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Tierischer Transport
Wer kennt sie nicht? Die Pflanze mit großen Blättern, an der Kügelchen wachsen, die immer überall hängen bleiben. Ihre erstaunliche Haftfähigkeit verdanken sie den Hunderten feinen Häkchen auf ihrer Oberfläche. Sich an alles und jeden dranzuhängen, ist genau deren Zweck, denn die Kügelchen sind die Sammelfrüchte der…
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von KURT DE SWAAF
Wer kennt sie nicht? Die Pflanze mit großen Blättern, an der Kügelchen wachsen, die immer überall hängen bleiben. Ihre erstaunliche Haftfähigkeit verdanken sie den Hunderten feinen Häkchen auf ihrer Oberfläche. Sich an alles und jeden dranzuhängen, ist genau deren Zweck, denn die Kügelchen sind die Sammelfrüchte der Arctium lappa, zu Deutsch der Großen Klette. Das oft an Wegesrändern gedeihende Gewächs lässt seine Samen durch Tiere verbreiten. Die hakenbewehrten Fruchtstände halten sich am Fell fest und fallen irgendwann wieder ab, nachdem der vierbeinige Spediteur eine weite Strecke zurückgelegt hat – so die Idee. Auf diese Weise kann Arctium neue Lebensräume besiedeln.
Als blinder Passagier mit Tieren zu reisen, ist dafür nicht die einzige Möglichkeit. Zahlreiche Pflanzenspezies lassen ihre Saat, auch Diasporen genannt, einfach vom Wind forttragen, was Fachleute als Anemochorie bezeichnen. Manch andere nutzen strömendes Wasser in Seen und Fließgewässern, die sogenannte Hydrochorie. Die Zoochorie indes, sprich der Tiertransport, ist ein atemberaubend vielfältiges Phänomen mit unzähligen Wechselwirkungen. Die Samenverbreitung durch Säuger, Vögel und sogar Fische prägt ganze Ökosysteme, bringt im Laufe der Evolution ständig neue Arten hervor und lässt Forschende immer wieder staunen.
Fruchtfresser in den Tropen
Carolina Bello, Biologin an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich, ist mit der Komplexität des Themas bestens vertraut. Die Expertin untersucht unter anderem die Bedeutung der Zoochorie in Brasilien. Dort sind 70 bis 90 Prozent der Baumspezies für die Verbreitung ihres Saatguts von Tieren abhängig. „In Tropenwäldern gibt es eine sehr ausgeprägte Co-Evolution“, erklärt Bello. Viele Arten interagieren ständig miteinander; sie entwickeln sich gemeinsam, wodurch neue ökologische Nischen entstehen und interspezifische Konkurrenz vermieden wird. Jede bekommt so ihre eigenen Ressourcen und Partner.
Zahlreiche Pflanzenarten wie die genannten Kletten lassen ihre Saat äußerlich von Tieren transportieren, die Ectozoochorie. Tropenwaldbäume dagegen setzen vor allem auf die Endozoochorie. Sie verpacken ihre Samen in leckeren und nahrhaften Früchten, die dann von frugivoren Spezies wie Affen und Vögeln gefressen werden. Dabei verschluckte Kerne werden wieder ausgewürgt, oder sie durchlaufen den Magen-Darm-Trakt, bis sie anderswo mit dem Kot zurück in die Umwelt gelangen – ein nahezu perfekter Beförderungsmechanismus. Selbstverständlich gibt es dieses Konzept nicht nur im südamerikanischen Dschungel. Mitteleuropäische Wildkirschen, Schlehen, Holunder und Brombeeren wenden exakt denselben Trick an. In Tropenwäldern steht die Endozoochorie allerdings an zentraler Stelle, wie Carolina Bello erläutert. Ohne den tierischen Samentransport könnten die grünen Lungen unseres Planeten auf Dauer wahrscheinlich gar nicht bestehen.
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Die eigentliche Stärke von Wäldern grundsätzlich und dem Amazonas im Besonderen ist die enorme Artenvielfalt. Dieser Reichtum bietet Stabilität und fördert essenzielle Ökosystemleistungen, allen voran die im Kampf gegen den Klimawandel so wichtige Kohlenstoffspeicherung. Um die globale Erwärmung auf maximal zwei Grad Celsius zu begrenzen, müssten laut Weltklimarat IPCC jährlich an die zehn Gigatonnen CO2 aus der Atmosphäre entnommen und dauerhaft gebunden werden – knapp zwei Drittel davon durch Wälder. Doch davon gibt es momentan zu wenige. Zwischen 1990 und 2020 hat die Erde ungefähr 420 Millionen Hektar Waldfläche verloren, und die Verheerungen hören nicht auf. 2024 war diesbezüglich ein Rekordjahr: 30 Millionen Hektar Wald fielen Bränden und Abholzung zum Opfer. Höchste Zeit für eine Trendwende.
