Pflanze-Tier-Interaktion: Auswirkung von Mikroklima auf mitteleuropäische Laubbäume und Herbivorie

Mikroklimatische Effekte auf mitteleuropäische Laubbäume und deren Interaktionen mit Herbivorie

Der Einfluss einzelner Faktoren wie Temperaturanstieg oder Sommertrockenheit auf die Physiologie, das Wachstum und die Vitalität verschiedener Baum- und Insektenarten ist gut untersucht. Jedoch bleiben Auswirkungen auf die Interaktionen von Tieren mit Pflanzen weitgehend unerforscht. Die Effekte von Klima auf herbivore Insekten sind Komplex, da die Faktoren die Insekten und Wirtspflanzen gleichzeitig beeinflussen können. Dabei können direkte positive Einflüsse des Klimas durch indirekte negative Veränderungen der Wirtspflanze umgekehrt werden.

Im Rahmen der Doktorarbeit wird der Einfluss von Mikroklima auf die Herbivorie an drei mitteleuropäischen Laubbaumarten untersucht. Die ausgewählten Baumarten sind Fagus sylvatica (Rotbuche), Acer pseudoplatanus (Bergahorn) und Carpinus betulus (Hainbuche). Entlang eines vertikalen Waldgradienten vom Unterwuchs bis zur Sonnenkrone wurden Mikroklima (Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit), Blattmerkmale (spezifische Blattfläche, Kohlenstoff-, Stickstoff- und Chlorophyllgehalt) und Herbivorie gemessen.

Die Herbivorie wird einerseits als Blattflächenverlust und andererseits anhand von identifizierten herbivoren Insektenspuren entlang des vertikalen Waldgradienten analysiert. Bei der Rotbuche verringert sich entgegen dem generell positiven Einfluss von Temperatur der Blattflächenverlust vom Unterwuchs zur Sonnenkrone. Durch den Einfluss von Licht und Mikroklima in der Sonnenkrone verändern sich die Blattmerkmale der Rotbuche negativ bezüglich der Schmackhaftigkeit für herbivore Insekten. Zusätzlich variiert die Herbivorie für verschiedene Baumarten innerhalb des gleichen Mikroklimas im Unterwuchs aufgrund von Unterschieden im Kohlenstoffgehalt (Indikator für Kohlenstoffbasierte Abwehrstoffe).

Die Verteilungsmuster für Herbivorie entlang des vertikalen Waldgradienten unterscheiden sich jedoch auch in Abhängigkeit der herbivoren Klasse. Dabei nimmt vor allem der Blattanteil mit Gallenbefall zur Sonnenkrone hinzu. Die ökologischen Nischen werden so unterschiedlich von herbivoren Insekten besetzt. Einerseits ist die externe Herbivorie von blattfressenden und saftsaugenden Insektenarten bei der Rotbuche im Unterwuchs durch vorteilhaftere Blattmerkmale (indirekter Einfluss von Mikroklima) erhöht. Andererseits ist die interne Herbivorie von minierenden und gallbildenden Insektenarten in der Sonnenkrone durch die Schutzfunktion gegenüber äußeren Einflüssen (direkter Einfluss von Mikroklima) größer.