Gräser im Nebel: Pflanzen sorgen für Leben in der Wüste
Komplexe Nahrungskette in der Namib-Wüste entschlüsselt
Forschende vom Senckenberg Centre for Human Evolution and Palaeoenvironment (SHEP) an der Universität Tübingen und dem Senckenberg Museum für Naturkunde in Görlitz haben die Rolle des Wüstengrases Stipagrostis sabulicola in der afrikanischen Namib-Wüste untersucht. In ihrer im Fachjournal „Scientific Reports“ veröffentlichten Studie zeigen sie, dass die Pflanze in der Lage ist Feuchtigkeit aus Nebelereignissen aufzunehmen und so eine essenzielle Grundlage eines – insgesamt unerwartet komplexen – Nahrungsnetzes in der von Dürre geprägten Landschaft darstellt.
Das Wort Namib bedeutet so viel wie „der Ort, an dem nichts ist“ oder auch einfach „weiter Platz“ – nicht ganz zutreffend, denn in der Namib-Wüste an der Südwestküste Afrikas hat sich trotz der hyperariden Bedingungen und der von Norden nach Süden rund 2000 Kilometer ausgedehnten Sandflächen eine beträchtliche Anzahl Arten von Tieren und Pflanzen an die extreme Trockenheit angepasst. „Stipagrostis sabulicola, das Namib-Dünen-Buschmanngras, ist solch eine Pflanzenart, die in der Namib-Wüste beheimatet ist“, erklärt Dr. Huei Ying Gan, die leitende Forscherin des Projekts, und Prof. Dr. Hervé Bocherens, Gruppenleiter der Biogeologie-Gruppe vom Senckenberg Centre for Human Evolution and Palaeoenvironment an der Universität Tübingen. Gemeinsam mit Dr. Karin Hohberg, Dr. Clément Schneider und Dr. Ricarda Lehmitz vom Senckenberg Naturmuseum in Görlitz sowie mit Dr. Gillian Maggs-Kölling und Dr. Eugene Marais vom Gobabeb Namib Research Institute untersuchten die Tübinger Forscher das bis zu zwei Meter hohe, mehrjährige Gras und seine Rolle im Ökosystem der Wüste.
Das von Dr. Martin Ebner und Dr. Tatiana Miranda, beide von der Eberhard Karls Universität Tübingen und dem Senckenberg Centre for Human Evolution and Paleoenvironment, initiierte Fog-Plant-Oases-Projekt ist eine langjährige Zusammenarbeit mit Forschenden des Gobabeb Namib Research Institute. Im Jahr 2011 veröffentlichten sie erstmals einen Artikel über die außergewöhnliche Fähigkeit von Stipagrostis sabulicola, Nebel aufzunehmen.
Die Pflanze verfügt über ein breites System flacher Wurzeln, die es ihr ermöglichen, sich wirksam im Dünensand zu verankern. „Darüber hinaus besitzt Stipagrostis sabulicola spezialisierte Blattstrukturen, die sehr effektiv Feuchtigkeit in Form von Nebel und Tau aus der Luft kondensieren. Das ist sehr wichtig, weil Nebel aus dem Atlantischen Ozean mit im Mittel 39 Millimetern pro Jahr eine regelmäßigere Feuchtigkeitsquelle darstellt als der Regen, der an den Untersuchungsstandorten im Mittel nur 17 Millimeter pro Jahr bringt“, fährt Gan, Biogeochemikerin aus Tübinger fort.
Der Nebel entsteht, wenn sich die von Westen einströmende feucht-warme Atlantikluft an der kalten Meeresoberfläche vor der Küste abkühlt – dieser Advektionsnebel kann je nach Höhe und Windverhältnissen kilometerweit in das Innere der Namib-Wüste ziehen. Sobald der Nebel den Boden berührt, fängt das endemische Wüstengras das Nebelwasser ein und leitet es in den Sand ab, heißt es in früheren Studien.
In ihrer neuen Studie zeigen die Forschenden, dass das nebelaufnehmende Gras auf diese Weise eine wichtige ökologische Nische – die sogenannten „Nebelpflanzen-Oasen“ – bildet und darüber hinaus als primäre Kohlenstoffquelle für wirbellose Tiere dient. Um letzteres festzustellen, hat das Team die natürlichen Schwankungen der stabilen Kohlenstoff- und Stickstoffisotope (δ13C und δ15N) der wirbellosen Tiere sowie der pflanzlichen Biomasse und Streu im Boden gemessen und den Anteil der Nebelpflanzen an ihrer Ernährung geschätzt. „Unsere Ergebnisse belegen, dass das Buschmanngras der Namib-Wüste den Kohlenstofffluss im Nahrungsnetz fördert. Wir konnten zeigen, dass die Pflanze für oberirdische Wirbellose wie Ameisen, Spinnen, Pseudoskorpione oder Milben die primäre Nahrungsquelle darstellt – allein zwölf Gliederfüßer-Arten fanden wir auf der Blattoberfläche und in den Blattscheiden, weitere sieben Arten wurden von uns beobachtet, aber nicht näher untersucht“, so Hohberg und Schneider vom Team der Görlitzer Bodenzoologen.
Anders sieht es laut den Wissenschaftler*innen bei den im Boden lebenden Organismen, wie Nematoden, aus: Hier scheinen die vom Wind verwehten und in den Boden eingetragenen Sedimente als Hauptenergiequelle zu dienen. „Insgesamt lässt sich dennoch festhalten, dass die Bedeutung von Stipagrostis sabulicola weit über das Nahrungsnetz der Wirbellosen hinausgeht. Denn zahlreiche Gliederfüßer, wie beispielsweise Rüsselkäfer und Schwarzkäfer, die auf das Gras als Energiequelle angewiesen sind und daher in enger Beziehung zu den Pflanzen leben, dienen als lebenswichtige Nahrungsquellen für mobilere Räuber wie Düneneidechsen, Jagdspinnen oder die Dünenlerche. In der höheren Nahrungskette sind die Eidechsen wiederum eine wichtige Nahrung für die Zwergpuffotter Bitis peringueyi. Unsere Analysen unterstreichen die entscheidende Rolle von Nebelpflanzen in den hyperariden Namib-Dünen“, fasst Bocherens zusammen.
