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# Biologie# Ökologie

Die Auswirkungen von Rehwild auf Schlehdornpflanzen

Eine Studie zeigt, wie das Fressen von Rehen die chemische Zusammensetzung und das Wachstum von Schlehe beeinflusst.

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Inhaltsverzeichnis

Pflanzenfresser wie Rehe suchen nach Futter, das sowohl lecker als auch nahrhaft ist, um ihre Energie- und Gesundheitsbedürfnisse zu decken. Sie sind wählerisch, was die Pflanzen betrifft, die sie fressen, und verschiedene Faktoren beeinflussen ihre Entscheidungen, wie beispielsweise die Abwehrmechanismen der Pflanzen. Pflanzen können unterschiedliche Methoden nutzen, um sich zu schützen, einschliesslich der Entwicklung von Härte oder des Wachstums in einer Weise, die ihnen hilft, zu überleben, wenn Tiere sie fressen. Einige Pflanzen entwickeln Widerstand, indem sie spezielle Chemikalien produzieren, während andere sich anpassen, um mit einem gewissen Schaden umzugehen oder versuchen, ganz verschont zu bleiben.

Abwehrstrategien von Pflanzen

Pflanzen haben verschiedene Möglichkeiten, sich vor Pflanzenfressern zu schützen:

  1. Widerstand: Einige Pflanzen können sich gegen Pflanzenfresser wehren, indem sie schädliche Substanzen herstellen.

  2. Toleranz: Andere Pflanzen können eine bestimmte Menge an Schaden überstehen und trotzdem weiter wachsen, auch wenn sie gefressen werden.

  3. Vermeidung: Einige Pflanzen wachsen höher oder verändern ihre Form, um nicht gefressen zu werden.

Diese Strategien können zusammenwirken; eine Pflanze, die widerstandsfähig ist, kann auch in der Lage sein, mit etwas Schaden umzugehen. Wie gut eine Pflanze sich verteidigen kann, hängt oft von ihrer Umgebung ab.

In Gebieten, in denen Tiere viele Pflanzen fressen, können diese Pflanzen die Produktion von Abwehrchemikalien steigern oder sogar ändern, wie sie wachsen, als Reaktion auf das Gefressenwerden. Zum Beispiel könnten sie schneller wachsen oder dickere Blätter entwickeln, wenn sie häufig abgefressen werden. Auch der Druck durch das Abfressen kann beeinflussen, wie Tiere ihre Nahrung auswählen.

Fressverhalten von Huftieren und Pflanzenwahl

Huftiere wie Rehe entwickeln oft Strategien, um mit Pflanzen umzugehen, die starke Abwehrmechanismen haben. Diese Strategien könnten beinhalten, bestimmte Pflanzen zu meiden oder zu lernen, einige der Chemikalien zu tolerieren, die sie unattraktiv machen. Während viele Studien darauf hindeuten, dass das äussere Erscheinungsbild einer Pflanze einen grösseren Einfluss auf die Nahrungswahl haben kann als ihre chemische Zusammensetzung, spielt die Chemie der Pflanzen, wie die Gehalte an Stickstoff und anderen Nährstoffen, dennoch eine wichtige Rolle dabei, was Huftiere fressen.

Bestimmte Pflanzenfamilien werden von Huftieren besonders gemocht. Zum Beispiel sind Arten aus der Familie Rosaceae, zu der Pflanzen wie Kirschen gehören, sehr beliebt. Schlehe, eine Art von Strauch, ist eine häufige Wildpflanze in Europa. Sie wächst hauptsächlich in Mitteleuropa und Westeuropa und hat mehrere Eigenschaften, die sie sowohl für Tiere als auch für Menschen interessant machen. Die Pflanze ist reich an bestimmten Chemikalien, die einige Pflanzenfresser abschrecken können, während sie anderen als Nahrung dient.

Schlehe und ihr Habitat

Schlehe ist ein weit verbreiteter Strauch in Europa, der in Gebieten wie Wäldern und Wiesen vorkommt. Sie wächst in Regionen mit verschiedenen Bedingungen, und ihre Fähigkeit zur Fortpflanzung hilft ihr, zu gedeihen. Vögel und Säugetiere tragen oft dazu bei, ihre Samen zu verbreiten, nachdem sie die Früchte gegessen haben. Schlehe kann sich auch durch Wurzelwuchs verbreiten.

An bestimmten Orten wurde die Schlehe stark von Rotwild abgefressen, besonders im Sommer und Herbst. Die Intensität des Abfressens durch Rehe kann beeinflussen, wie Schlehe und andere Pflanzen wachsen. Pflanzen, die stark abgefressen werden, bleiben möglicherweise kleiner, während die, die nicht so oft gefressen werden, höher wachsen können.

