Ozonverschmutzung stört die Bestäubung

  • Veröffentlicht am: 17.10.2022

Ozon stört auf vielfältige Weise die Interaktionen zwischen Pflanzen und Bestäubern. Foto: Stephen Bedase/Unsplash

Die Ozonwerte sind in den letzten Jahrzehnten in der unteren Troposphäre angestiegen. Ozon ist ein sekundärer Schadstoff, der durch die Reaktion von flüchtigen organischen Verbindungen und Stickoxiden unter Sonnenlicht entsteht. Die Belastungen durch Ozon werden bis zum Jahr 2100 wahrscheinlich die kritischen Werte in der gesamten nördlichen Hemisphäre bei weitem überschreiten.

Ozon verursacht weit verbreitete Vegetationsschäden wie Verfärbungen. Es verändert auch die chemische Zusammensetzung von Blättern und die Menge und Zusammensetzung der von Pflanzen abgegebenen flüchtigen organischen Verbindungen. Dies wiederum beeinflusst Pflanzen-Insekten-Interaktionen. Die Gründe sind vielschichtig, da Farben Signalwirkungen für Insekten sind, Nährstoffe und sekundäre Metaboliten sind für Insekten von essenzieller Bedeutung oder sind Toxine gegen sie; flüchtige organische Verbindungen sind ebenfalls bedeutende chemische Kommunikationssignale.

Vorausgegangene Studien von Ryalls et al. 2022, Duque et al. 2021 und Rollin et al. 2022 haben bereits gezeigt, dass Ozon die Bestäubung beeinflussen kann. In der aktuellen Studie ist das Team der Wissenschaftler möglichen ökologischen und evolutionären Auswirkungen der Luftverschmutzung auf Pflanzen-Bestäuber-Systeme nachgegangen.

Eine Ozonbelastung wirkt sich auf Pollen durch oxidierende Bestandteile der Pollenwand oder über die Produktion von Hydroxyl-Radikale aus. Sie hemmt das Pollenschlauchwachstum und verändert die Pollen- und Nektarmenge und deren chemische Zusammensetzung. Ozon kann die Blüte beschleunigen, die Blühdauer verlängern oder die Anzahl der geöffneten Blüten verändern. Dies alles hängt vom ontogenetischen Stadium der Pflanze zum Zeitpunkt der Belastung ab. Beispielsweise erhöhte die Ozonbehandlung die Anzahl der Bestäuber, die jüngere Acker-Senf-Pflanzen Sinapis arvensis besuchten, verursachte jedoch im Allgemeinen negative Auswirkungen auf ältere Pflanzen.
Darüber hinaus kann ein hoher Ozongehalt die Blütenblattgröße verringern und Pigmentierung und Farbe verändern.
Die Sehschärfe von Insektenbestäubern ist weitgehend auf Zentimeter bis wenige Meter beschränkt. Entsprechende Veränderungen der Blüten- und Polleneigenschaften könnten daher das Nahrungssuchverhalten auf kurze Distanz und damit die Bestäubung in ozonbelasteten Atmosphären stören.

Pflanzen nutzen olfaktorische Stoffe, um Bestäuber schon aus großer Ferne anzuziehen. Bestäuber orientieren sich daran und wählen gezielt geeignete Blütenpflanzen aus.
Ozon wirkt sich unterschiedlich auf einzelne olfaktorische Verbindungen aus – einige werden erhöht, andere verringert. Ozon erzeugt auch neue flüchtige Stoffe durch chemische Reaktionen bereits vorhandener flüchtiger Stoffe. Insgesamt kann sich das Verhältnis spezifischer Verbindungen in einer Mischung verändern.

Pflanzenduftspuren können über Kilometer von Bestäubern wahrgenommen werden; in industrialisierten Gebieten kann diese Fähigkeit auf weniger als 200 m abnehmen. Weitere Veränderung der für die Interaktion zwischen Pflanzen und Bienen wichtigen Interaktionen können Erfolge bei der Lokalisierung von Blütenduftstoffen weiter verringern und die notwendige Zeit für eine erfolgreiche Nahrungssuche verlängern.

Ozon verursacht aber auch direkte Auswirkungen der Empfindlichkeit von Antennen bei verschiedenen Bestäubern. Die Wirkung unterscheidet sich aufgrund der flüchtigen Verbindungen, wahrscheinlich wirkt Ozon auf verschiedene Proteine und Chemorezeptoren.

Der Zugang zur Studie ist beschränkt (Paywall).
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