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DONNERSTAG November 24, 2022

Eine Pflanze aus den USA ist in Europa eingedrungen – wie hat sie das geschafft?

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Um die Ausbreitung der invasiven nordamerikanischen Ambrosia-Pflanze zu verstehen, untersuchten Forscher ihre Gene.

Eines der größten Umweltprobleme der Welt sind fremde Arten. Wissenschaftler können jedoch oft nicht erklären, warum oder wie sich diese Arten so schnell ausbreiten können.

„Invasive Arten sind ein Schlüsselfaktor in der Krise, die sich jetzt auf die biologische Vielfalt auswirkt“,

Michael D. Martin, Professor für Evolutionäre Genomik an der Norwegische Universität für Wissenschaft und Technologie (NTNU) Universitätsmuseum.

Die Intergovernmental Science-Policy Platform on Biodiversity and Ecosystem Services (IPBES) hat die fünf schwerwiegendsten Bedrohungen für die Artenvielfalt weltweit identifiziert. Landnutzungsänderungen stehen an der Spitze, gefolgt von direkter Ressourcenausbeutung, Klimawandel und Umweltverschmutzung.

Die fünfte Sorge ist jedoch eine, die viele Menschen vielleicht nicht bedacht haben: fremde Arten, die an Orte ziehen, wo sie nicht hingehören. Wissenschaftler wissen jedoch, dass sie ein großes Problem darstellen. 

Es ist jedoch ungewiss, wie und warum sich gebietsfremde Arten so schnell ausbreiten. Infolgedessen hat sich eine internationale Forschungsgruppe, bestehend aus einigen der weltbesten Genetikexperten, dem Fall der Ambrosia (Ambrosia artemisiifolia). Ihre Ergebnisse wurden kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht Wissenschaft Fortschritte.

Warum breitet sich Unkraut aus?

Beheimatet in den gemäßigten Regionen Nordamerikas, wurde Ambrosia versehentlich eingeführt Europa im 1800. Jahrhundert durch importiertes Saatgut und kontaminiertes Pferdefutter. In den letzten Jahren hat es sich über einen beträchtlichen Teil des Kontinents ausgebreitet. Heutzutage ist kontaminiertes Vogelfutter eine Haupteinschleppungsquelle, daher sollten Sie, wenn Sie Vögel draußen mit importiertem Saatgut füttern, zuerst die Ambrosiasamen aussortieren.

Glücklicherweise sterben viele gebietsfremde Arten, bevor sie Schaden anrichten können, weil sie sich nicht in einer neuen Umgebung etablieren und anpassen können. Was also lässt Ambrosia gedeihen? Ihre Gene halten den Schlüssel.

„Wir haben das Erbgut von 655 Exemplaren der Ambrosie untersucht, davon 308 aus historischen Pflanzensammlungen in Herbarien. Einige von ihnen waren bis zu 190 Jahre alt und stammen aus der Zeit, als die Pflanze zum ersten Mal vorgestellt wurde Europa“, sagt Vanessa C. Bieker, Expertin für Evolutionsgenetik am NTNU University Museum.

Auf diese Weise konnten die Forscher verfolgen, wie sich die Ambrosia seit der Ankunft der Pflanze entwickelt hat Europa. Diese Informationen lieferten Antworten, die ihnen halfen, besser zu verstehen, was heute zu der enormen Verbreitung geführt hat.

Aber zuerst ein paar Informationen darüber, warum fremde Arten etwas sind, worüber wir uns Sorgen machen sollten.

Weltweit Probleme verursachen

In weiten Teilen der Welt bereiten gebietsfremde Arten Probleme. Zu den invasiven Bedrohungen in Norwegen gehört der Lachsparasit Gyrodactylus Salaris, Nerz, Sitka-Fichte, Gartenlupine, Amerikanischer Hummer, das Teichkraut Elodea canadensis, rote Königskrabbe, Kanadagans und Riesenbärenklau.

Der menschliche Einfluss auf die Natur ist oft der Kern des Problems. Das Homo sapiens Die Bevölkerung wird in diesem Jahr acht Milliarden überschreiten. In den letzten 50 Jahren haben Menschen den Planeten verändert, indem sie Arten in Teile der Welt verbreitet haben, wo sie nicht hingehören.

Diese gebietsfremden Arten können Arten verdrängen, die bereits in einem Gebiet existieren. Manchmal fressen sie einfach die einheimische Art. Andere Male essen sie ihr Essen. Sie übernehmen die Lebensräume von Arten, die nicht in der Lage sind, sich gegen die Fähigkeit der Eindringlinge zu behaupten, sich zu vermehren oder die Ressourcen in der Region zu nutzen.

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Ambrosia wächst schnell und wird groß und kann so einheimische Arten verdrängen.

Kaninchen und Katzen

Ein berühmtes Beispiel sind die Kaninchen Australiens, wo die Europäer ein paar Kaninchen auf ihrem neu entdeckten Kontinent freiließen, um es heimeliger zu machen und etwas zu jagen. Aber in Australien hatten die Kaninchen keine natürlichen Feinde, die die Population in Schach halten konnten.