Viele Regierungen und Institutionen sind sich dieser Notwendigkeit durchaus bewusst. Wiederaufforstung gilt ihnen als das Gebot der Stunde, aber auch die hat ihre Tücken. Zum einen kosten die Pflanzungen Geld, an dem es gerade in wirtschaftlich benachteiligen Ländern des globalen Südens oft mangelt. Andererseits kommen bei Wiederaufforstungsprojekten oft nur wenige Baumarten zum Einsatz, oder es wird gar nur eine einzige Spezies gepflanzt. Im schlimmsten Fall entstehen so großflächige, ökologisch wertlose Monokulturen statt artenreicher Wälder mit stabiler Kohlenstoffspeicherung. Die Alternative zu dieser Scheinlösung ist denkbar einfach: Man überlässt die Arbeit der Natur und ermöglicht dem Wald, sich selbst zu regenerieren. Das Potenzial dazu hat er ja. Auch ohne menschliches Zutun werden regelmäßig ganze Baumbestände von Feuer oder Stürmen zerstört, überall auf der Welt. Mit der Zeit kehrt der Bewuchs zurück, und genau dabei kommen die Tiere ins Spiel.
Ameisenbäume als Pioniere
Vögel machen den Anfang, erklärt Carolina Bello. Kleinere, stark frugivore Spezies, wie zum Beispiel Drosseln der Gattung Turdus, zu der auch die europäische Amsel gehört, verbreiten in Südamerika die meisten Samen. Ein Teil davon landet auf entwaldeten Flächen und keimt dort. Schon nach wenigen Jahren ragen die ersten Bäumchen in die Höhe. Häufig sind es Miconias und Ameisenbäume, wie Cecropia pachystachya. „Das ist eine typische Art der frühen Sukzession“, sagt Bello. Sie wachse schnell, habe aber nur weiches, leichtes Holz – ein Pioniergewächs eben. In der natürlichen Vegetationsabfolge von Wäldern sind solche Spezies stets die ersten. Dafür ist ihre Lebensdauer eher kurz und beträgt meist nur wenige Jahrzehnte. Die abgestorbenen Stämme jedoch bieten einer Menge anderer Organismen Kost und Logis, von simplen Schimmelpilzen bis hin zu Spechten und Fledermäusen. Totholz ist ein essenzieller Bestandteil gesunder Waldökosysteme.
Dem Klimaschutz nutzen Cecropia pachystachya und dergleichen allerdings weniger. Zu rasch wird der von ihnen aufgenommene Kohlenstoff normalerweise wieder umgesetzt. Für eine längerfristige Speicherung braucht es entsprechend langlebige Bäume mit dichtem Hartholz. Deren Samen und Früchte seien allgemein massiger als die von Pionierarten, berichtet Bello. Kleine Vögel können sie nicht schlucken. Die klimarelevanten Waldriesen brauchen deshalb stattliche Spezies wie den – dem Truthahn ähnlichen – Schwarzmaskenguan (Aburria jacutinga). „Diese Vögel sind sehr wichtig für die Verbreitung von großen Samen“, so die Biologin. Entscheidend sei vor allem die Schnabelweite. Je breiter, desto dickere Brocken passen hinein.
Sesshafte Schwarzmaskenguane
In Bezug auf ihre Spediteurtätigkeit haben die Schwarzmaskenguane dennoch ein Manko: Die Gefiederten, obwohl flugfähig, sind nicht besonders abenteuerlustig. Sie bleiben in Naturwäldern und trauen sich nicht in offeneres Terrain. Dasselbe gelte auch für diverse andere große Saatgutverbreiter, erklärt Bello. Die natürliche Waldregeneration werde dadurch behindert. Bello und ihre Kolleginnen haben diesen Effekt in der Mata Atlântica im Südosten Brasiliens untersucht. Dort sind vom einst weitläufigen Regenwald nur noch rund zwölf Prozent übrig, und die fragmentierten Reste liegen meist in mit Weiden, Feldern und Plantagen gespickten Gebieten. Um von einem Waldstück ins nächste zu gelangen, müssen Tiere solche Flächen überqueren und dazu eventuell noch Straßen. Vielen ist das Risiko zu hoch, sie tun das nicht oder nur selten. Logisch, dass dann auch die von ihnen transportierten Samen nicht weiterkommen. Die klimaschützenden Baumarten stecken fest.
