Ursachen der Ausbreitung invasiver Pflanzen

Das schlussfolgert ein internationales Forscherteam aus einer Studie zu mitteleuropäischen Pflanzen, die wie die Einwanderer aus Europa inzwischen ebenfalls in Nordamerika heimisch geworden sind. Die Etablierung einer neuen Pflanzenart hänge vor allem von der Aufenthaltsdauer im neuen Lebensraum und der Anzahl der Habitate ab, in denen die Art in ihrer alten Heimat vorkomme, schreiben die Forscher im Fachblatt Ecology.

An der Studie, die gemeinsam von Wissenschaftlern der Tschechischen Akademie der Wissenschaften und des Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) geleitet wurde, waren auch die Karls-Universität Prag, die Martin-Luther Universität Halle-Wittenberg, das Deutsche Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig, die Masaryk-Universität Brünn, das Biota of North America Program in North Carolina (USA) und andere Institutionen beteiligt.

Invasive Arten, die sich in ihrer neuen Heimat stark ausbreiten, können nicht nur Ökosysteme durcheinanderbringen und die biologische Vielfalt gefährden, sie können auch für massive ökonomische Schäden zum Beispiel in der Land- oder Forstwirtschaft sorgen. Hat sich eine Art erst einmal etabliert, dann kann diese oft nicht mehr mit vertretbarem Aufwand zurückgedrängt werden. Seit den 1980er Jahren suchen Biologen daher nach Möglichkeiten, um vorhersagen zu können, welche Arten sich invasiv ausbreiten und welche nicht. Ein komplexes Problem mit vielen Facetten. Klar ist bisher, dass die Mehrzahl der gebietsfremden Arten sich in der neuen Heimat mithilfe des Menschen etabliert hat.

Die Geschichte hat dafür gesorgt, dass mit den Europäern auch viele Arten in andere Teile der Welt gelangt sind, so auch nach Nordamerika. Der intensive Handel zwischen beiden Kontinenten hat im Laufe der letzten fünf Jahrhunderte zu einem der größten Austauschprozesse von Arten geführt. Da dieser Ausbreitungsweg symptomatisch für die Ausbreitung vieler Arten über Kontinente hinweg ist, nahmen die Wissenschaftler diesen genauer unter die Lupe. Sie wollten herausfinden, was bestimmte Arten erfolgreich macht. Dazu nutzten sie die bislang umfassendste Datenbank mit Informationen zu Pflanzenarten aus Europa in Nordamerika.

Ein Abgleich der für die Pflanzenwelt Mitteleuropas repräsentativen Flora Tschechiens mit der Datenbank Nordamerikanischer Gefäßpflanzen ergab, dass sich von 1.218 mitteleuropäischen Samenpflanzenarten inzwischen bereits 466 in Nordamerika etabliert haben. Diese haben also Populationen gebildet, die sich selbständig in der freien Wildbahn vermehren. Die umfangreichen Informationen der Datenbank ermöglichten den Wissenschaftlern nun, eine Vielzahl von Merkmalen wie beispielsweise Pflanzenhöhe, Samenanzahl oder Bestäubungsart mit der geografischen Verbreitung zu vergleichen und statistisch auszuwerten.

Um die Menge dieser Informationen auszuwerten, erstellte das Team ein Modell, das den Prozess der Invasion mitteleuropäischer Arten in die USA und Kanada anhand von Faktoren beschreibt und zeigt, wie effizient bestimmte Faktoren sind. Rein biologische Merkmale wie Blattgröße, Höhe oder Beständigkeit des Samens hatten dabei wesentlich geringere Bedeutung als geografische Faktoren und solche des menschlichen Einflusses. Beispielsweise sorgt die Zeit, die eine Art in ihrer neuen Heimat seit ihrer Ansiedlung verbracht hat, für ein 20mal stärkeres Invasionsrisiko als die Widerstandsfähigkeit ihrer Samen.

Eine Rolle spielte auch, ob die Art in ihrer ursprünglichen oder in ihrer neuen Heimat vom Menschen angebaut wurde. „Unsere Ergebnisse zeigen deutlich die überwältigende Rolle dieser Faktoren für biologische Invasionen. So hat die Aufenthaltszeit in der neuen Heimat etwa eine dreimal so starke Wirkung wie der Fortpflanzungsdruck aus dem Anbau durch den Menschen", erklärt Prof. Petr Pyšek vom Botanischen Institut der Tschechischen Akademie der Wissenschaften.

Dass die Kultivierung von Pflanzen durch den Menschen eine wichtige Rolle bei diesen Prozessen spielt, belegt auch, dass lediglich sechs Prozent der Pflanzen sich in Nordamerika etablieren konnten, die vom Menschen nicht genutzt werden. Die überwiegende Mehrzahl der invasiven Arten wurde vorher vom Menschen in irgendeiner Weise genutzt. „Diese neuen Ergebnisse aus Nordamerika bestätigen das, was sich vor zwei Jahren schon anhand von Daten aus Europa abzeichnete: Sozioökomische Faktoren und damit der Einfluss des Menschen haben einen stärkeren Einfluss auf diese Prozesse als biologische Merkmale der Arten", unterstreicht Prof. Dr. Ingolf Kühn vom UFZ aus Halle (Saale). Dazu passt auch, dass Generalisten - also Arten, die unempfindlich gegenüber Umwelteinflüssen sind und sich schnell fortpflanzen - nicht nur häufiger als invasive Arten auftreten, sondern auch häufiger vom Menschen angebaut werden als Spezialisten.

„Eine unserer wichtigen Botschaften ist also, dass Studien zu invasiven Arten, die nicht die Lebensräume in der alten Heimat oder ihre Verweildauer in der neuen Heimat berücksichtigen, die Bedeutung von biologischen Merkmalen ernsthaft überschätzen", so Ingolf Kühn. Falsche Vorhersagen wären dann die Folge. Studien wie die jetzt veröffentlichte, tragen daher besonders dazu bei, zukünftige Risiken besser abzuschätzen. (ufz)