Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Gras oder Kräuter? Kleine Bodenorganismen entscheiden über die Zusammensetzung von Wiesen

11.08.2010
Wirbellose Tiere im Boden haben einen größeren Einfluss auf die Vegetation als bisher gedacht. Ihr Anteil entscheidet beispielsweise darüber, ob sich auf einer Wiese mehr Gräser oder mehr Kräuter ausbreiten.

Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie der Universitäten Jena und Potsdam zusammen mit dem Max-Planck-Institut für Biogeochemie und dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ). In einem Feldexperiment wurden dazu Bergwiesen im Frankenwald und im Thüringer Schiefergebirge fünf Jahre lang untersucht.

Dabei zeigte sich, dass die Aktivität pflanzenfressender Wirbelloser im Boden ein wichtiger Faktor ist, der die Pflanzenvielfalt der Wiesen erhöht. Die Pflanzenfresser im Boden hätten einen viel größeren Einfluss als die Pflanzenfresser über der Grasnarbe, schreiben die Forscher im Fachblatt Ecology.

Die Bedeutung von Insekten und Schnecken als Schädlinge in der Forst- und Landwirtschaft ist in den letzten Jahrhunderten intensiv erforscht worden. Vergleichsweise wenig Wissen gibt es dagegen über die Bedeutung dieser pflanzenfressenden Wirbellosen für natürliche Ökosysteme.

"Unsere Studie ist die erste, die auf Landschaftsebene zeigt, dass die Artenvielfalt der Pflanzen bestimmt, welche Auswirkungen wirbellose Pflanzenfresser auf das Ökosystem haben", erklärt Dr. Claudia Stein, die die Untersuchungen im Rahmen ihrer Doktorarbeit am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung durchgeführt hat. Mit Ihrem Experiment konnten die Ökologen zeigen, dass der Zusammenhang zwischen Biodiversität und dem Funktionieren von Ökosystemen durch sehr komplexe Wechselbeziehungen zwischen verschiedenen Organismengruppen im Nahrungsnetz bestimmt wird. So konnte eine frühere Studie aus dem Projekt zum Beispiel anhand des Gemeinen Grashüpfers (Chorthippus parallelus) zeigen, dass ein Rückgang der Vegetationsvielfalt sich auch auf solche weit verbreiteten Tierarten negativ auswirken kann.

Die jüngsten Studie zeigte außerdem, dass sich die Zusammensetzung der Wiesen durch die Fraßtätigkeit der pflanzenfressenden Wirbelosen im Boden veränderte, während die gesamte Biomasse im Durchschnitt ungefähr gleich blieb. "Die Fraßtätigkeit dieser kleinen unscheinbaren Tiere stellt einen wichtigen Faktor für die Artenvielfalt der Pflanzen auf den Wiesen dar. Dieses Ergebnis bestätigt theoretische Vorhersagen", ergänzt Steins Kollege Dr. Harald Auge.

Für das Experiment untersuchten die Forscher Bergwiesen im Frankenwald und im Thüringer Schiefergebirge in Höhen zwischen 500 und 870 Metern. Die Flächen liegen zwischen Tettau und Lobenstein – also auf beiden Seiten der ehemaligen innerdeutschen Grenze. Seit dem Mittelalter werden diese Wiesen für die Produktion von Heu genutzt. Aus über 70 Flächen wählten die Forscher 14 aus, deren Gras seit mindestens zehn Jahren zweimal jährlich gehauen wird, die aber nicht beweidet oder gedüngt werden. Anschließend wurde die vorhandene Vegetation auf den fünf mal fünf Meter großen Versuchsflächen genau registriert. Auf einen Teil der Versuchsflächen wurden dann Insekten- und Schneckengifte eingesetzt, die die Fressfeinde der Pflanzen im und oberhalb des Bodens beseitigten. Die Veränderungen in der Vegetation verglichen die Forscher fünf Jahre lang mit denen auf unbehandelten Versuchsflächen vor Ort. Die Anzahl der Pflanzenarten betrug am Ende zwischen 13 und 38 Arten pro Quadratmeter, die insgesamt zwischen 272 und 1125 Gramm Biomasse pro Jahr produzierten.

