Einfluss von Collembolen auf die Konkurrenz zwischen Pflanzen in Grasland-Modellsystemen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In dem durchgeführten Projekt wurde der Einfluss von Collembolen auf Wachstum und Konkurrenz zwischen Pflanzenarten unterschiedlicher funktioneller Gruppen untersucht. Für mehrere Pflanzenarten wurde durch Collembolen ein erhöhtes Wurzelwachstum nachgewiesen, wobei längere und dünnere Wurzeln gebildet werden. Diese Reaktion war bei Pflanzenarten aus unterschiedlichen funktionellen Gruppen verschieden stark. Wie erwartet reagierten Leguminosen weniger deutlich als Gräser. Die uniforme Reaktion von Pflanzen auf die Präsenz von Collembolen deutete auf einen einheitlichen Wirkungsmechanismus hin. Dieser wurde genauer untersucht als ursprünglich vorgesehen. In Experimenten mit der C4-Pflanze Mais wurde durch Analyse von stabilen Isotopen nachgewiesen, dass sich euedaphische Collembolen, wie Arten der Gattung Protaphorura, in Präsenz von Pflanzenwurzeln ausschließlich von diesen ernähren. Dabei tritt jedoch keine Depression des Pflanzenwachstums auf, die Pflanzen sind dagegen in der Lage die Schädigungen effektiv zu kompensieren. In Experimenten mit Arabidopsis thaliana wurde die Veränderung der Genexpression in Pflanzen durch Collembolen verfolgt. Hierbei wurde gezeigt, dass Collembolen den Sekundärstoffwechsel von Pflanzen stark verändern, wobei Spross und Wurzel der Pflanzen unterschiedlich reagieren. Im Spross werden insbesondere Gene induziert, die in die Abwehr gegen Phytophage involviert sind, in der Wurzel dagegen Gene, die an pflanzlichem Wachstum beteiligt sind. Die differenzielle Expression von Genen in Spross und Wurzel ist konsistent mit den beobachteten Wachstumsveränderungen von Pflanzen durch Collembolen und mit Ergebnissen von Experimenten, in denen eine Veränderung des Befalls von Pflanzen durch Phytophage durch Collembolen nachgewiesen wurde. Die Ergebnisse haben weitreichende Konsequenzen für die Bedeutung von Collembolen, und Zersetzern insgesamt, für Pflanzenwachstum und die Befallsdisposition von Pflanzen für Phytophage.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2006) Effects of above- and belowground insecticide applications on the Collembola community in a plant succession experiment. Applied Soil Ecology 31, 136-146
Endlweber, K., Schädler, M., Scheu, S.
- (2006) Effects of Collembola on root properties of two competing ruderal plant species. Soil Biology and Biochemistry 38, 2025-2031
Endlweber, K., Scheu, S.
- (2006) Establishing arbuscular mycorrhiza-free soil: A comparison of six methods and their effects on nutrient mobilization. Applied Soil Ecology 34, 276-279
Endlweber, K., Scheu, S.
- (2007) Decomposer – plant interactions: Effects of Collembola on plant performance and competitiveness. Dissertation, TU Darmstadt
Endlweber, K.
- (2007) Interactions between mycorrhizal fungi and Collembola: effects on root structure of competing plant species. Biology and Fertility of Soils 43, 741-749
Endlweber, K., Scheu, S.
- (2009) Collembola switch diet in presence of plant roots thereby functioning as herbivores. Soil Biology and Biochemistry 41, 1151-1154
Endlweber, K., Ruess, L., Scheu, S.