Das Forschungsteam konnte die Auswirkungen der Zerteilung im Rahmen einer groß angelegten Studie im Süden Brasiliens sogar beziffern. Baumbestände, die in stark fragmentierten Landschaften nachwachsen, speichern demnach bis zu 38 Prozent weniger Kohlenstoff als solche mit mehr Wald in der Nachbarschaft. Die kritische Grenze liegt bei ungefähr 40 Prozent Waldanteil an der Gesamtfläche einer Region. Unterhalb dieses Wertes nehmen sowohl die Baum-Biomasse wie auch der Sameneintrag deutlich ab. Das heißt: Wenn Tiere in ihrer Mobilität eingeschränkt werden, leidet die botanische Biodiversität – und damit die ökologische Leistungsfähigkeit der Wälder. Auf die Vernetzung kommt es an.
Zum Glück sind nicht alle frugivoren Vögel so sesshaft und scheu wie der Schwarzmaskenguan. Tukane zum Beispiel kämen mit Störungen durch den Menschen meist gut zurecht, so Bello. Die Großschnäbel bewohnen auch halb offene Landschaften und legen fliegend schnell mehrere Kilometer zurück. Auf ihrem generell vielfältigen Speiseplan stehen diverse große, fleischige Früchte, die im Ganzen verschluckt werden. Vögel sind zudem nicht die einzigen Samenspediteure; Fledermäuse, verschiedene Affenarten und Agutis – typisch südamerikanische Großnager – tun sich hier ebenfalls hervor. Letztere spielten vor allem für die langlebigen Paranussbäume (Bertholletia excelsa) und verwandte Spezies eine wichtige Rolle, berichtet Bello. Ähnlich wie Eichhörnchen verbuddeln Agutis massig Nüsse, fressen sie aber nicht alle. Die vergessenen können dann ungestört keimen. Trotzdem reicht das Wirken von störungstoleranten Vögeln und Vierbeinern anscheinend nicht aus, um Tropenwald auf stark fragmentierten, isolierten Flächen vollständig regenerieren zu lassen. Da müsse mit gezielten Pflanzungen nachgeholfen werden, meint Bello.
Enten als Samenträgerinnen
Die Erforschung der Zoochorie hat in den vergangenen Jahrzehnten nicht nur im Bereich Waldökologie große Fortschritte gemacht. Regelmäßig kommen neue, bisweilen völlig unerwartete Details ans Licht. So sind etwa Enten und andere Wasservögel eigentlich keine Fruchtfresser, verbreiten aber dennoch eine enorme Vielfalt an Diasporen. „Rund 500 verschiedene Pflanzenarten wurden bereits im Entenkot nachgewiesen“, erklärt Andy Green, Ökologe an der Biologischen Forschungsstation Doñana in Sevilla. „Es sind wahrscheinlich noch viel mehr. Die Liste wächst beständig weiter.“ Diverse Entenspezies, wie die hierzulande praktisch allgegenwärtige Stockente (Anas platyrhynchos) ernähren sich omnivor und gewinnen einen wesentlichen Teil ihres Futters dadurch, dass sie mit ihren Schnäbeln durch Schlamm und Wasseroberflächen schlabbern. Fressbares wird über kammartige Strukturen an den Schnabelrändern herausgesiebt. Zerkleinerung und Vorverdauung finden im Kropf der Vögel statt. Aufgenommene Samen indes werden laut Green nicht alle geknackt. So gelangen einige unverdaut bis zum Hinterausgang.
Enten als Samenträgerinnen bieten den Pflanzen einen entscheidenden Vorteil: Manche Arten ziehen alljährlich über Hunderte oder gar ein paar Tausend Kilometer hinweg zwischen Brutgebieten und Winterquartieren hin und her. Gleiches gilt für Gänse, die ebenfalls schon als wichtige Saatgutspediteure identifiziert wurden. Vielen Pflanzenspezies stehen somit exzellente Flugverbindungen zur Verfügung. Die Folgen sind aus biogeografischer Sicht durchaus erkennbar, denn die meisten bei Enten nachgewiesenen Pflanzenarten haben große Verbreitungsgebiete. Ihre Vorkommen erstrecken sich zum Beispiel von Nordeuropa bis zum Mittelmeer und decken den Großteil der Zugrouten ab.
