Die entscheidende Rolle von Bestäubern in der Landwirtschaft

Ungefähr 70 % der wichtigsten Nahrungsmittelpflanzen weltweit sind auf Tiere zur Bestäubung angewiesen. In tropischen Gebieten, wie Mexiko, kann diese Zahl sogar bis zu 85 % steigen. Bienen sind die bedeutendste Gruppe von Bestäubern und verantwortlich für 62 % der Besuche an den Blumen dieser Pflanzen. Andere Insekten wie Fliegen, Schmetterlinge und Käfer machen die restlichen Besuche aus. Die europäische Honigbiene, bekannt als Apis mellifera, wird weltweit für die Bestäubung von etwa 90 Arten von kommerziellen Pflanzen eingesetzt. Allerdings spielen auch wilde Bienen eine entscheidende Rolle und tragen zu rund 23 % der Blütenbesuche bei.

Einheimische Pflanzen und einheimische Bestäuber haben sich gemeinsam entwickelt. Daher ist es logisch zu denken, dass einheimische Bestäuber bei der Bestäubung lokaler Pflanzen effektiver sein sollten als nicht-einheimische Arten. Das wurde in verschiedenen Studien gezeigt. Zum Beispiel sind einheimische Bestäuber die besten Bestäuber für Heidelbeeren und Kürbisse, die dort angebaut werden, wo sie ursprünglich herkommen. In einigen Fällen können jedoch auch nicht-einheimische Bestäuber genauso effektiv sein, wie bei bewirtschafteten Honigbienenvölkern in Pflanzen wie Avocados und Tomaten.

Obwohl Honigbienen wichtig sind, ist es auch notwendig, dass wilde Bestäuber parallel zu ihnen existieren, um eine vollständige Samenproduktion in manchen Pflanzen sicherzustellen. Leider sind viele einheimische Bienenarten bedroht, und die Bestände der Honigbienen nehmen ab. Verschiedene Gründe tragen zu diesem Rückgang bei, wie Veränderungen in der Landnutzung, Pestizideinsatz, Klimawandel, Krankheiten und invasive Arten.

Agrarflächen sind oft keine geeigneten Lebensräume für Bienen. Es fehlen angemessene Ressourcen und Bedingungen für ihr Überleben und ihre Fortpflanzung. Die Intensivierung der Landwirtschaft hat auch negative Auswirkungen auf Pflanzen, die auf Bestäuber angewiesen sind. Allerdings können naturnahe und halb-natürliche Flächen in der Nähe von Farmen als wichtige Rückzugsorte für Bestäuber dienen, indem sie Nistplätze und Nahrung bieten. Die Nähe dieser natürlichen Flächen kann die Anzahl und Vielfalt der Bestäuber erhöhen und sich positiv auf den Ertrag und die Qualität der Pflanzen auswirken.

#Bedrohungen für Bestäuberpopulationen

Trotz der wichtigen Rolle, die Bienen in der Nahrungsmittelproduktion spielen, schädigen menschliche Aktivitäten weiterhin natürliche Ökosysteme. Es wurde festgestellt, dass tropische Bestäuber, insbesondere Bienen, sehr anfällig für Veränderungen in der Landnutzung und landwirtschaftlichen Praktiken sind. Eines der am stärksten gefährdeten tropischen Ökosysteme ist der tropische Trockenwald (TDF), der über 40 % der tropischen Wälder ausmacht. Leider ist ein Grossteil dieses Waldes fragmentiert und degradiert.

In Mexiko war der TDF einst ein bedeutendes Ökosystem, ist aber zunehmend gefährdet. Er war früher eine primäre Landschaft, ist aber jetzt in geschützten Gebieten unterrepräsentiert und wurde nicht umfassend untersucht. Einige Pflanzen, die in dieser Region angebaut werden, sind Wassermelonen, grüne Tomaten, Chilis, Gurken und Papayas. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, zu untersuchen, wie Schutzgebiete bei Bestäubungsdiensten helfen können, die für die Landwirtschaft und die Ernährungssicherheit in ländlichen Gemeinschaften entscheidend sind.