Eine halbe Milliarde Kaninchen und enorme Naturzerstörung später waren die Kaninchen nicht mehr so ​​angenehm. Selbst nach massiven Krankheitsausbrüchen und intensiven Bemühungen zur Kontrolle der Bevölkerung gibt es in Australien immer noch einige hundert Millionen Kaninchen, ganz zu schweigen von mehr als einer Million wilder Kamele, 200 Millionen Kröten und einigen Millionen Füchsen und Wildkatzen.

Katzen sind eine der wirklich großen Bedrohungen für Vögel und andere Tiere weltweit. In den USA töten sie jährlich bis zu vier Milliarden Vögel und mehr als 20 Milliarden Säugetiere, während in Norwegen Freigänger etwa sieben Millionen Vögel töten. Wer der Umwelt wirklich helfen will, sollte seine Katze drinnen behalten – und auch kastrieren lassen.

Härtere Pflanzen in Europa

Also, zurück nach Europa und zum Ambrosia. Die Forschungsgruppe fand Antworten, die erklären können, warum diese Pflanze so erfolgreich ist.

„Die invasiven Populationen in Europa begünstigen die Entwicklung von Genen, die zu ihrer Abwehr beitragen, etwa solche gegen Krankheitserreger“, sagt Vanessa C. Bieker.

In Europa hat sich Ambrosia möglicherweise so entwickelt, dass die Pflanze widerstandsfähiger gegen lokale Bedrohungen wurde.

Natürliche Selektion bedeutete, dass winterharte Pflanzen einen großen Vorteil hatten und sich häufiger vermehrten als weniger winterharte Exemplare. Dies breitete sich auf die Nachkommen aus, die den Vorteil weiterführten. Heute haben die zäheren Pflanzen vollständig übernommen.

Andere Arten trugen zur Verbreitung bei

Unterwegs erhielt die Ambrosie auch Hilfe von Außenstehenden. Ambrosie vermehrt sich sexuell und kompensiert den Mangel an Partnern auf einem neuen Kontinent, indem sie ihre eigene Art verlässt.

„Wir entdeckten, dass sich die Pflanze in Europa mit nahe verwandten Arten kreuzte, die ungefähr zur gleichen Zeit eingeführt wurden“, sagt Michael Martin.

Dieses Verhalten bedeutete, dass Ambrosia keine andere Ambrosia-Pflanze in der Nähe haben musste, damit die Pflanze Fuß fassen konnte, da Pollen von nahen Verwandten zur Samenproduktion verwendet werden konnten. Dies ist besonders in den frühen Stadien der Einführung nützlich, wenn die Populationsgrößen klein sind.

Verbreitung bis nach Dänemark

Die Pflanze könnte auch ihren Feinden in Nordamerika entkommen sein, indem sie hierher gekommen ist. In seiner natürlichen Heimat war er anfällig für bakterielle Krankheitserreger.

In Europa hatten sich die lokalen Bakterien nicht gemeinsam mit der Ambrosie entwickelt und stellten daher keine unmittelbare Bedrohung dar. Die eindringende Pflanze konnte mehr Energie für Wachstum und Fortpflanzung statt für die Verteidigung verwenden, was ihr wiederum einen Vorteil gegenüber den einheimischen Pflanzen verschaffte.

Ambrosie ist auch in Teilen ihres Heimatkontinents Nordamerika ein Problem. Landwirtschaft und Siedler trugen dazu bei, die Pflanze in Teilen Amerikas zu verbreiten, wo die Pflanze nicht heimisch ist. Mehr darüber können Sie hier lesen.

Dänemark ist derzeit die nördliche Grenze für die Ambrosia, und sie etabliert sich dort jetzt immer mehr. Die Pflanze ist derzeit in Norwegen keine Bedrohung, wahrscheinlich wegen des rauen Klimas des Landes.

Das ist erstmal gut – und auch für Pollenallergiker, die sonst vielleicht eine Saison bis November fürchten. Wir werden sehen, was passiert, wenn der Klimawandel mit wärmeren Wintern zuschlägt. Vielleicht ist es doch nicht so schlimm, unsere kalten Winter zu ertragen und ab und zu ein wenig zu frieren.



Referenz: „Aufdeckung der genomischen Grundlage einer außergewöhnlichen Pflanzeninvasion“ von Vanessa C. Bieker, Paul Battlay, Bent Petersen, Xin Sun, Jonathan Wilson, Jaelle C. Brealey, François Bretagnolle, Kristin Nurkowski, Chris Lee, Fátima Sánchez Barreiro, Gregory L. Owens, Jacqueline Y. Lee, Fabian L. Kellner, Lotte van Boheeman, Shyam Gopalakrishnan, Myriam Gaudeul, Heinz Mueller-Schaerer, Suzanne Lommen, Gerhard Karrer, Bruno Chauvel, Yan Sun, Bojan Kostantinovic, Love Dalén, Péter Poczai, Loren H. Rieseberg, M. Thomas P. Gilbert, Kathryn A. Hodgins und Michael D. Martin, 24. August 2022, Wissenschaft Fortschritte.
DOI: 10.1126/sciadv.abo5115

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