05.09.2016 | Medienmitteilung, Experimentelle Interaktionsökologie, TOP NEWS

Nützlinge hier - Schädlinge dort: Europäische Regenwürmer verringern Artenvielfalt in Nordamerika

Würmer der Art Lumbricus terrestris (Foto: Simone Cesarz).

Würmer der Art Lumbricus terrestris (Foto: Simone Cesarz).

Regenwürmer fressen die Laubstreu (Foto: Olga Ferlian).

Regenwürmer fressen die Laubstreu (Foto: Olga Ferlian).

Reiche Bodenvegetation in regenwurmfreiem Wald (Foto: Paul Ojanen).

Reiche Bodenvegetation in regenwurmfreiem Wald (Foto: Paul Ojanen).

Verarmte Bodenvegetation nach Regenwurm-Invasion (Foto: Scott L Loss).

Verarmte Bodenvegetation nach Regenwurm-Invasion (Foto: Scott L Loss).

Von Gräsern geprägte Bodenvegetation nach Regenwurm-Invasion (Foto: Scott L Loss).

Von Gräsern geprägte Bodenvegetation nach Regenwurm-Invasion (Foto: Scott L Loss).

Wühlende Invasoren erobern nordamerikanische Wälder

Leipzig. Europäische Regenwürmer sind dafür verantwortlich, dass die Artenvielfalt in nordamerikanischen Wäldern zurückgeht. Diesen generellen Zusammenhang konnten jetzt erstmals Wissenschaftler vom Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und der Universität Leipzig gemeinsam mit Kollegen aus den USA und Kanada nachweisen. Die eingeschleppten Würmer breiten sich invasionsartig in den Wäldern Nordamerikas aus. Mit fatalen Folgen, wie die Forscher in der Fachzeitschrift Global Change Biology berichten, denn die Vegetation am Waldboden verändert sich massiv: Die Artenvielfalt der einheimischen Pflanzen nimmt ab, die Anzahl nicht-einheimischer (exotischer) Pflanzen hingegen zu, außerdem wachsen am Waldboden mehr Gräser.

Hierzulande gelten Sie als Nützlinge, doch in Nordamerika sind viele Ökosysteme nicht auf die unterirdischen Wühler eingestellt. Denn während der letzten Eiszeit, die vor etwa 12.000 Jahren endete, starben dort fast alle Regenwürmer aus. Als das Eis zurückging, haben sich Ökosysteme entwickelt, die an Böden ohne Regenwürmer angepasst sind. Doch mittlerweile leben wieder mehrere Regenwurm-Arten in Nordamerika. Sie wurden von Europäischen Siedlern eingeschleppt und werden heute von Anglern verbreitet. Nun schiebt sich eine Regenwurm-Invasion wie eine Front mit etwa fünf Metern pro Jahr durch die Wälder und verändert die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Böden. Diese werden durchmischt und von Gängen durchzogen. Dadurch wird die Symbiose zwischen Pflanzen und Pilzen (Mykorrhiza) gestört. Die Durchmischung hat auch Auswirkungen auf den pH-Wert: Der in Mitteleuropa am besten bekannte Wurm Lumbricus terrestris zum Beispiel trägt basischen Boden aus tieferen Schichten nach oben. Am Waldboden verschwindet die Laubstreu, da sie von den Würmern gefressen und in Humus umgewandelt wird. Die in den Blättern gespeicherten Nährstoffe stehen den Pflanzen dann ganz plötzlich zur Verfügung. Außerdem trocknen die Böden rascher aus, da Wasser schneller abfließt.

Viele einheimische Pflanzen können unter diesen ungewohnten Bedingungen schlechter wachsen, daher nimmt die Artenvielfalt der Bodenvegetation ab. Der Koboldfarn (Botrychium mormo) etwa wächst kaum noch in Wäldern, die von Würmern heimgesucht werden. Auch andere Pflanzen sind bedroht, wie die große Trauerglocke (Uvularia grandiflora), der Teufelskrückstock (Aralia elata), die Waldlilie (Genus Trillium), die Weißwurz (Genus Polygonatum) oder die Blutwurz (Potentilla erecta). Umgekehrt bereiten die Würmer wortwörtlich den Boden für nicht-einheimische (exotische) Pflanzen, die an das Leben mit Regenwürmern angepasst sind. Auch Gräser wachsen sehr gut in Wäldern mit Regenwürmern. Einerseits können ihre feinen Wurzeln Bodennährstoffe, besonders Stickstoff, rasch aufnehmen, andererseits sind Gräser tolerant gegenüber Trockenheit im Sommer. Die Regenwürmer fressen aber auch kleine Samen bestimmter Pflanzenarten und nehmen so direkten Einfluss auf die Zusammensetzung der Bodenvegetation. Je mehr Arten von Regenwürmern gemeinsam an einem Standort vorkommen, umso mehr Pflanzen verschwinden, da verschiedene Regenwürmer in unterschiedlichen Bodenschichten leben und sich ihre Effekte somit addieren.

