Hybridisierung von Fallopia japonica s.l.

Hybridisierung und Ökologie von Fallopia japonica s.l.

Leitung: Dr. Constanze Buhk, Team Pflanzenökologie

Cofinanzierung 2010: Landesbetrieb Mobilität RLP

 

Seit einigen Jahrzehnten breitet sich der Japanknöterich (Fallopia japonica (Houtt.) Ronse Decr.) in Europa und N-Amerika entlang von Flüssen und Verkehrswegen aus. Ursprünglich als Zierpflanze eingeführt, ist der Japanknöterich immer weiter klonal vermehrt worden (durch Ableger bzw. Einpflanzen von Spross- oder Wurzelteilen). In aktuellen genetischen Untersuchungen wurde festgestellt, dass alle heute in N-Amerika und Europa wachsenden Pflanzen des Japanknöterichs zum selben Individuum gehören – es also nie zur sexuellen Fortpflanzung kam, sondern immer nur vegetative Vermehrung stattgefunden hat. Das konnte geschehen, da die Pflanzen zweihäusig sind. D.h. es gibt Individuen mit entweder nur weiblichen oder nur männlichen Blüten. Das eingeführte Individuum war ein Weibchen und somit gab es keinen Pollen einer männlichen Pflanze, die diese Blüten hätten bestäuben können und somit auch keine Samen zur Ausbreitung. Das erklärt, warum es Jahre lang nur entlang von Flüssen oder Verkehrswegen zur Ausbreitung kam, da Pflanzenteile entweder über Wasser transportiert wurden oder versehentlich durch den Menschen beim Straßenbau oder mit Fahrzeugen transportiert wurde. Seit gut 10 Jahren nun bildet der Japanknöterich vermehrt Samen aus. Die Samen sind geflügelt und stellen somit eine große Gefahr dar, dass sich die Ausbreitung nun auch über den Wind in alle Richtungen fortsetzen kann. Was ist geschehen? Die nah verwandten Arten Riesenknöterich (Fallopia sachalinense) und Schlingknöterich (Fallopia baldschuanica) wurden in Gärten angepflanzt. Beide Arten bilden auch Pollen aus und sind in der Lage die weiblichen Japanknöterich Blüten zu befruchten. Während der daraus entstehende Hybrid mit dem Schlingknöterich (Fallopia x conollyana) aktuell wohl im Freiland zwar keimt, aber nicht überlebensfähig ist, sind die Hybride mit dem Riesenknöterich (Bastardknöterich: Fallopia x bohemica) ausgesprochen robust, wuchsstark und bilden meist auch zwittrige Blüten aus. Sie können sich also auch sexuell fortpflanzen. Die Ausbreitung, die Effekte der Ausbreitung und die Aggressivität dieser Hybride untersuchen wir in unserer AG. In Zusammenarbeit mit Dr. Anne Thielsch der AG Molekulare Biologie haben wir bereits viele Bestände genau genetisch bestimmen können und verfolgen nun den Zusammenhang zwischen der Art des Hybriden und der ökologischen Eigenschaften. Sind alle Hybride besonders kräftig und ausbreitungsstark? Es kam offensichtlich in manchen Regionen von RLP bereits vermehrt zu intensiver Hybridisierung. Darunter versteht man nicht nur die Kreuzung der Elternarten (sogenannte F1 Generation) sondern auch die Kreuzungen der Hybride untereinander (F2, F3, … Generation) aber auch Rückkreuzungen mit den Elternarten (z.B. Kreuzung aus Japanknöterich mit dem Bastardknöterich). Diese Fülle an Möglichkeiten und Vermischung der Genpools bringt sicherlich manche leistungsschwache Pflanzen hervor, aber sie birgt auch ein enormes Potential, dass sich die Arten auf diese Weise noch besser an die Gegebenheiten hier anpassen und die Ausbreitung effektiv ungeschlechtlich und geschlechtlich in alle Richtungen erfolgen kann. viele Hybride erscheinen nicht nur kräftiger zu wachsen, sondern sind auch unempfindlicher gegenüber schlechter wasser und Nährstoffversorgung. Wir rechnen also mit deutlichen Konkurrenzvorteilen der neuen aus Hybridisierung hervorgehenden Knöteriche - speziell auch unter extremeren Bedingungen im rahmen des Klimawandels. Weitere Planungen innerhalb der AG sehen vor, die Freisetzung von Treibhausgasen durch die Besiedlung mit Invasiven abzuschätzen und Veränderungen im Kohlenstoff und Stickstoffkreisläufen zu ermitteln.

Zusammenfassender Text in Anlehnung an einen Uniprisma Spezial Artikel aus 2012

Im Detail nachzulesen in:

Buhk, C. & Thielsch, A. 2015. Hybridisation boosts the invasion of an alien species complex: insights into future invasiveness. Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics 17: 274-283.