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Ende einer Partnerschaft

erstellt von holgerkroker zuletzt verändert: 25.09.2015 10:59

Im Laufe der Evolution haben sich zwischen vielen Arten Fortpflanzungspartnerschaften zu beiderseitigem Nutzen ergeben. In den hochalpinen Regionen der Rocky Mountains haben Botaniker jetzt offenbar das Ende einer solchen Partnerschaft zwischen Alpenpflanzen und Hummeln protokolliert. In der aktuellen "Science" berichten sie von Bienen und Blumen.

Eine Hummel besucht die Blüten des Indian Paintbrush. (Bild: Science/Allan Casey)Im Hochgebirge sind die Sommer kurz, Pflanzen und Tiere haben nur wenige Wochen Zeit, um für die nächste Generation vorzusorgen. Entsprechend haben sich Partnerschaften zum gegenseitigen Nutzen herausgebildet, etwa zwischen Hummeln und verschiedenen Alpenpflanzen. Die Hummeln ernähren sich von deren Nektar und tragen dafür Pollen von Blüte zu Blüte. Mit besonders langen und schmalen Blütenkelchen und entsprechend langen Zungen haben Blumen und Hummeln sozusagen eine Exklusivpartnerschaft geschaffen, die den einen sicheren Bestäuber und den anderen eine sichere Nahrungsquelle verschafft hat. "Man nennt das Co-Evolution, wenn die Arten sich so aufeinander spezialisieren", erklärt Nicole Miller-Struttmann, Evolutionsbiologin an der amerikanischen State University of New York in Old Westbury.

Miller-Struttmann arbeitet vor allem in den Höhenlagen der zentralen Rocky Mountains von Colorado, und dort scheint eine dieser Evolutionspartnerschaften gerade zu zerbrechen. "Wir haben Hunderte von Hummelzungen vermessen und in den vergangenen Jahrzehnten hat sich ihre durchschnittliche Länge um 24 Prozent verringert", erklärt die Assistenzprofessorin, "das ist wirklich ziemlich bemerkenswert." Bemerkenswert ist zweierlei: Einmal die Geschwindigkeit, mit der sich in ein und derselben Art die Zungen von Generation zu Generation verkürzten. Und zum zweiten, dass sich bei den traditionellen Futterpflanzen der Hummeln keine parallele Verkürzung der Blütenkelche feststellen ließ. "Das war natürlich eines der ersten Dinge, die wir bei unserer Suche nach Erklärungen getestet haben", meint Miller-Struttmann, "denn das entspricht der traditionellen Theorie der Co-Evolution. Aber zu unserer Überraschung haben wir keine Hinweise dafür gefunden."

Eine Hummel auf Blüten der Jakobsleiter Polemonium viscosum. (Bild: Science/Candace Galen)Sechs Pflanzen bilden von Alters her die Hauptnahrungspflanzen der Hummeln: Castilleja occidentalis oder auch "Indian Paintbrush", Blauglöckchen, Jakobsleiter, sowie drei Arten von Alpenklee, und bei keiner von ihnen hatte sich die Länge der Kelche signifikant verändert. "Dann haben wir untersucht, ob sich vielleicht die Florenzusammensetzung geändert hat, denn es gibt bereits aus anderen hochalpinen Regionen Berichte, dass Pflanzen aus geringeren Höhenlagen einwandern", berichtet die US-Botanikerin. Sie und ihr Team begaben sich also am knapp 4000 Meter hohen Pennsylvania Mountain in der östlichen Front Range auf Volkszählung. "Wir haben über 400 Höhenmeter hinweg die Blütendichte gemessen und wir haben dramatische Einbrüche festgestellt", so Miller-Struttmann. In den niedrigeren Gebieten ging die Blütendichte um 73 bis 80 Prozent zurück, nur an der Spitze des Berges stieg sie um 75 Prozent. Da die Bergspitze aber nur einen verschwindend geringen Anteil an der untersuchten Fläche ausmacht, mussten die Botaniker für das Gesamtgebiet einen drastischen Rückgang des Nahrungsangebots für Hummeln feststellen. "Insgesamt ist es seit den 70er Jahren um rund 60 Prozent zurückgegangen", schreiben sie in ihrem "Science"-Bericht.

Jessica Kettenbach und Elizabeth Hedrick, Koautorinnen der Studie, beim Blütenzählen. (Bild: Science/ Nicole Miller-Struttmann)Die Hummeln kündigten daher aus purer Not den bislang so erfolgreichen Pakt mit der Hochgebirgsflora auf, denn in Zeiten der Not ist die exklusive Bindung an einen Partner übertriebener Luxus. Weil die bevorzugten Pflanzenpartner verschwanden, setzten sich unter den Insekten diejenigen mit kürzeren Zungen durch, die mit vielen verschiedenen Pflanzen zurechtkamen, ohne viel Energie in den Aufbau der Zunge zu stecken. Als Treiber dieser Entwicklung kommt nur der Klimawandel in Frage, der im Hochgebirge die Temperaturen steigen lässt und so die ansässige Flora der Konkurrenz aus dem Tal aussetzt. Die Botanikerin Miller-Struttmann sieht die Entwicklung mit einem lachenden und einem weinenden Auge: "Einerseits ist es erfreulich, dass sich die Hummeln den geänderten Bedingungen anpassen konnten, andererseits stellt sich die Frage, was mit den hochalpinen Pflanzen geschieht." Die verlieren mit den Hummeln ihren exklusiven Fortpflanzungsweg, der bisher mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit zu Samen führte. Wenn Hummeln künftig an fremder Pflanzen Blüten naschen, dürfte viel Pollen völlig vergebens produziert worden sein. Bei den weiterhin sehr kurzen Vegetationsperioden im Hochgebirge könnten die alteingesessenen Pflanzen ein Nachwuchsproblem bekommen.