#Untersuchung der Bestäubungsdienste in Mexiko

Diese Studie konzentrierte sich auf zwei wichtige Pflanzen in Jalisco, Mexiko: Wassermelonen und grüne Tomaten. Die Ziele waren, die Arten von Bestäubern, die diese Pflanzen besuchen, zu identifizieren, ihre Aktivitätsmuster im Tagesverlauf zu bewerten, zu analysieren, wie effektiv sie bei der Bestäubung sind, und zu untersuchen, wie stark die Pflanzen von Bestäubern abhängen. Die Forscher betrachteten auch, wie die Landschaft um die Pflanzen die Anzahl und Arten der vorhandenen Bestäuber beeinflusste.

Es wurde erwartet, dass erhaltene Flächen des tropischen Trockenwaldes wichtige Nist- und Nahrungsressourcen für Bienen bieten, was zu einer grösseren Vielfalt und Effektivität bei der Bestäubung der Pflanzen führen würde.

#Das Studiengebiet und das lokale Klima

Die Forschung wurde in La Huerta, Cihuatlan und Tomatlán in der Küstenregion von Jalisco durchgeführt. Diese Gegend hat eine Mischung aus tropischem Trockenwald und landwirtschaftlichen Flächen. Viele Pflanzen, die in der Trockenzeit wachsen, sind während der Regenzeit anfällig für Überflutungen und Herbivorie, was diese Studie wichtig macht.

Zwischen 2017 wurden etwa 1.258 Hektar für den Anbau von Wassermelonen und grünen Tomaten genutzt, was bedeutende wirtschaftliche Erträge brachte. Wassermelonen trugen insbesondere einen grossen Teil zum landwirtschaftlichen Einkommen in dieser Region bei.

#Beschreibung der Pflanzenarten

Wassermelone (Citrullus lanatus) stammt ursprünglich aus Nordostafrika und wird seit mindestens 4.000 Jahren kultiviert. Sie hat deutliche männliche und weibliche Blüten, und Bienen sind entscheidend für ihre Bestäubung. In Jalisco verwenden die Bauern oft samenlose Wassermelonenpflanzen für die Produktion, die Pollen von gesäten Pflanzen benötigen, um Früchte zu produzieren. Die Bauern beauftragen Honigbienen, um bei der Bestäubung dieser Pflanzen zu helfen.

Grüne Tomate (Physalis ixocarpa) wird seit präkolumbianischer Zeit konsumiert. Ihre Blüten sind selbstinkompatibel und brauchen Bestäuber für die Fruchtbildung. Der Fokus auf diese Pflanzen betont ihre wirtschaftliche Bedeutung und die Notwendigkeit der Bestäubung.

#Forschungsmethodik

Um die Effektivität der Bestäubung zu bewerten und den Einfluss der umgebenden Landschaft auf die Anzahl und Vielfalt der Bestäuber zu verstehen, haben die Forscher über fünf Jahre hinweg zahlreiche Parzellen untersucht. Sie schauten sich verschiedene Faktoren an, einschliesslich der Art der vorhandenen Bestäuber, ihrer Aktivität und ihrer Fähigkeit, Pollen zu transportieren.

#Bestäuber-Gemeinschaft und Aktivitätsmuster

Die Forscher beobachteten die Blüten in verschiedenen Parzellen über mehrere Jahre und notierten, welche Insekten sie besuchten. Durch die Aufzeichnung ihrer Aktivität konnten sie Muster in den Besuchen der Bestäuber im Tagesverlauf identifizieren und herausfinden, wie effektiv verschiedene Arten beim Pollenübertrag waren.

#Bewertung der Bestäubungseffektivität

Um zu messen, wie gut verschiedene Arten von Bestäubern abschneiden, führten die Forscher Experimente durch. Sie verglichen offene Blüten, die allen Besuchern ausgesetzt waren, mit Blüten, die von Bestäubern isoliert waren. Sie testeten auch, wie viele Früchte unter verschiedenen Bedingungen, einschliesslich der Abwesenheit von Bestäubern, produziert wurden.

#Pollenmengen auf den Körpern der Bestäuber

In einem anderen Teil der Studie fingen die Forscher Insekten, die Blüten besuchten, und untersuchten sie, um herauszufinden, wie viel Pollen sie trugen. Diese Informationen halfen, die Effizienz verschiedener Arten von Bestäubern für die beiden Pflanzen zu bewerten.

