Auswirkungen von Dürre und Legacy-Effekte auf Baumkronen-Biodiversität: Aufklärung des Zusammenspiels zwischen Phytochemie, Blattmikrobiom und pflanzenfressenden Insekten

• Antragsteller: Matthew Agler, Ph.D.; Dr. Andrea Ghirardo; Professor Dr. Thorsten Grams
• Fachliche Zuordnung: Organismische Interaktionen, chemische Ökologie und Mikrobiome pflanzlicher Systeme ; Mikrobielle Ökologie und Angewandte Mikrobiologie ; Ökologie und Biodiversität der Tiere und Ökosysteme, Organismische Interaktionen
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 568946422

Wälder sind stark von den Folgen des Klimawandels betroffen. Die zunehmende Häufigkeit sommerlicher Dürreperioden und die damit verbundene Kronensterblichkeit gefährden die Artenvielfalt, da Baumkronen artenreiche Gemeinschaften beherbergen, die für die Resilienz und Funktionalität von Waldökosystemen essenziell sind. Die Erfassung der Biodiversität und das Verständnis der Auswirkungen extremer Dürren auf die vielfältigen Verknüpfungen innerhalb des Ökosystems sind jedoch unzureichend. Baumkronen weisen aufgrund ihrer vertikalen Stratifizierungeine hohe Biodiversität auf. Unterschiedliche Licht- und Temperaturbedingungen führen zu einem Mosaik and Blättern mit unterschiedlichen chemischen Profilen ., Dies hat Auswirkungen aufhöhere trophische Ebenen wie bakterielle Gemeinschaften,herbivore Insekten .und deren Fraßverhalten. Dennoch sind die Mechanismen, die die Baumkronenbiodiversität beeinflussen, bislang kaum verstanden – ebenso wie die Auswirkungen von Dürre auf diese Artgemeinschaften. Dieses Projekt untersucht, wie Dürrestärke und Dürre-Nachwirkungen die Wechselwirkungen zwischen Phytochemie, Bakterien- und Herbivorenvielfalt sowie das Insektenfraßverhalten und Schadmuster an Fichte (Picea abies) und Buche (Fagus sylvatica) beeinflussen – zwei zentrale Baumarten Mitteleuropas. Hierzu kombinieren wir ein langfristiges Freiland-Dürremanipulationsexperiment im Kranzberger Forst (Deutschland) mit kontrollierten Laborstudien zur Analyse von Baum-Bakterien-Insekten-Interaktionen. Wir erforschen, wie Dürre die Blatt-Chemodiversität verändert und welche Auswirkungen dies auf die Vielfalt von Bakterien und Herbivoren sowie deren Fraßverhalten hat. Zudem untersuchen wir, ob diese Effekte auf bestimmte Kronenschichten beschränkt sind oder den gesamten Baum betreffen und wie sich Generalisten und Spezialisten unterscheiden. Darüber hinaus analysieren wir die Fraßpräferenzen von saugenden und kauenden Herbivoren unter Dürrebedingungen und deren Einflussfaktoren. Abschließend soll untersucht werden, inwiefern durch Dürre veränderte Blattchemie die bakterielle Besiedlung steuert und ob diese Bakterien wiederum die chemische Vielfalt der Blätter und die Herbivoren-Präferenzen beeinflussen. Das Projekt liefert neue Erkenntnisse zu den Faktoren, die Biodiversität und Baum-Bakterien-Herbivoren-Interaktionen in temperaten Wäldern steuern. Angesichts des Biodiversitätsverlusts und zunehmender Dürreextreme wird diese Forschung eine wichtige Referenz für die Bewertung der Folgen wiederholter Dürresommer auf Waldökosysteme in Europa darstellen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Kooperationspartner: Michael Eisenring, Ph.D.