Die Vielfalt macht’s: Verschiedene Studien haben bereits aufgezeigt, dass biologisch diverse Pflanzengesellschaften mit schwierigen Umweltbedingungen besser zurechtkommen als artenarme. Dies wird darauf zurückgeführt, dass sich bestimmte Merkmale der Gewächse, wie Durchwurzelung, Wasserverbrauch oder Hitzetoleranz in günstiger Weise unterscheiden, sodass ein Synergieeffekt entsteht, der allen zugutekommt. Es liegt nahe, dass die lange gemeinsame Entwicklungsgeschichte von Pflanzenarten dabei auch zu evolutionären Prozessen geführt hat, die die „Teamfähigkeiten“ von Pflanzen fördern. Im Rahmen ihrer Studie hat das internationale Forscherteam um Bernhard Schmid von der Universität Zürich nun untersucht, inwieweit sich Pflanzengemeinschaften generationsübergreifend an widrige Umweltbedingungen anpassen können.
Langzeitprojekt der Biodiversitätsforschung
Die Wissenschaftler haben dazu in einem großen Freilandversuch Mischungen von Wiesenpflanzen über acht Jahre hinweg teilweise vom natürlichen Niederschlag abgeschirmt, sodass sie mit Trockenstress zu kämpfen hatten, der ihnen gerade noch ein Überleben ermöglichte. Anschließend wurden aus den Samen von zwölf der Arten Pflanzen aufgezogen und in Monokulturen oder in Mischungen kultiviert. Diese Versuchseinheiten setzten die Forscher dann ebenfalls experimentellen Dürreereignissen aus und erfassten ihre Reaktionen. Als Vergleich dienten Pflanzen, die von benachbarten Versuchsflächen stammten, die in den vergangenen acht Jahren nicht von dem künstlich erhöhtem Trockenstress betroffen waren.
Wie das Team berichtet, zeichnete sich in den Untersuchungsergebnissen ab: Die Nachkommen der Pflanzen mit Trockenstresserfahrung überstanden einen erneuten Wassermangel deutlich besser als die Kontrollen. Allerdings wurde dieser Effekt nur dann erzielt, wenn die Arten wiederum in Mischungen und nicht in Monokulturen wuchsen. Die Widerstandskraft hatte sich also auf der gemeinschaftlichen Ebene erhöht. Wie die Forscher erklären, geht daraus hervor: In Mischungen durchlaufen Arten unter Trockenstress evolutive Veränderungen, die zu einer verbesserten Resilienz der Mischungen gegenüber zukünftigem Wassermangel führen. „Die Ergebnisse verdeutlichen, dass Evolution nicht nur die Arten selbst, sondern auch deren Wechselwirkungen so verändern kann, dass sie einander besser ergänzen und somit nach einem Extremereignis als Gemeinschaft schneller wieder weiterwachsen können‟, erklärt Schmid.
Pflanzen ergänzen sich besser
Wissenschaftlich ausgedrückt, verhielten sich die Nachkommen der „dursterfahrenen“ Pflanzen komplementärer, erklärt Co-Autor Yuxin Chen von der Universität Zürich: „Komplementarität bedeutet, dass Individuen innerhalb derselben Art stärker konkurrieren als zwischen verschiedenen Arten. Dies ist ein wichtiger Mechanismus, der die Koexistenz zwischen Arten fördert und damit die Biodiversität erhält und die Resilienz des Ökosystems gegenüber klimatischen Extremereignissen erhöht‟, so Chen. „Evolution von Komplementarität zwischen Arten kann es gemischten Pflanzengemeinschaften ermöglichen, ihre Biodiversität und Ökosystemleistungen unter zukünftigen Bedingungen mit häufiger auftretenden klimatischen Extremereignissen aufrechtzuerhalten.”