Forschungsziele

Diese Studie zielte darauf ab, die chemische Zusammensetzung von Schlehenpflanzen zu untersuchen, die langfristig von Rehen abgefressen wurden, und sie mit angrenzenden, nicht abgefressenen Pflanzen zu vergleichen. Wir wollten sehen, ob es Unterschiede in den Nährstoffen und Chemikalien gibt, die das Wachstum und die Abwehr in diesen beiden Gruppen von Schlehen beeinflussen.

Studienbereich

Die Forschung wurde in den Westbeskiden in Polen durchgeführt, einer Region, die für ihre einzigartige Geologie und ihr Klima bekannt ist. Diese Gegend ist durch spezifische Bodentypen, Temperaturen und Niederschlagsmuster gekennzeichnet, die die Arten von Pflanzen beeinflussen, die dort wachsen können.

Der Studienbereich bestand hauptsächlich aus Schlehen, mit einigen anderen Pflanzenarten, die dazwischen wuchsen. Die meisten der Schlehen zeigten Anzeichen, regelmässig von Rehen gefressen zu werden, während ein kleinerer Prozentsatz von Pflanzen überhaupt nicht abgefressen wurde. Durch den Vergleich dieser beiden Gruppen wollten wir mögliche Unterschiede in ihrer biochemischen Zusammensetzung aufdecken.

Methoden

Um Daten zu sammeln, wählten wir dreissig Schlehenpflanzen aus und paarten jede abgefressene mit einer nicht abgefressenen in unmittelbarer Nähe. Wir entnahmen Proben ihrer oberen Triebe und bewahrten sie richtig für die Analyse auf. Die Proben wurden auf verschiedene chemische Bestandteile untersucht.

Analyse der chemischen Zusammensetzung

Sobald wir die Proben hatten, untersuchten wir sie, um ihren Inhalt zu bestimmen, einschliesslich wichtiger Elemente wie Kohlenstoff, Stickstoff und verschiedener Mineralien. Diese Analyse hilft uns zu verstehen, wie die chemischen Profile der Pflanzen zwischen abgefressenen und nicht abgefressenen Individuen variieren.

Überblick über die Ergebnisse

Wir fanden signifikante Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung der abgefressenen und nicht abgefressenen Schlehenpflanzen.

Nährstoffe

  • Kohlenstoff und Stickstoff: Die abgefressenen Schlehen hatten höhere Werte sowohl an Kohlenstoff als auch an Stickstoff. Diese Elemente sind entscheidend für das Pflanzenwachstum und können ihre Attraktivität für Pflanzenfresser beeinflussen.

  • Kalzium und Magnesium: Wir beobachteten, dass die abgefressene Gruppe niedrigere Werte an Kalzium und Magnesium, aber höhere Phosphorgehalte als die nicht abgefressene Gruppe hatte. Diese Nährstoffe sind wichtig für die Pflanzen Gesundheit und können das Weideverhalten der Tiere beeinflussen.

Proteine und Kohlenhydrate

Der Gehalt an Proteinen und Kohlenhydraten variierte ebenfalls zwischen den beiden Gruppen. Die abgefressenen Schlehen zeigten eine höhere Konzentration an bestimmten Proteinen und anderen Nährstoffen. Das deutet darauf hin, dass Pflanzen auf das Abfressen reagieren, indem sie die Produktion bestimmter Verbindungen steigern, die für ihr Wachstum oder ihre Abwehr vorteilhaft sein könnten.

Biochemische Reaktion auf Abfressen

Die abgefressenen Schlehen hatten höhere Konzentrationen bestimmter Pigmente, Proteine und Wasser, was auf eine Reaktion auf den Stress durch das Gefressenwerden hinweist. Diese Reaktionen könnten den Pflanzen helfen, ihre Wachstums- und Erholungsraten zu verbessern.

Diskussion

Die Ergebnisse dieser Studie zeigen, dass Schlehenpflanzen, die langfristig vom Rotwild abgefressen wurden, im Vergleich zu nicht abgefressenen Pflanzen ausgeprägte chemische Profile aufweisen. Die Ergebnisse deuten auf zwei mögliche Erklärungen für diese Unterschiede hin. Eine könnte sein, dass die Pflanzen eine natürliche Variabilität in ihrer chemischen Zusammensetzung aufweisen, während die andere Möglichkeit besteht, dass sich ihre chemischen Profile im Laufe der Zeit als Reaktion auf den Druck von Pflanzenfressern ändern.

Einfluss des Nährstoffgehalts

Die Nährstoffzusammensetzung des Schlehenlaubs, einschliesslich der Werte für Kohlenstoff und Stickstoff, spielt eine entscheidende Rolle für die Attraktivität gegenüber Rehen. Pflanzen mit höheren Stickstoffgehalten sind für Pflanzenfresser allgemein ansprechender, da Stickstoff für ihr Wachstum und ihre allgemeine Gesundheit wichtig ist. Im Gegensatz dazu können niedrigere Stickstoffwerte und höhere defensive Verbindungen das Abfressen abschrecken.