Schwankungen bei Temperatur und Niederschlag zwischen einzelnen Untersuchungsjahren verfälschen oft Kurzzeitstudien. "Unsere Ergebnisse zeigen, wie wichtig es ist, Langzeituntersuchungen durchzuführen, denn hätten wir die Untersuchung nach einem oder zwei Jahren beenden müssen, dann wären wir zu völlig anderen Ergebnissen gekommen", betont Dr. Claudia Stein. Künftige Studien sollten sich daher stärker auch auf andere Funktionen von Ökosystemen konzentrieren, statt nur die Produktivität in Form der Biomasse über der Erde zu messen, schlussfolgern die Forscher. Ihre Untersuchung hat gezeigt: Das was über der Erde wächst, hängt entscheidend von dem ab, was unter der Erde passiert.

Tilo Arnhold

Die Vereinten Nationen haben 2010 zum Internationalen Jahr der Biologischen Vielfalt erklärt. Ziel ist es, dass Thema biologische Vielfalt mit seinen vielen Facetten stärker in das öffentliche Bewusstsein zu rücken. Mit seiner Expertise trägt das UFZ dazu bei, die Folgen und Ursachen des Biodiversitätsverlustes zu erforschen sowie Handlungsoptionen zu entwickeln.

Mehr dazu erfahren Sie unter:
http://www.ufz.de/index.php?de=16034 und http://www.ufz.de/data/ufz_spezial_april08_20080325_WEB8411.pdf

Die Biodiversitätsforschung in Deutschland ist auf zahlreiche Institutionen wie Hochschulen, außeruniversitäre Einrichtungen und Ressortforschung bis hin zu Naturschutzverbänden und Firmen verteilt. Das Netzwerk-Forum zur Biodiversitätsforschung, ein Projekt im Rahmen von DIVERSITAS-Deutschland, möchte der Forschungscommunity deshalb eine gemeinsame institutionsunabhängige Kommunikationsstruktur und -kultur anbieten.
Mehr dazu erfahren Sie unter:
http://www.biodiversity.de/
Weitere fachliche Informationen:
Dr. Harald Auge, Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ)
Tel. 0345-558-5309
http://www.ufz.de/index.php?de=1153
und
Dr. Claudia Stein, z.Z. University of Berkeley
http://nature.berkeley.edu/sudinglab/subpage1%20people.html
http://www.ufz.de/index.php?en=10025
oder über
Tilo Arnhold, UFZ-Pressestelle
Telefon: 0341-235-1635
E-mail: presse@ufz.de

Publikationen:
Stein, Claudia, Sybille B. Unsicker, Ansgar Kahmen, Markus Wagner, Volker Audorff, Harald Auge, Daniel Prati, and Wolfgang W. Weisser (2010): Impact of invertebrate herbivory in grasslands depends on plant species diversity. Ecology 91:1639-1650

http://dx.doi.org/10.1890/09-0600.1

Ecology: Driving Diversity Underground
Science (Volume 329, Number 5989, Issue of 16 July 2010)
http://www.sciencemag.org/content/vol329/issue5989/twil.dtl
Unsicker, Sybille B., Alexandra Franzke, Juliane Specht, Günter Köhler, Jeanine Linz, Carsten Renker, Claudia Stein, and Wolfgang W. Weisser (2009): Plant species richness in montane grasslands affects the fitness of a generalist grasshopper species. Ecology 91:1083-1091

http://dx.doi.org/10.1890/09-0402.1

Weiterführende Links:
DIVA-Projekt
http://www2.uni-jena.de/biologie/ecology/biolog/deutsch.htm
Im Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) erforschen Wissenschaftler die Ursachen und Folgen der weit reichenden Veränderungen der Umwelt. Sie befassen sich mit Wasserressourcen, biologischer Vielfalt, den Folgen des Klimawandels und Anpassungsmöglichkeiten, Umwelt- und Biotechnologien, Bioenergie, dem Verhalten von Chemikalien in der Umwelt, ihrer Wirkung auf die Gesundheit, Modellierung und sozialwissenschaftlichen Fragestellungen. Ihr Leitmotiv: Unsere Forschung dient der nachhaltigen Nutzung natürlicher Ressourcen und hilft, diese Lebensgrundlagen unter dem Einfluss des globalen Wandels langfristig zu sichern. Das UFZ beschäftigt an den Standorten Leipzig, Halle und Magdeburg 900 Mitarbeiter. Es wird vom Bund sowie von Sachsen und Sachsen-Anhalt finanziert.

http://www.ufz.de/

Die Helmholtz-Gemeinschaft leistet Beiträge zur Lösung großer und drängender Fragen von Gesellschaft, Wissenschaft und Wirtschaft durch wissenschaftliche Spitzenleistungen in sechs Forschungsbereichen: Energie, Erde und Umwelt, Gesundheit, Schlüsseltechnologien, Struktur der Materie, Verkehr und Weltraum. Die Helmholtz-Gemeinschaft ist mit fast 28.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern in 16 Forschungszentren und einem Jahresbudget von rund 2,8 Milliarden Euro die größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands. Ihre Arbeit steht in der Tradition des Naturforschers Hermann von Helmholtz (1821-1894).

