Im Alpengarten auf der Schynigen Platte (Berner Oberland) werden Zusammenhänge zwischen ökologischen und genetischen Voraussetzungen fürs Überleben alpiner Pflanzen erforscht. Von Alpenblumen kann viel gelernt werden, denn die Studie belegt: Die echte heimische Swissness des Alpenblumen-Daseins überlebt flexibler dank grosser genetischer Vielfalt und Anpassungsfähigkeit.
 

Aus Erfahrungen im Tiefland weiss man, dass viele Pflanzenbestände an Inzuchtproblemen leiden, sich schlechter an Umweltveränderungen anpassen können oder sogar aussterben, wenn ihre Lebensräume immer kleiner werden. Doch wie überleben Alpenpflanzen, deren Lebensräume oft von Natur aus stark zerstückelt sind? Und wie reagieren diese kleinen Bestände auf Veränderungen wie den Klimawandel? Solche Fragen hat das Botanische Institut der Universität Basel in den letzten Jahren am Beispiel verschiedener Alpenpflanzen untersucht.

Eine der selteneren und zugleich auffälligsten Arten ist die Straussglockenblume (Campanula thyrsoides), die eine Forschungsgruppe unter der Leitung von Jürg Stöcklin am Botanischem Institut der Universität Basel im ganzen Alpenraum, besonders intensiv aber im und um den Alpengarten Schynige Platte untersuchte.

Schweizer Bauer Alpenblume Schynige PlatteAlpine Widerstandskraft dank genetischer Vielfalt (Bild: Schweizer Bauer)

Isolierte Bestände

Die Glockenblume mit den blassgelben Blüten kommt nur an lokal begrenzten Standorten vor, verstreut über den Jura, die Alpen und den Balkan. Mit genetischen Analysen lassen sich heute noch klar vier Gruppen unterscheiden, die nach der letzten Eiszeit von Westen, Süden und Osten ins Gebirge eingewandert sind und sich dabei nur selten nahe genug kamen, um Erbgut auszutauschen, wie Patrick Kuss, Hafdís Hanna Ægisdóttir und Jürg Stöcklin schon 2007 feststellten.

Auch auf lokaler Ebene gibt es wesentliche genetische Unterschiede, die auf eine relativ starke Isolation der einzelnen Populationen hinweisen. So fand Eva Frei, die für ihre Doktorarbeit 24 Straussglockenblumen-Populationen auf der Schynige Platte untersucht hat, im Umkreis von wenigen Kilometern zwei unterschiedliche Erbgut-Typen, zwischen denen nur selten einmal Gene ausgetauscht wurden – offenbar kommt es relativ selten vor, dass eine Hummel einmal etwas weiter fliegt und ein paar Pollenkörner über trennende Felsen oder Senken hinweg von einem Bestand in den nächsten trägt.

Keine Inzuchtprobleme

Einige der Bestände, die Eva Frei auf der Schynige Platte fand, waren sehr klein; der kleinste zählte nur gerade zwölf Pflanzen, während die grössten immerhin auf mehrere hundert kamen. Doch selbst in den kleinsten Gruppen stellte die Biologin eine hohe genetische Diversität fest – und das, obwohl Lawinen und andere in den Bergen häufige Katastrophen die Zahl der Pflanzen und damit die Vielfalt des Erbgutes immer wieder stark reduzieren können. «Aber offenbar reichen bei der Straussglockenblume die seltenen Kontakte mit anderen Beständen, um die genetische Diversität aufrecht zu erhalten», schliesst Eva Frei aus ihren Untersuchungsresultaten.

Kühe helfen der Blume

Für die Erhaltung ihrer genetischen Vielfalt hängen die Pflanzen von der Erhaltung ihrer vielen kleinen Bestände und damit ihrer kleinteiligen alpinen Lebensräume ab. So ist den Straussglockenblumen auf den Alpweiden um die Schynige Platte und anderswo am besten gedient, wenn die traditionelle Alpwirtschaft weitergeführt wird – wenn sie also weder durch starke Düngung noch durch Unternutzung und Verbuschung von häufigeren Arten verdrängt werden, und wenn die Kühe auch künftig kleine Löcher in die dichte Grasnarbe treten und so den Samen erleichtern, sich zu etablieren.

