Heuschrecken sind sehr eiweißreiche Tiere. Von daher müsste man annehmen, dass die Insekten auf Basis einer eiweißreichen Nahrung auch am besten wachsen. Doch mit der Heuschrecken-Art Oedaleus asiaticus, die in den Steppenlandschaften Chinas und der Mongolei weit verbreitet ist, machte die US-Ökologin Arianne Cease von der Arizona State University in Fütterungsversuchen überraschende Erfahrungen.
"Wir erwarteten eine höhere Fitness der Tiere, wenn wir sie mit proteinreicher Kost füttern. Deshalb haben wir Pflanzen mit Stickstoff gedüngt, um ihren Proteingehalt zu erhöhen. Wir dachten, dass die Heuschrecken dann gut wachsen. Doch das überraschende Ergebnis war, dass die Tiere eher sterben."
Arianne Cease erforscht seit Jahren, wie die Qualität der Nahrung die Fitness und das Schwarmverhalten von Heuschrecken beeinflusst. Entgegen ihren Erwartungen beobachtete sie bei Oedaleus asiaticus, dass diese Heuschreckenart eiweißarme Nahrung bevorzugt und sich damit auch am besten entwickelt. Nur dann werden die Tiere groß genug und bilden kräftige Flügel, um als Schwarm in neue Gebiete einzufallen.
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Diese Heuschreckenart aus China hat den niedrigsten Eiweißbedarf von allen Heuschrecken, die wir jemals untersucht haben. Das legt nahe, dass sie sich besonders dort in Massen vermehrt, wo die Nährstoffe im Boden ausgelaugt sind."
Pflanzen bilden weniger Protein, wenn es im Boden an Stickstoff mangelt. In Graslandschaften kann es dazu kommen, wenn zu viele Tiere auf den Flächen gehalten werden. Durch Überweidung werden die Böden ausgelaugt. In den Steppen im Inneren Chinas und der Mongolei ist das zunehmend ein Problem. Zugleich gibt es Beobachtungen, dass es dort häufiger als früher dazu kommt, dass die Heuschrecken Schwärme bilden und in Massen in andere Gebiete einfallen. Ähnliche Zusammenhänge zwischen der Landnutzung und Heuschreckenplagen bestehen möglicherweise auch in anderen Weltregionen.
"Es gibt verwandte Heuschreckenarten wie zum Beispiel Oedaleus senegalensis in Afrika. Deren Schwärme starten von übernutzten Gebieten im Senegal und der Sahelzone. Wir nehmen an, dass bei dieser Heuschreckenart etwas ganz ähnliches geschieht, haben das aber noch nicht untersucht."
Vieles spricht laut Arianne Cease dafür, dass der Mensch durch Umweltveränderungen zur Schwarmentwicklung der Heuschrecken beiträgt. Dieser Zusammenhang könnte künftig eine noch größere Bedeutung erlangen – im Zuge des Klimawandels. Studien haben gezeigt, dass viele Pflanzen weniger Protein einlagern, wenn der CO2-Gehalt der Luft steigt.
"Es ist wichtig zu verstehen, wie Tiere und vor allem pflanzenfressende Insekten auf diese erwarteten Veränderungen im Nährstoffgehalt von Pflanzen reagieren werden. Da gibt es noch viel Überraschendes zu entdecken."
Überraschende Probleme verlangen möglicherweise auch nach überraschenden Lösungen. Um das Ausschwärmen der Heuschrecken in Asien unter Kontrolle zu bringen, sieht Arianne Cease einen ungewöhnlichen Ansatz:
"Auf Basis unserer Studie sollten wir untersuchten, ob Stickstoffdünger nicht möglicherweise eine weniger giftige Alternative zu Pestiziden im Kampf gegen die Heuschrecken darstellt."
Dass sie als Ökologin den Einsatz von Kunstdünger zur Kontrolle der Heuschrecken erwägen könnte, hätte sich Arianne Cease zu Beginn ihrer Studie nicht vorstellen können.
"Wir erwarteten eine höhere Fitness der Tiere, wenn wir sie mit proteinreicher Kost füttern. Deshalb haben wir Pflanzen mit Stickstoff gedüngt, um ihren Proteingehalt zu erhöhen. Wir dachten, dass die Heuschrecken dann gut wachsen. Doch das überraschende Ergebnis war, dass die Tiere eher sterben."
Arianne Cease erforscht seit Jahren, wie die Qualität der Nahrung die Fitness und das Schwarmverhalten von Heuschrecken beeinflusst. Entgegen ihren Erwartungen beobachtete sie bei Oedaleus asiaticus, dass diese Heuschreckenart eiweißarme Nahrung bevorzugt und sich damit auch am besten entwickelt. Nur dann werden die Tiere groß genug und bilden kräftige Flügel, um als Schwarm in neue Gebiete einzufallen.
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Diese Heuschreckenart aus China hat den niedrigsten Eiweißbedarf von allen Heuschrecken, die wir jemals untersucht haben. Das legt nahe, dass sie sich besonders dort in Massen vermehrt, wo die Nährstoffe im Boden ausgelaugt sind."
Pflanzen bilden weniger Protein, wenn es im Boden an Stickstoff mangelt. In Graslandschaften kann es dazu kommen, wenn zu viele Tiere auf den Flächen gehalten werden. Durch Überweidung werden die Böden ausgelaugt. In den Steppen im Inneren Chinas und der Mongolei ist das zunehmend ein Problem. Zugleich gibt es Beobachtungen, dass es dort häufiger als früher dazu kommt, dass die Heuschrecken Schwärme bilden und in Massen in andere Gebiete einfallen. Ähnliche Zusammenhänge zwischen der Landnutzung und Heuschreckenplagen bestehen möglicherweise auch in anderen Weltregionen.
"Es gibt verwandte Heuschreckenarten wie zum Beispiel Oedaleus senegalensis in Afrika. Deren Schwärme starten von übernutzten Gebieten im Senegal und der Sahelzone. Wir nehmen an, dass bei dieser Heuschreckenart etwas ganz ähnliches geschieht, haben das aber noch nicht untersucht."
Vieles spricht laut Arianne Cease dafür, dass der Mensch durch Umweltveränderungen zur Schwarmentwicklung der Heuschrecken beiträgt. Dieser Zusammenhang könnte künftig eine noch größere Bedeutung erlangen – im Zuge des Klimawandels. Studien haben gezeigt, dass viele Pflanzen weniger Protein einlagern, wenn der CO2-Gehalt der Luft steigt.
"Es ist wichtig zu verstehen, wie Tiere und vor allem pflanzenfressende Insekten auf diese erwarteten Veränderungen im Nährstoffgehalt von Pflanzen reagieren werden. Da gibt es noch viel Überraschendes zu entdecken."
Überraschende Probleme verlangen möglicherweise auch nach überraschenden Lösungen. Um das Ausschwärmen der Heuschrecken in Asien unter Kontrolle zu bringen, sieht Arianne Cease einen ungewöhnlichen Ansatz:
"Auf Basis unserer Studie sollten wir untersuchten, ob Stickstoffdünger nicht möglicherweise eine weniger giftige Alternative zu Pestiziden im Kampf gegen die Heuschrecken darstellt."
Dass sie als Ökologin den Einsatz von Kunstdünger zur Kontrolle der Heuschrecken erwägen könnte, hätte sich Arianne Cease zu Beginn ihrer Studie nicht vorstellen können.