Die Forscher hatten Daten aus 14 Studien zusammengeführt und ausgewertet. Ihre Ergebnisse weisen erstmalig einen generellen Zusammenhang zwischen dem Rückgang der Artenvielfalt in nordamerikanischen Wäldern und der Ausbreitung europäischer Regenwürmer nach. „Die Regenwurm-Invasion verändert die Biodiversität und möglicherweise das Funktionieren der Wald-Ökosysteme, denn sie wirkt in das gesamte Nahrungsnetz hinein und beeinflusst Wasser- und Nährstoffkreisläufe“, so Dylan Craven, Erstautor der Studie. „Die langfristigen Folgen könnten massiv sein und durch den Klimawandel weiter verstärkt werden“, ergänzt Studienleiter Prof. Nico Eisenhauer. Beide sind Wissenschaftler am Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) und an der Universität Leipzig. Eisenhauer hatte jüngst 1,5 Mio. Euro EU-Gelder eingeworben um die Konsequenzen der Regenwurm-Invasion zu untersuchen.

Tabea Turrini

 

 

 

Link zu hochauflösendem Bildmaterial:

https://portal.idiv.de/owncloud/index.php/s/c2wfArZ82Y86DsU

 

Publikation:

Dylan Craven, Madhav P. Thakur, Erin K. Cameron, Lee E. Frelich, Robin Beausejour, Robert B. Blair, Bernd Blossey, James Burtis, Amy Choi, Timothy J. Fahey, Nicholas A. Fisichelli, Kevin Gibson, I. Tanya Handa, Kristine Hopfenspberger, Scott R.Loss,Victoria Nuzzo, John C. Maerz, Tara Sackett, Bryant C. Scharenboch, Sandy M. Smith, Mark Vellend, Lauren G. Umek, Nico Eisenhauer (2016): The unseen invaders: introduced earthworms as drivers of change in plant communities in North American forests (a meta-analysis). Global Change Biology. DOI: 10.1111/gcb.13446. Online erschienen am 3. September 2016. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/gcb.13446/full

 

Finanzierung:

Das Projekt erhielt Förderungen durch den Europäischen Forschungsrat unter dem Rahmenprogramm der Europäischen Union für Forschung und Innovation „Horizon 2020“ (ERC Starting Grant Nr. 677232), die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG-FZT 118), sowie den Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD).

 

Weitere Informationen:

 Dr. Dylan Craven (spricht nur Englisch und Spanisch)

Post-Doktorand in der Abteilung Experimentelle Interaktionsökologie am Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig und an der Universität Leipzig

Tel. +49 341 9733135

https://www.idiv.de/de/das_zentrum/mitarbeiterinnen/mitarbeiterdetails/eshow/craven-dylan.html

 

und

Prof. Nico Eisenhauer

Leiter der Forschungsgruppe Experimentelle Interaktionsökologie am Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig und an der Universität Leipzig

Tel. +49 341 9733167

https://www.idiv.de/de/das_zentrum/mitarbeiterinnen/mitarbeiterdetails/eshow/eisenhauer-nico.html

 

sowie

Dr. Tabea Turrini

Abteilung Presse- und Öffentlichkeitsarbeit iDiv

Tel.: +49 341 9733 106

E-Mail: tabea.turrini@idiv.de

http://www.idiv.de/de/presse/mitarbeiterinnen.html

 

Links:

iDiv-Pressemitteilung: Europäischer Forschungsrat fördert Leipziger Biologen mit 1.5 Millionen Euro

https://www.idiv.de/de/presse/pressemitteilungen/press_release_single_view/news_article/european-res.html

 

Allgemeine Informationen über Regenwürmer in Nordamerika:

http://ecosystems.serc.si.edu/earthworm-invaders/

sowie

http://www.nrri.umn.edu/worms/

 

iDiv ist eine zentrale Einrichtung der Universität Leipzig im Sinne des § 92 Abs. 1 SächsHSFG und wird zusammen mit der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg und der Friedrich-Schiller-Universität Jena betrieben sowie in Kooperation mit dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH – UFZ. Beteiligte Kooperationspartner sind die folgenden außeruniversitären Forschungs-einrichtungen: das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH – UFZ, das Max-Planck-Institut für Biogeochemie (MPI BGC), das Max-Planck-Institut für chemische Ökologie (MPI CE), das Max-Planck-Institut für evolutionäre Anthropologie (MPI EVA), das Leibniz-Institut Deutsche Sammlung von Mikroorganismen und Zellkulturen (DSMZ), das Leibniz-Institut für Pflanzenbiochemie (IPB), das Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK) und das Leibniz-Institut Senckenberg Museum für Naturkunde Görlitz (SMNG).

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