Vielfalt macht flexibel

Wie gut sich Alpenpflanzen dank ihrer genetischen Vielfalt an ganz unterschiedliche Umweltbedingungen anpassen können, beweist ihre bewegte Geschichte, in der sie selbst die Eis- und Warmzeiten der letzten Jahrtausende überlebten. «Doch die Flexibilität der alpinen Pflanzen stösst an Grenzen, wenn die Veränderungen zu schnell zu extrem werden», warnt Projektleiter Jürg Stöcklin. Er verweist unter anderem auf aktuelle Experimente in Davos und auf der Schynige Platte. Um die Folgen des Klimawandels zu untersuchen, werden Straussglockenblumen und andere alpine Pflanzen in unterschiedlichen Höhenlagen unter kontrollierten Bedingungen gezogen.

Damit simulieren die Forscher unterschiedliche Erderwärmungs-Szenarien – denn ähnlich, wie sich die Umwelt von Pflanzen und Tieren mit der Erderwärmung in Zukunft verändert, unterscheiden sich die gegenwärtigen Lebensbedingungen zwischen dem relativ kühlen, alpinen Klima auf der Schynige Platte und dem um durchschnittlich zwei Grad wärmeren Klima 700 Höhenmeter talwärts oberhalb Gündlischwand. Die Experimente zeigen, dass die Pflanzen mit recht grossen Differenzen zurecht kommen. Doch wenn die Veränderungen zu extrem werden, büssen die Pflanzen ihre Fitness ein.

Einmal blühen – aber richtig

Die Straussglockenblume blüht nur einmal im Leben und vermehrt sich ausschliesslich mit Samen. In tiefen Lagen bildet eine Pflanze im ersten Jahr eine Blattrosette aus, die genügend Reserven in der Wurzel anlegt, damit die Pflanze im zweiten Jahr üppig blühen und zwischen 15'000 und 50'000 Samen produzieren kann. In höheren Lagen mit kurzer Vegetationsperiode dauerte es 3 bis 16 Jahre, bis eine Pflanze blüht.

Dieser Lebenszyklus unterscheidet die Straussglockenblume von der Mehrheit der Alpenpflanzen, die im Laufe ihres Lebens wiederholt blühen und sich oft auch vegetativ, zum Beispiel mit Ausläufern, vermehren können. Gleich wie die meisten anderen Alpenpflanzen kennt aber auch die Straussglockenblume verschiedene Strategien zur Vermeidung von Inzuchtproblemen. Dazu gehört etwa eine Blütenform, die Selbstbestäubung erschwert. Auch die Bestäubung von Nachbarblüten ist relativ selten; bei einer Straussglockenblume sitzen zwar alle Blüten dicht gepackt am selben Stängel, aber sie blühen nicht alle gleichzeitig, so dass die Hummeln und anderen Bestäuber nicht lange auf derselben Pflanze bleiben. Schliesslich kommen auch die «Geschwisterpflanzen» einer Generation nicht alle im selben Jahr zur Blüte, was ebenfalls zu einer breiteren Streuung der vererbten Merkmale und Fähigkeiten beiträgt.

Die Samen der Straussglockenblume sind nicht mit Flughilfen ausgestattet und haben auch keine Haken oder anderen Möglichkeiten, sich von Tieren bei der Verbreitung helfen zu lassen. So bleiben sie meist in der Nähe der Mutterpflanze. Zum Keimen brauchen sie viel Licht – zum Beispiel Lücken in der Vegetation, wie sie durch Trittschäden des Viehs auf Alpweiden entstehen.

Doch nicht nur die Verbreitung, sondern auch die Evolution der Straussglockenblume wurde vermutlich durch die Alpwirtschaft beeinflusst. So vertragen es die Straussglockenblumen in den Ostalpen, die vor allem auf Gletschervorfeldern und im Geröll wachsen, nur schlecht, wenn sie abgefressen oder abgeschnitten werden. Ihren Artgenossen in den Westalpen, die gewöhnlich in Alpweiden vorkommen, machen solche Eingriffe viel weniger aus; sie bilden neue Rosetten aus und blühen vielleicht ein Jahr später. Das könnte darauf hindeuten, dass sich die westlichen Straussglockenblumen im Laufe der Evolution an die Beweidung angepasst haben.

Im Alpengarten Schynige Platte stehen die Straussglockenblumen derzeit in Blüte – zusammen mit einem Grossteil der insgesamt 600 Pflanzenarten des botanischen Gartens auf 2000 Metern über Meer. Der Alpengarten zeigt die Pflanzen nach Möglichkeit in den Gemeinschaften, in denen sie auch in der Natur vorkommen. Die Straussglockenblumen findet man in den Rostseggenhalden – den traditionellen Alpweiden und Wildheuplanggen – zusammen mit zahlreichen anderen auffälligen Blumen wie Bergflockenblume, Kugelorchis oder der Paradieslilie.

Quelle: Schweizerbauer.ch

Informtationen: Schweizer Forschung zur Biodiversität

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