#Einfluss der Landschaft

Um zu analysieren, wie die umgebenden Landschaften die Bestäuberpopulationen beeinflussten, gingen die Forscher zufällige Transekten in der Nähe der Pflanzen, um die Bestäuber zu zählen. Sie erstellten auch Karten zur Landnutzung und -bedeckung, um die Verfügbarkeit natürlicher Lebensräume zu bewerten.

#Kartierung der Bestäubungsdienste

Mit einem spezifischen Modell bewerteten die Forscher, wie viel Bestäubungsdienste durch Bienen für die Pflanzen bereitgestellt wurden, basierend auf ihrer Häufigkeit und den verfügbaren Ressourcen. Sie verwendeten Satellitenbilder und Bodendaten, um die Anzahl der Bestäuber zu schätzen und dies mit tatsächlichen Beobachtungen zu vergleichen.

#Wichtige Ergebnisse der Studie

#Bestäubungsdienste und Hauptbesucher

In den Wassermelonenblüten wurden acht Bienenarten festgestellt, wobei Apis mellifera der häufigste Besucher war. Sie machte einen Grossteil der Besuche aus. Dieses Muster war auch in den Blüten der grünen Tomate ähnlich, wo Honigbienen ebenfalls die Besuche dominierten. Der Höhepunkt der Bienenaktivität trat in den Morgenstunden für beide Pflanzen auf.

#Pollen-Tragefähigkeiten

Die Studie zeigte, dass Honigbienen beträchtliche Mengen an Pollen tragen können, was sie zu effektiven Bestäubern macht. Einige einheimische Arten trugen ebenfalls beträchtliche Pollenmengen, wurden aber seltener bei den Blüten beobachtet.

#Abhängigkeit von Bestäubern und Effizienz

Die Ergebnisse zeigten, dass Wassermelonen und grüne Tomaten stark auf Bestäuber für die Fruchtproduktion angewiesen sind. Experimente zur Bestäubungseffizienz bestätigten, dass Blüten, die vor Bestäuberbesuchen geschützt waren, praktisch keine Früchte produzierten, was die Notwendigkeit von Bestäubern zur Sicherung des Ertrags verdeutlicht.

Ausserdem galt: Je mehr Bestäuber vorhanden sind, desto höher war die Fruchtbildung bei beiden Pflanzen. Beispielsweise zeigten die grünen Tomaten einen deutlichen Rückgang der Fruchtproduktion ohne Bestäuber, was ihre Abhängigkeit von diesen Insekten verdeutlicht.

#Einfluss der umgebenden Landschaften

Die Häufigkeit und Vielfalt der Bestäuber wurden stark durch die Nähe der Pflanzen zu natürlichen Lebensräumen beeinflusst. Die grünen Tomaten profitierten von nahegelegenen Waldbedeckungen, da in Bereichen näher zu diesen Ökosystemen eine höhere Bestäuberdiversität aufgezeichnet wurde. Diese Beziehung war jedoch nicht in allen Studienjahren konsistent.

Für die Wassermelonenpflanzen wurde kein signifikanter Zusammenhang zwischen der Anzahl der Bestäuber und ihrem Abstand zu natürlichen Habitaten gefunden, wahrscheinlich aufgrund der Anwesenheit von bewirtschafteten Honigbienenvölkern, die die Bestäubung unabhängig von natürlichen Flächen ergänzten.

#Fazit

Agrarische Pflanzen wie Wassermelonen und grüne Tomaten sind stark auf Bestäuber angewiesen, um erfolgreich Früchte zu produzieren, insbesondere auf Honigbienen. Die Studie zeigt, dass, während Honigbienen oft die Hauptbesucher dieser Pflanzen sind, auch einheimische Bienen zur Bestäubung beitragen.

Die Ergebnisse betonen die Notwendigkeit, natürliche Flächen zu schützen, da sie eine entscheidende Rolle bei der Erhaltung gesunder Bestäuberpopulationen spielen können. Den Schutz dieser Ökosysteme ist entscheidend für die Erhaltung der landwirtschaftlichen Produktivität und die Gewährleistung der Ernährungssicherheit in der Region.

Darüber hinaus bietet das Verständnis der Dynamik zwischen Pflanzen und ihren Bestäubern Einblicke, die helfen können, die landwirtschaftlichen Praktiken zu verbessern, um so eine stabile Nahrungsmittelversorgung zu sichern und gleichzeitig den Schutz wichtiger Ökosysteme zu unterstützen.