Epiphyten und Wind in einer sich ändernden Welt

• Antragstellerin: Dr. Helena Einzmann
• Fachliche Zuordnung: Ökologie und Biodiversität der Pflanzen und Ökosysteme
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 386412326

Epiphyten sind ein Schlüsselelement tropischer Wälder, die als eine Wiege der Biodiversität gelten. Die Gruppe selbst ist extrem divers und dient als Habitatbildner für viele weitere Organismen, als Nahrungsquelle und spielt eine zentrale Rolle im Wasser- und Nährstoffzyklus des Ökosystems. Strukturell abhängig von ihrem Wirtsbaum und an der Schnittstelle zwischen terrestrischer Vegetation und Atmosphäre wachsend, sind sie eng mit der Atmosphäre verbunden und klimatischen Veränderungen besonders ausgesetzt. Daher ist es erstaunlich, wie wenig über den Einfluss von Wind auf Epiphyten bekannt ist. Das geplante Projekt verbindet Biodiversitätsforschung und Physik mit dem Ziel, den Einfluss von Wind auf die für Epiphyten essentielle Verankerung am Wirtsbaum zu verstehen. Dies ist auch vor dem Hintergrund immer wichtiger, dass ihr natürlicher Lebensraum, durch Landnutzungsänderung stetig fragmentiert wird und dies potentiell negative Effekte von Klimawandel, wie z.B. die Intensivierung starker Sturmereignisse, potenziert. Mit diesem Projekt möchte ich die kritische Stelle im Epiphyten-Wirt System identifizieren, d.h. ob Wind tatsächlich in der Lage ist Epiphyten von ihrem Substrat zu lösen, oder ob das Substrat selbst die Schwachstelle darstellt. Dafür habe ich vier Arbeitspakete (SP) geplant, mit denen unterschiedliche Aspekte im System untersucht werden. Eine deskriptive Studie (SP4) in einigen Ländern der Wirbelsturmregion wird nach einem Sturm die Anteile der mit und ohne ihr Substrat abgerissenen Epiphyten bestimmen. Obwohl in einigen Veröffentlichungen anekdotisch davon die Rede ist, dass Wind Epiphyten von ihrem Substrat gerissen habe, identifiziert keine Studie den tatsächlichen Schwachpunkt. Dieses Teilprojekt wird in Kooperation mit lokalen Kollegen durchgeführt werden. Obwohl die Haftung am Substrat für Epiphyten essentiell ist, ist diese Verbindung bisher nicht untersucht worden. Die SP1 und 2 sind als Kollaboration mit den Windforschern der Universität Oldenburg angelegt. In einer Reihe von Experimenten im Windkanal wird bestimmt, welche Kraft auf Epiphyten unter Windeinfluss wirkt (SP1), sowie die notwendige Kraft für das Ablösen der Epiphyten von ihrem Substrat (SP2). Wenn Wind Epiphyten nicht abreißen kann, dann wird lediglich die Zerstörung des gesamten Systems das Überleben der Epiphytengemeinschaft ernstlich bedrohen. Die Experimente von SP1 und 2 werden durch die Untersuchung der mechanischen Eigenschaften der Epiphytenwurzeln ergänzt (SP3). Dafür werden die immanente Zugkraft der Wurzeln und ihre Bindungskraft zum Substrat gemessen sowie die Penetrationstiefe der Wurzelhaare in das Substrat quantifiziert. Ferner wird experimentell untersucht, ob Epiphyten auf konstanten, simulierten Winddruck mit verstärktem Wurzelwachstum reagieren. Zusammen werden die Teilprojekte die kritische Stelle im Epiphyten-Wirt System identifizieren und eine Evaluierung der Konsequenzen von Landnutzungsänderung und Klimawandel für Epiphyten ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen