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Mensch & Umwelt

Erdgeschichtlicher Rekord-Blattfraß

Schon vor Jahrmillionen zernagten Insekten Blätter wie in diesem Fall. Doch das heutige Ausmaß der Fraßschäden ist offenbar beispiellos. © Istock/Waldemar Kubik

Dem Werk von Raupe, Käfer und Co auf der Spur: Seit dem Ende der Kreidezeit wurden Pflanzen noch nie so stark von Insekten zerfressen wie heute, berichten Forscher. Dies legt ein Vergleich der Insektenschäden an modernen Blättern aus verschiedenen Waldökosystemen und fossilen Exemplaren aus der Zeit bis vor rund 67 Millionen Jahren nahe. Der aktuell besonders intensive Befall könnte mit dem Zeitalter des Menschen verbunden sein. Bisher bleibt allerdings unklar, inwieweit der rasche anthropogene Klimawandel, die komplexen Ökosystemveränderungen oder weitere Faktoren dabei eine Rolle spielen, sagen die Wissenschaftler.

Seit Urzeiten machen sich Insekten über die gewaltige Biomasse her, die von der terrestrischen Flora gebildet wird: Parallel zu den Pflanzen entwickelten sich im Verlauf der Evolution herbivore Insekten, die sich auf verschiedene Weise von ihnen ernähren. Die grundlegenden Pflanzen- und Insekten-Gruppen, die heute unsere Natur prägen, haben sich dabei bereits vor dem Ende der Kreidezeit entwickelt. Man geht deshalb davon aus, dass sich die Akteure des Systems in den letzten 67 Millionen Jahren zumindest nicht mehr grundlegend verändert haben. Wie sich allerdings das Niveau des Befalls von Pflanzen in dieser von klimatischen Veränderungen geprägten Zeitspanne verändert hat, ist unklar.

Zumindest was die moderne Zeit betrifft, zeichnete sich bereits ein auffälliger Trend ab: Herbariumsproben aus den frühen 2000er Jahren weisen deutlich eher Insektenschäden auf als Exemplare, die in den frühen 1900er Jahren gesammelt wurden. Dieses Muster wurde dabei mit der Klimaerwärmung in Verbindung gebracht. Denn herbivore Insekten vermehren sich bei höheren Temperaturen oft besser und sind auch hungriger. In den letzten 67 Millionen Jahren kam es allerdings auch immer mal wieder zu globalen Temperaturanstiegen. Unter anderem gingen die Forscher um Lauren Azevedo-Schmidt von der University of Wyoming in Laramie deshalb nun der Frage nach, inwieweit sich auch in diesen Zeiten ein Anstieg des Insektenbefalls von Pflanzen feststellen lässt.

Angenagte Blätter im Visier

Azevedo-Schmidt und ihre Kollegen untersuchten dazu die Spuren von Insektenfraßschäden an versteinerten Blättern aus der späten Kreidezeit bis zum Pleistozän – und damit der Zeit von etwa 67 Millionen Jahren bis vor zwei Millionen Jahren. Die Auswertungsergebnisse verglichen sie dann mit vergleichbaren Blattproben, die in drei unterschiedlichen Waldökosystemen heutiger Zeit gesammelt wurden. Die Forscher unterschieden dabei verschiedene Formen von Schäden, die mit bestimmten Gruppen der Insekten verbunden sind: etwa seitliche Abnagungen, Löcher oder Minen in den Blättern. Zudem wurden grundlegende Merkmale der pflanzlichen Biodiversität der jeweiligen Probesysteme erfasst.

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Aus den umfangreichen Analyseergebnissen ging hervor: “Der Unterschied bei den Insektenschäden zwischen der modernen Ära und den fossilen Funden ist frappierend”, resümiert Azevedo-Schmidt das zentrale Ergebnis. Denn die Wissenschaftler stellten fest, dass alle Arten von Schäden an heutigen Blättern deutlich vermehrt zu finden sind. Im Vergleich mit dem Niveau in den letzten 67 Millionen Jahren erreichen sie demnach ein durchschnittlich etwa doppelt so hohes Ausmaß. Obwohl sich die Welt in dieser Zeitspanne immer wieder deutlich veränderte, schwankte das grundsätzliche Niveau des Insektenfraßes in den Wäldern offenbar nur vergleichsweise wenig, zeigten die Auswertungen. Auch bei den bekannten klimatischen Erwärmungen der Vergangenheit waren dabei eher nur geringe Anstiege zu verzeichnen, berichten die Forscher.

Vermutlich komplexer Effekt des Menschen

Die Ergebnisse belegen somit, dass die Veränderung der Pflanzen-Insekten-Interaktion mit dem Zeitalter des Menschen verbunden ist. Was allerdings hinter dem Effekt konkret steckt, erscheint bisher unklar und ist möglicherweise komplex, betonen die Forscher. Auf die Temperaturerhöhung im Rahmen des Klimawandels sind die erhöhten Fraßschäden ihnen zufolge zumindest nicht in direkter Weise zurückzuführen. Denn dann wäre es auch in der Vergangenheit wohl schon zu starken Zunahmen gekommen. Die Wissenschaftler geben allerdings zu bedenken, dass der aktuelle Klimawandel im Vergleich zu den vergangenen Episoden sehr schnell abläuft. Die längeren Veränderungszeiten gaben Pflanzen möglicherweise einst mehr Möglichkeiten, sich an den erhöhten Befall durch Fraßinsekten durch Verteidigungsstrategien anzupassen, erklären Azevedo-Schmidt und ihre Kollegen.

Doch auch andere menschengemachte Faktoren könnten die entscheidende Rolle spielen: “Es ist möglich, dass die Stärke des menschlichen Einflusses auf die Wechselwirkungen zwischen Pflanzen und Insekten nicht allein durch den Klimawandel gesteuert wird, sondern vielmehr durch die Art und Weise, wie der Mensch mit der terrestrischen Landschaft interagiert”, so die Wissenschaftler. Denn in der Natur ist bekanntlich vieles in komplexer Weise durcheinandergeraten. Konkret könnten etwa die zunehmende Fragmentierung von Wäldern, der Schwund der Biodiversität bei den tierischen Feinden der Fraßinsekten sowie die Ausbreitung invasiver Arten eine Rolle spielen, schreiben die Forscher. Ihnen zufolge sollten nun allerdings weitere Untersuchungen die genauen Ursachen für die offenbar erdgeschichtlich beispiellos hohen Fraßschäden an Pflanzen klären.

Quelle: University of Wyoming, Fachartikel, PNAS, doi: Proceedings of the National Academy of Sciences, doi: 10.1073/pnas.2202852119

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