Das Verständnis der Gegenseitigkeit kann dabei helfen, die Ausbreitung invasiver Arten zu kontrollieren

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Die Zusammenarbeit zwischen Arten, um sich gegenseitig beim Überleben zu helfen, wird als Gegenseitigkeit bezeichnet. Es kommt bei vielen Arten von Organismen vor, beispielsweise bei Pflanzen und Pilzen, die Nährstoffe untereinander austauschen, bei Pflanzen, die Bienen im Austausch für die Bestäubung mit Nektar versorgen, und bei Seeanemonen, die Clownfischen im Austausch gegen ausgeschiedene Nährstoffe Schutz bieten.

Kürzlich haben Wissenschaftler Hinweise darauf gefunden, dass einige invasive Pflanzen in Gegenwart hilfreicher Partner noch invasiver werden, wie dies bei bestimmten Kiefern und Pilzen oder Feigenbäumen und Wespen der Fall sein kann. Andere Studien deuten jedoch darauf hin, dass Arten, die nicht auf Gegenseitigkeitspartner angewiesen sind, invasiver sind.

Aktuelle Forschung an der University of Minnesota, veröffentlicht in der Zeitschrift Ökologie, versuchte die Bedingungen zu identifizieren, unter denen ein gegenseitiger Partner eine Art mehr oder weniger invasiv machen könnte. Um dies zu untersuchen, erstellten sie mathematische Modelle, sogenannte Integro-Differenzen-Gleichungen (IDEs).

IDEs berücksichtigen die Auswirkungen des Mutualismus auf das Wachstum und die Ausbreitung von Arten und sind nützliche Werkzeuge zur Modellierung räumlicher Prozesse. Mathematische Modelle sind hilfreich, um ökologische Prozesse wie Invasionen zu verstehen, die über viele Jahre hinweg stattfinden und vor Ort schwierig zu untersuchen sein können.

Das Team modellierte ein Phänomen namens Gegenseitigkeitsabhängigkeit, das misst, wie stark eine Art für ihr Wachstum von den Vorteilen ihres Partners abhängig ist. Stark abhängige Arten werden oft als „obligate Mutualisten“ und weniger abhängige Arten als „fakultative Mutualisten“ bezeichnet. Anschließend versuchten sie zu verstehen, wie sich die Invasionsfähigkeit einer Art in Abhängigkeit von ihrer Abhängigkeit von ihrem Partner verändert.

Die Untersuchung ergab Folgendes:

  • Abhängig davon, wie viel Nahrung (oder andere Vorteile) ein Partner bietet, könnte eine mehr oder weniger starke Abhängigkeit von einem Partner die Invasivität einer Art erhöhen, gemessen an der Geschwindigkeit ihrer Verbreitungserweiterung.
  • Zu viele Partner könnten die Invasion einer Art verhindern, da ihre Unterstützung mit hohen Kosten verbunden ist.
  • Die gegenseitige Abhängigkeit verändert die räumliche Verteilung einer Art und beeinflusst, ob sie an den Rändern oder in der Mitte ihres Verbreitungsgebiets stärker besiedelt ist.
  • Mit zunehmender Verbreitung invasiver Arten könnte diese Forschung letztendlich dazu beitragen, einheimische Lebensräume vor gegenseitigen Eindringlingen zu schützen. Das Verständnis der wechselseitigen Eigenschaften einer invasiven Art könnte Forschern dabei helfen, Wege zu finden, die Invasion zu verlangsamen.

    • „Das Verständnis der Rolle von Mutualismen ist von entscheidender Bedeutung, um ‚invasive Kernschmelzen‘ zu verhindern. Dabei handelt es sich um einen Prozess, bei dem Mutualisten die Invasionen der anderen in einer positiven Rückkopplungsschleife beschleunigen“, sagte Hauptautor Naven Narayanan Venkatanarayanan.

    „Invasive Kernschmelzen beschleunigen das Aussterben einheimischer Arten und Gemeinschaften erheblich. Zukünftige Anwendungen dieser Forschung umfassen die Identifizierung und biologische Kontrolle von Populationen wechselseitiger Partner der invasiven Arten, wie etwa Pilze.“

    Mehr Informationen:
    Naven Narayanan et al., Mutualismen wirken sich auf die Geschwindigkeit der Ausbreitung des Verbreitungsgebiets und die räumliche Verteilung von Arten aus, Ökologie (2023). DOI: 10.1002/ecy.4171

    Zur Verfügung gestellt von der University of Minnesota

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