Gemeinsam gegen Stress: Mangroven kooperieren über Wurzeln

Dass Wurzeln von Bäumen derselben oder gar verschiedener Spezies miteinander verwachsen und sich so zu Netzwerken verbinden, ist nicht neu. Welche Bedeutung dies genau für die Waldökologie hat, ist jedoch noch weitgehend unbekannt.

Eine Wissenschaftlerin und ein Wissenschaftler im Mangrovenwald
Am Golf von Mexico untersuchen Dr. Alejandra Vovides von der University of Glasgow und ein Kollege die Wurzelnetzwerke mit einem tragbaren Ultraschallgerät. (Foto: A. Vovides)

Das Projekt "Kropotkin‘s Garden" einer international besetzten Forschungsgruppe um Uta Berger, Professorin für Forstliche Biometrie und Systemanalyse an der TU Dresden, mit Forschenden von der University of Glasgow, der Mende University Brno und dem Instituto de Ecología in Veracruz, Mexiko, bringt hier wesentliche neue Erkenntnisse: Die Untersuchungen an Mangroven in der Lagune La Mancha am Golf von Mexiko bestätigten die Hypothese, dass es sich bei den Wurzelnetzwerken um eine Überlebensstrategie handelt.

Über die vernetzten Wurzeln tauschen die Mangroven in Zeiten des Mangels Wasser und darin gelöste Nährstoffe aus. Die Bäume, die einen besseren Zugang zum Wasser haben, können so Nachbarbäume mitversorgen. Die Forschenden konnten nachweisen, dass über Wurzelnetzwerke verbundene Mangroven im Schnitt größer sind. Außerdem stieg die Zahl der Netzwerke mit dem Salzgehalt im Boden, einem Indikator für Trockenstress. Das zeigt, dass die Verbindungen, die die Bäume über das Wurzelwerk miteinander eingehen und für die sie Energie aufwenden müssen, für die Gruppe offenbar Vorteile bieten. 

Detail von miteinander verwachsenen Mangrovenwurzeln
Miteinander verwachsene Mangrovenwurzeln bilden ein Netzwerk. (Foto: A. Vovides)

Die Größe der Gruppe – also die Zahl der in den Wurzelnetzwerken verbundenen Mangroven – ist dabei keineswegs egal. Die Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass es so etwas wie eine optimale Gruppengröße gibt. Allerdings ist diese umso kleiner, je größer der Stress ist, dem die Bäume ausgesetzt sind. Welche Regulationsmechanismen dabei zugrunde liegen oder wie genau die Bäume miteinander interagieren und die Ressourcen umverteilen, sind Fragen, die weitere Untersuchungen notwendig machen.

Die Ergebnisse des Projekts wurden jetzt im renommierten Nature-Magazin "Communications Biology" veröffentlicht. Die Volkswagen Stiftung unterstützt "Kropotkin's Garden: networking beats competition in the struggle for limited resources (GRIN)" im (inzwischen beendeten) Programm  "Offen – für Außergewöhnliches", das für Vorhaben konzipiert wurde, die sich durch besondere Originalität, Wagnis und Potenzial auszeichnen und die in kein gängiges Förderraster passen. 

 

Einen Einblick in die Forschungsarbeit hinter der aktuellen Veröffentlichung gibt Alejandra Vovides in ihrem Beitrag "Behind the Mangroves’ roots of cooperation" in "nature ecology and evolution".

Weitere Informationen zu "Kropotkin's Garden"

Projekt-Website
Kropotkin's Garden - Networking beats competition in the struggle for limited resources

Aktuelle Publikation (Open Access)
Vovides, A.G., Wimmler, MC., Schrewe, F. et al. Cooperative root graft networks benefit mangrove trees under stress. Commun Biol 4, 513 (2021). https://doi.org/10.1038/s42003-021-02044-x

Peter Kropotkin
Der russische Wissenschaftler Peter Kropotkin, der dem Projekt seinen Namen leiht, beschreibt in seiner Publikation "Gegenseitige Hilfe in der Tier- und Menschenwelt" aus dem Jahr 1902 die Kooperation als einen Faktor der Evolution, der die Stabilität und die Überlebensfähigkeit einer ganzen Gruppe sichert.