Spezialfall Wasservögel
Über kürzere Distanzen kommt bei Wasservögeln aber auch die „klassische“ Zoochorie von Gehölzen mit fleischigen Früchten vor. Ein überraschender Fall lässt sich beim Spaziergang über die Insel Sa Dragonera vor der Südwestspitze Mallorcas bestaunen. Auf dem kleinen, als Naturschutzgebiet ausgewiesenen Eiland wachsen zahlreiche junge Olivenbäume. Sie wurden laut dem Biologen Giacomo Tavecchia vom Forschungszentrum IMEDEA (Instituto Mediterraneo de Estudios Avanzados) in Esporles keinesfalls von Menschen dort angepflanzt. Die auf Sa Dragonera brütenden Mittelmeermöwen (Larus michahellis) säen die Bäumchen aus. Sie verbreiten dabei sowohl wilde wie auch kultivierte Olivensorten, deren Früchte sie meist auf der Hauptinsel gefressen haben. Daneben scheiden die Tiere auch andere Kerne wie Feigensamen aus. „So ziemlich alle Möwenarten machen das“, betont Andy Green. Schließlich seien die weißen Vögel echte Omnivoren.
Enten und Gänse indes transportieren fast nur Samen, die keine nahrhafte Verpackung haben. Das passe eigentlich nicht ins herkömmliche Bild, erläutert Green. Die meisten Fachleute klassifizieren Pflanzenarten mit Blick auf deren Verbreitungsstrategien nach einem ziemlich rigiden Schema. Bestimmte Merkmale führen dabei zur festen Einteilung in eine bestimmte Kategorie. Fleischige Hülle ist gleich Endozoochorie, fallschirmähnliche Strukturen gehören zur Anemochorie und so weiter. Solche Charakteristika werden in der Biologie mitunter auch Syndrome genannt. Die Samen vieler Pflanzenspezies verfügen allerdings über keine derartigen Eigenschaften. Sie sind nur Körner mit einer einfachen, glatten Hülle. Aufgrund der fehlenden Ausstattung wurden diese Diasporen dem „unassistierten Syndrom“ zugeordnet – Pflanzen, die für ihre Verbreitung keine Hilfe bekommen und deren Samen somit auch keine großen Distanzen überbrücken können. Dass diese Interpretation jedoch viel zu kurz greift, zeigen die Wasservögel.
Gut ein Viertel der endozoochor von Enten transportierten Pflanzenarten würde gängigerweise als „unassistiert“ eingestuft, berichtet Green. Darunter sind vor allem Gewächse mit relativ kleinen, harten und runden Samen. Interessanterweise wurden einige davon auch schon keimfähig im Kot von herbivoren Huftieren wie Rindern und Rothirschen nachgewiesen. Die Großsäuger vertilgen täglich kiloweise Grünzeug, darin vorhandene Saaten inklusive. Green zufolge könnte dies eine lange übersehene Variante der Endozoochorie sein. Grashalme, Kraut und Laub würden dabei praktisch die Früchte ersetzen, meinen er und weitere Fachleute inzwischen.
Ausbreitung invasiver Arten
Der tierische Samentransport mag von zentraler ökologischer Bedeutung sein. Er kann allerdings auch die Ausbreitung exotischer invasiver Pflanzen vorantreiben. So wird unter anderem die auf der Schwarzen Liste stehende Lorbeerkirsche (Prunus laurocerasus) über ihre Früchte von Vögeln und Füchsen in die Landschaft ausgesät. Ein ungarisches Team unter Leitung der Biologin Orsolya Valkó vom Zentrum für Ökologische Forschung des Hungarian Research Network in Vácrátót hat zudem die ectozoochore Effektivität einer besonders häufigen Tierspezies untersucht, die des Homo sapiens. Zwar verfügen Menschen bekanntlich nicht über ein Ganzkörperfell, doch der Ersatz dafür, ihre Kleidung, kann ebenfalls als Transportmittel fungieren – vom Schuhwerk ganz zu schweigen.
Das ungarische Forschungsteam rekrutierte 88 regelmäßig draußen tätige Freiwillige und fand auf deren Ausstattung insgesamt knapp 36.000 Samen von 229 verschiedenen Arten oder Gattungen. Zahlreiche Gräser waren darunter, typische „Unkräuter“ und ein paar eher seltene Spezies wie der salzliebende Winkel-Klee (Trifolium angulatum). Dazu kamen die stark allergenen Ambrosia artemisiifolia und weitere problematische Neophyten. Unter den Schuhsohlen klebten Samen der eigentlich endozoochoren, aus Nordamerika stammenden Gold-Johannisbeere (Ribes aureum). Die Träger hatten heruntergefallene Früchte zertreten.
„Die Verbreitung von Diasporen ist viel komplexer, als wir denken“, fasst Orsolya Valkó zusammen. Naturliebhaber sollten darauf achten, Saat von Kleidung und Schuhen sicher zu entsorgen, anstatt sie weiterzutransportieren – womöglich sogar in andere Regionen. Und das gelte besonders für Biologen, sagt Valkó. Denn diese waren in der Studie die wirksamsten Samenstreuer. ■
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