Auf einer abgelegenen Hochgrasprärie in North Dakota ragt eine geheimnisvolle Orchidee aus dem Boden. Sie werden sie nur finden, wenn Sie wissen, wo Sie suchen müssen.
Die auffälligen, leuchtend weißen Blüten der Fransenorchidee der Westlichen Prärie sind für Liebhaber, die einen Blick darauf erhaschen möchten, schwer zu entdecken. Und da es sich um eine vom Aussterben bedrohte Art handelt, die durch das Bundesgesetz zum Schutz gefährdeter Arten geschützt ist, stellt sie auch Forscher vor ein Rätsel, die mehr über die Fortpflanzung der Orchidee und ihre Rolle in ihrem Ökosystem erfahren möchten.
Der Verlust ihres ursprünglichen Prärielebensraums hat die Orchidee bedroht. Etwa 60 % der einheimischen Orchideen in den USA und Kanada verschwinden aufgrund des Klimawandels, des Lebensraumverlusts und des Rückgangs der Bestäuber schnell, sagte Julianne McGuinness, Programmentwicklungskoordinatorin des North American Orchid Conservation Center. Diese auffälligen, blühenden Pflanzen, die für ihre Schönheit geliebt werden, können ein früher Indikator für einen Rückgang sein, der in ihrer Umgebung unbemerkt stattfindet.
„Sie sind so etwas wie der Kanarienvogel im Kohlebergwerk für den Rest unserer Ökosysteme“, sagte McGuinness.
Doktoranden der North Dakota State University in Fargo hoffen, mehr über die Bestäuber und die Fortpflanzung der Westliche Prärie-FransenorchideeZu ihrer Arbeit gehört das Aufzeichnen der GPS-Koordinaten von Orchideen an 20 verschiedenen Standorten in Minnesota, North Dakota und Manitoba (Kanada), das Abtupfen von Orchideen nach winzigen Mengen genetischen Materials von Insekten und das Anlocken bestäubender Insekten bei Nacht mit Schwarzlicht und Folien.
Vor Jahren war Steve Travers, außerordentlicher Professor am Institut für Biowissenschaften der Universität, fasziniert, als er mehr über die Orchidee erfuhr – „diese großen, wunderschönen, 60 cm hohen, gigantischen, prachtvollen Dinger, die nachts bestäubt werden.“
„Manchmal ist es verdammt schwer, es zu finden“, sagte er. „Und wenn die Leute es zum ersten Mal sehen, schnappen sie fast nach Luft. Ich meine, es ist so groß und einfach spektakulär.“
Die Orchidee biete einen einzigartigen Einblick in ihr fast verschwundenes Ökosystem – die Hochgrasprärie – und trage zum Verständnis der Verbundenheit mit Bestäubern und anderen Pflanzen bei. Zudem sei sie ein gutes Modellsystem zur Erforschung ihrer Seltenheit, sagte Travers.
Die einzigen bekannten Bestäuber der Orchidee sind Schwärmer. Das sind große Falter, die genau die richtige Größe haben, um in einem langen Sporn an den Nektar der Orchidee zu gelangen und gleichzeitig die Pflanze zu bestäuben.
Die westliche Prärie-Fransenorchidee kommt hauptsächlich in Reservaten vor, wie dem Sheyenne National Grassland in North Dakota und dem Manitoba Tall Grass Prairie Preserve. Die Blütezeit der Orchidee war etwa Mitte Juli.
Die Populationen können so klein wie eine Pflanze oder so groß wie 500 bis 1.000 sein, sagte Travers. Sobald die Forscher die einzelnen Orchideen lokalisiert haben, protokollieren sie die GPS-Koordinaten auf 10 Zentimeter genau, damit sie später zurückkehren können. Die Orchidee zu finden, wenn sie nicht blüht, ist wie die Suche nach einem braunen Stock auf einem großen, grünen Feld, sagte Travers.
Die Arbeit der Doktorandin Josie Pickar konzentriert sich auf Faktoren, die den Fortpflanzungserfolg der Orchidee beeinflussen, darunter Nährstoffe im Boden und Bestäuber. Sie hat etwa 20 Standorte besucht, um Orchideenarten zu untersuchen, Bodenproben und Feuchtigkeitsgehalt zu sammeln, Blüten zu zählen und Pflanzenhöhe und -zustand aufzuzeichnen. Zudem hat sie die Orchideen mit Wildkameras beobachtet, um herauszufinden, was sie möglicherweise fressen könnte. Im September wird sie zurückkehren und die Samenkapseln der Orchideen zählen, die äußerst schwer zu finden sind.
Um die Orchideen zu finden, nutzten die Forscher grobe Koordinaten von Landverwaltungsbehörden. Sie hatten es mit Unmengen von Zecken zu tun, überquerten in Wathosen einen Biberdamm und sahen dabei Bärenspuren.
„Es war ziemlich wild“, sagte Pickar.
Sie verbrachte mehr als 12 Stunden an mehreren Tagen und besuchte täglich etwa zwei Orchideenstandorte, die bis zu drei Stunden entfernt sein konnten. Ihr Team trug dabei Ausrüstung wie lange Hosen, langärmelige Hemden, Hüte und manchmal auch Kopfnetze, die Mücken abwehren. Sie nannte die Orchidee „fast fremdartig, wenn man sie draußen in der Prärie sieht“.
Die Doktorandin Trinity Atkins, die von 7 bis 2 Uhr morgens unterwegs war, untersucht die Bestäubungsnetzwerke der Orchidee: die Bestäuber, die die Orchidee besuchen, und welche anderen Pflanzen sie ebenfalls besuchen.
Sie wischt die Orchideen an allen ihren Standorten ab, sammelt Motten, um zu sehen, wohin sie fliegen, und verwendet eine molekulare Technik namens eDNA-Metabarcoding, um zu sehen, welche Bestäuber die Orchidee besucht haben, sagte sie. Umwelt-DNA ist genetisches Material, das beispielsweise von einem Schmetterling hinterlassen wird, der eine Blume besucht. Einige Studien deuten darauf hin, dass Bestäuber am Tag am Werk sein könnten, sagte sie.
Das Studium der Bestäuber der Orchidee erfordert Arbeit zu jeder Tageszeit.
Am Morgen untersuchte Atkins Orchideen mit einem Abstrich auf eDNA, bevor diese zerfällt. Am Nachmittag suchte sie nach anderen Pflanzen in der Nähe, die Bestäuber anlocken könnten. Und nachts durchleuchtete sie Präriegebiete mit Schwarzlicht, sammelte Motten und nahm Messungen vor.
Travers sagte, die Forschung sei im Hinblick auf die Artenvielfalt wichtig, da seltene Arten aufgrund ihres Beitrags zum Ökosystem ein wesentlicher Bestandteil seien.
Orchideen kommen zwar auf der ganzen Welt vor, die Fransenorchidee der Westlichen Prärie sei jedoch speziell an die Hochgrasprärie angepasst, sagte er.
„Ich finde es wirklich interessant, dass es diese ganze Vielfalt in der Gattung gibt und dann, bumm, kommt es hierher und verwandelt sich in dieses riesige, nachtaktiv bestäubte Ding, und ich wüsste gerne, warum. Warum ist das passiert? Aber das ist eine ganz andere Frage“, sagte Travers.
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