Gleichgewicht zwischen Wachstum und Abwehr

Pflanzen stehen oft vor einem Dilemma zwischen Wachstum und der Entwicklung von Abwehrmechanismen gegen Pflanzenfresser. In einigen Fällen kann ein höherer Abfressdruck dazu führen, dass Pflanzen mehr in das Wachstum als in Abwehrmechanismen investieren. Dieses Dilemma deutet darauf hin, dass das Ausmass des Schadens, den Pflanzen erleiden, ihre zukünftigen Wachstums- und Abwehrstrategien beeinflussen kann.

Rolle des Mineralgehalts

Der Mineralgehalt, wie Kalzium und Phosphor, ist entscheidend für die Präferenzen von Pflanzenfressern. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass bestimmte Gehalte dieser Mineralien das Abfressen fördern oder hemmen können. Rehe könnten Pflanzen mit bestimmten Nährstoffprofilen bevorzugen, während sie andere meiden, die ihrer Gesundheit schaden könnten.

Fazit

Zusammenfassend hebt die Studie der Schlehenpflanzen die komplexen Wechselwirkungen zwischen Pflanzenfressern und ihren Nahrungsquellen hervor. Die chemischen Profile von Schlehen werden von Faktoren wie Abfressdruck und Umweltbedingungen beeinflusst.

Zu verstehen, wie Pflanzen sich gegen Pflanzenfresser verteidigen und wie diese Interaktionen über die Zeit pflanzliche Gemeinschaften prägen können, ist entscheidend für die effektive Bewirtschaftung natürlicher Lebensräume.

Dieses Wissen kann helfen, die Ökosysteme zu schützen, in denen Pflanzenfresser und Pflanzen coexistieren, und sicherstellen, dass beide gedeihen können. Die Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung von abgefressenen und nicht abgefressenen Schlehen bieten wertvolle Einblicke in die Anpassungsstrategien von Pflanzen und die Dynamik der Beziehungen zwischen Pflanzen und Pflanzenfressern in gemässigten Ökosystemen.

Zukünftige Forschungen können diese Interaktionen weiter untersuchen und ihre Auswirkungen auf das Management von Wildtierpopulationen und deren Lebensräumen beleuchten.

Zu analysieren, wie einzelne Pflanzen auf langfristige Herbivorie reagieren, wird helfen, die evolutionären Aspekte der Abwehrmechanismen von Pflanzen und der Ernährungspräferenzen von Pflanzenfressern zu verstehen. Diese Beziehungen zu verstehen, ist entscheidend für die Förderung der biologischen Vielfalt und die Gewährleistung der Gesundheit natürlicher Ökosysteme.

Originalquelle

Titel: To be browsed or not to be browsed: differences in nutritional characteristics of blackthorn Prunus spinosa subject to the long-term pressure of herbivores

Zusammenfassung: The impact of ungulates on temperate forest vegetation has been investigated for a long time. Numerous studies on food selection have identified the palatable plant species preferred by large European herbivores. However, intra-specific food selection and the question why particular plants of a given species are ignored during foraging have been neglected in the literature. In central Europe, Blackthorns Prunus spinosa growing in abandoned pastures are an important component of the red deers Cervus elaphus diet. In areas densely populated by deer, annual shoot browsing produces dwarf shrubby forms of blackthorns. However, some blackthorns are not browsed by ungulates and tend to adopt a tree-like form. The existence of distinct, browsing-dependent growth forms of blackthorns raises the question of inter-individual differences in the nutritional composition of plants. Based on factor analysis, we discovered differences in nutritional composition between browsed and unbrowsed blackthorns that might explain the individual plant-related drivers of red deer food preferences. The leaves of browsed blackthorns contained higher concentrations of C, N, P and Cu but lower levels of Ca and Mg than unbrowsed ones. Moreover, browsed blackthorns had a higher water content and higher concentrations of insoluble proteins, chlorophylls and carotenoids. We highlight the fact that the nutritional characteristics of an individual plant may explain the observed food selection pattern, leading to the unhindered growth of a fraction of the blackthorn population, in spite of severe pressure on the part of ungulate herbivores. The results of this study underline the important role of herbivores in the dynamics of plant communities, in which ungulates may mediate the persistence of certain individuals of a given species. HighlightsO_LIBrowsing by ungulates leads to the formation of dwarf shrubby forms in blackthorns C_LIO_LISome blackthorns are unbrowsed and adopt a tree-like form C_LIO_LIBrowsed blackthorns differ in chemical composition from unbrowsed ones C_LIO_LIThe nutritional profile of a given plant may influence food selection by ungulates C_LI

Autoren: Michal Ciach, V. Facciolati, M. Zarek, E. Blonska, J. Lasota, O. Orman

Letzte Aktualisierung: 2024-04-06 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.04.588043

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.04.04.588043.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

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