Nitrate und Ozon können Bestäubung von Blumen stören

Luftschadstoffe vermindern die nächtliche Bestäubung von Nachtkerzenblüten durch Schwärmer, indem sie den ansprechenden Duft der Blüten verändern. Dies geht aus einer neuen US-amerikanischen Studie hervor.

Die Ergebnisse veranschaulichen somit die Auswirkungen von Luftschadstoffen auf den Geruchssinn der Tiere. Zugleich zeigen sie die Möglichkeit auf, dass derartige Schadstoffe die weltweite Blumenbestäubung einschränken könnten.

Keine anziehenden Düfte

Jedes Lebewesen beeinflusst mit seinem jeweiligen Handeln seine Umwelt – mehr oder weniger positiv. Dies gilt auch für Aktivitäten des Menschen, der mit Lärm, künstlichen Licht und chemischen Schadstoffen die Umwelt spürbar verändert.

So können bestimmte Stoffe das Verhalten und die Gesundheit von Tieren und Pflanzen verändern, indem neue Reize geschaffen oder natürlich vorkommende Reize verändert werden. Besonders drastisch sind diese Folgen für Tiere mit stark ausgeprägten sensorischen Systemen wie Insekten, die vom Duft der Blumen angezogen werden.

So bauen Luftschadstoffe wie Ozon (O₃) und Nitratradikale (NO₃) bekanntermaßen jene chemischen Verbindungen ab, die Blumendüfte erzeugen. Wissenschaftler der University of Washington vermuten daher, dass dieser Effekt es den Bestäubern schließlich erschwert, Blüten zu finden und zu bestäuben. Es ist jedoch wenig darüber bekannt, wie sich der Abbau natürlicher Duftstoffe auf das Geruchsverhalten von Bestäubern und die Gesundheit von Pflanzen auswirkt.

Ein Linienschwärmer (Hyles lineata) bei der Bestäubung einer Nachtkerze. Foto: Ron Wolf, University of Washington

Weniger Besuche durch mehr Nitrate und Ozon

Der Biologieprofessor Jeff Riffell und seine Kollegen untersuchten in ihrer Studie die Auswirkungen von O₃ und NO₃ auf die nächtliche Bestäubung von Nachtkerzen (Oenothera pallida) durch Schwärmer (Sphingidae), eine Familie der Schmetterlinge. Nachtkerzen verströmen einen starken Blütenduft, der in der Regel eine Vielzahl von Bestäubern anlockt.

Durch Laborexperimente und Feldbeobachtungen in den USA entdeckten Riffell und sein Team, dass Nitratradikale – jene vorherrschenden nächtlichen Oxidationsmittel – bestimmte Blütenduftstoffe schnell abbauen. Die Folge: Viele Blüten sind für nachtaktive Schwärmer nicht mehr wahrnehmbar.

„Nitrate verringern die Reichweite einer Blume – also wie weit ihr Duft reisen und einen Bestäuber anlocken kann, bevor er abgebaut wird und nicht mehr nachweisbar ist“, erklärt Riffell.

Ein Tabakschwärmer (Manduca sexta) an einer Nachtkerzenblüte. Foto: Floris Van Breugel, University of Washington

Unterschied zwischen Tag und Nacht

Im Vergleich zu Ozon waren Nitrate dabei viel reaktiver und veränderten bestimmte Stoffe im Blütenduft, die die Schwärmer zur Erkennung der Blüte brauchen. Insgesamt lag der Rückgang der Blütenbesuche bei rund 70 Prozent, was wahrscheinlich die Fruchtbildung und die Fitness der Pflanze beeinträchtigte, so die Forscher.

Außerdem verglich das Team auch, wie sich Ozon und Nitrate am Tag und in der Nacht auf den Duft der Blume auswirkte. So zeigte sich, dass die nächtliche Einwirkung einen wesentlich stärkeren Einfluss auf die Duftstärke hatte als am Tag. Die Forscher glauben, dass dies vor allem darauf zurückzuführen ist, dass Sonnenlicht NO₃ abbaut und damit die Schadstoffkonzentration abnimmt.

„Unsere Studie könnte als Wegweiser für andere [Forscher] dienen, um zu untersuchen, wie sich Schadstoffe auf die Interaktionen zwischen Pflanzen und Bestäubern auswirken. So können wir die zugrunde liegenden Mechanismen wirklich ergründen“, schließt Mitautor Joel Thornton.

Die Studie erschien am 08. Februar im Fachmagazin „Science“.