändertes Signalspektrum aus. Besonders bemerkenswert ist, dass dies auch Einzelpflanzen beeinflusst. Die chemischen Signale eines Spitzwegerichs wurden indirekt durch die Duftsignale seiner Nachbarpflanzen verändert. Es ist, als würde man in einem lebhaften, vielsprachigen Gespräch (der artenreichen Gemeinschaft) sitzen oder in einem monotonen Zwiegespräch (der artenarmen Fläche).
Welche und wie viele Pflanzenarten nebeneinander wachsen, bestimmt also direkt das chemische «Gespräch» in einem Ökosystem. Da diese Duftsignale für die Anlockung von Bestäubern, die Abwehr von Schädlingen und die Interaktion unter Pflanzen lebenswichtig sind, hat ihre Veränderung konkrete ökologische Folgen. «Die Pflanzenvielfalt hat daher direkte Auswirkung auf die Koevolution von Arten, die Stabilität eines Ökosystems sowie auf den Naturschutz. Der Verlust der Biodiversität kann nicht nur sichtbare Wechselwirkungen zwischen den Arten, sondern auch die unsichtbaren Kommunikationsnetzwerke von Pflanzen stören», warnt Studienleiterin Sybille Unsicker.
Diese Erkenntnisse zeigen, dass die biologische Vielfalt eines Lebensraums über die blosse Anzahl sichtbarer Arten hinausgeht und auch die Funktionalität unsichtbarer chemischer Netzwerke umfasst. Der Verlust von Arten bedeutet somit auch einen Verlust an kommunikativer Komplexität, der die Stabilität des Ökosystems gefährden könnte. Ein solcher Verlust an kommunikativer Komplexität könnte weitreichende Folgen für die Anziehung von Bestäubern, die natürliche Schädlingsabwehr und letztlich die Gesundheit des gesamten Ökosystems haben. Die Studie liefert damit ein weiteres, starkes Argument für den Erhalt der Pflanzenvielfalt. Sie zeigt, dass Naturschutz nicht nur einzelne Arten, sondern auch die unsichtbaren, aber lebenswichtigen Kommunikationsnetzwerke bewahrt, die durch diese Vielfalt erst entstehen. Praktiken wie das Anlegen von Blühstreifen oder der Verzicht auf Herbizide tragen direkt dazu bei, diese komplexen chemischen Signale in der Natur zu erhalten.