http://www.helmholtz.de

Doris Böhme | UFZ News
Weitere Informationen:
http://www.ufz.de/index.php?de=19799

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Ab ins Ungewisse: Über das Risikoverhalten von Jugendlichen
19.01.2017 | Max-Planck-Institut für Bildungsforschung

nachricht Der Klang des Ozeans
12.01.2017 | Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

An Bord einer Höhenforschungsrakete wurde erstmals im Weltraum eine Wolke ultrakalter Atome erzeugt. Damit gelang der MAIUS-Mission der Nachweis, dass quantenoptische Sensoren auch in rauen Umgebungen wie dem Weltraum eingesetzt werden können – eine Voraussetzung, um fundamentale Fragen der Wissenschaft beantworten zu können und ein Innovationstreiber für alltägliche Anwendungen.

Gemäß dem Einstein’schen Äquivalenzprinzip werden alle Körper, unabhängig von ihren sonstigen Eigenschaften, gleich stark durch die Gravitationskraft...

Im Focus: Quantum optical sensor for the first time tested in space – with a laser system from Berlin

For the first time ever, a cloud of ultra-cold atoms has been successfully created in space on board of a sounding rocket. The MAIUS mission demonstrates that quantum optical sensors can be operated even in harsh environments like space – a prerequi-site for finding answers to the most challenging questions of fundamental physics and an important innovation driver for everyday applications.

According to Albert Einstein's Equivalence Principle, all bodies are accelerated at the same rate by the Earth's gravity, regardless of their properties. This...

Im Focus: Mikrobe des Jahres 2017: Halobacterium salinarum - einzellige Urform des Sehens

Am 24. Januar 1917 stach Heinrich Klebahn mit einer Nadel in den verfärbten Belag eines gesalzenen Seefischs, übertrug ihn auf festen Nährboden – und entdeckte einige Wochen später rote Kolonien eines "Salzbakteriums". Heute heißt es Halobacterium salinarum und ist genau 100 Jahre später Mikrobe des Jahres 2017, gekürt von der Vereinigung für Allgemeine und Angewandte Mikrobiologie (VAAM). Halobacterium salinarum zählt zu den Archaeen, dem Reich von Mikroben, die zwar Bakterien ähneln, aber tatsächlich enger verwandt mit Pflanzen und Tieren sind.

Rot und salzig
Archaeen sind häufig an außergewöhnliche Lebensräume angepasst, beispielsweise heiße Quellen, extrem saure Gewässer oder – wie H. salinarum – an...

Im Focus: Innovatives Hochleistungsmaterial: Biofasern aus Florfliegenseide

Neuartige Biofasern aus einem Seidenprotein der Florfliege werden am Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP gemeinsam mit der Firma AMSilk GmbH entwickelt. Die Forscher arbeiten daran, das Protein in großen Mengen biotechnologisch herzustellen. Als hochgradig biegesteife Faser soll das Material künftig zum Beispiel in Leichtbaukunststoffen für die Verkehrstechnik eingesetzt werden. Im Bereich Medizintechnik sind beispielsweise biokompatible Seidenbeschichtungen von Implantaten denkbar. Ein erstes Materialmuster präsentiert das Fraunhofer IAP auf der Internationalen Grünen Woche in Berlin vom 20.1. bis 29.1.2017 in Halle 4.2 am Stand 212.

Zum Schutz des Nachwuchses vor bodennahen Fressfeinden lagern Florfliegen ihre Eier auf der Unterseite von Blättern ab – auf der Spitze von stabilen seidenen...

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Hybride Eisschutzsysteme – Lösungen für eine sichere und nachhaltige Luftfahrt

23.01.2017 | Veranstaltungen

Mittelstand 4.0 – Mehrwerte durch Digitalisierung: Hintergründe, Beispiele, Lösungen

20.01.2017 | Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Wie der Nordatlantik zum Wärmepirat wurde

23.01.2017 | Geowissenschaften

Immunabwehr ohne Kollateralschaden

23.01.2017 | Biowissenschaften Chemie

Erstmalig quantenoptischer Sensor im Weltraum getestet – mit einem Lasersystem aus Berlin

23.01.2017 | Physik Astronomie