Pflanze-Insekt-Parasitoid Reaktionen auf erhöhtes CO2

Die CO2 Konzentration in der Atmosphäre wird bis zum Ende dieses Jahrhunderts mindestens das Doppelte des vorindustriellen Wertes erreicht haben (550 ppm). Dieser dramatische Anstieg in einem relativ kurzen Zeitraum wird sich auf die wechselseitigen Beziehungen zwischen Pflanze, Pflanzenfresser und deren Parasiten auswirken. Im vorliegenden Projekt wird es möglich sein, diese Interaktionen an einem der wichtigsten Forstinsekten, dem Schwammspinner, und seinem natürlichen Gegenspieler, einer parasitischen Schlupfwespe, erstmals in einem unbewirtschafteten Laubmischwald mit Altbestand zu untersuchen. Die Universität Basel stellt uns ihre FACE (free air CO2 enrichment) Versuchsfläche zur Verfügung, auf der seit 2001 14 Laubbäume unterschiedlicher Arten während der Vegetationsperiode mit CO2 begast werden. Ein 45 m hoher Kran, ausgestattet mit zwei Gondeln, ermöglicht den Zugang zum Kronenbereich der Bäume. Wir werden die durch CO2-Begasung hervorgerufenen Änderungen im Blattinhaltsstoffmuster von Eiche, Buche und Hainbuche untersuchen, welche Auswirkungen diese auf die blattfressenden Raupen haben und ob auch deren Parasiten davon betroffen sein können. Raupen des Schwammspinners sollen in den Baumkronen CO2-begastes und nicht begastes Laub fressen. Parallel dazu werden Blattproben von den Versuchsbäumen geerntet und das Inhaltsstoffmuster der Blätter auf Nährstoffe (Stickstoff, Protein, Zucker) und Abwehrstoffe (Phenole, Tannine) analysiert. Dabei wird sich zeigen, ob sich Wachstum, Entwicklung und Mortalität der Raupen in einer CO2 angereicherten Atmosphäre ändern. Ein ähnlicher Versuch wird mit parasitierten Raupen durchgeführt. Dazu werden Raupen von Schlupfwespenweibchen angestochen, die ihre Eier in die Leibeshöhle injizieren, und die parasitierten Raupen anschließend auf die Versuchsbäume ausgebracht. In diesem Experiment können wir prüfen, ob sich eine durch CO2 verursachte, veränderte Nahrungsqualität des Laubes über die Wirtsraupen auch auf die dritte trophische Ebene (Parasitenlarven) auswirkt und diese fördert oder hemmt. Im Labor werden wir Raupen mit einer Blattpulverdiät aus dem Laub CO2 begaster und nicht begaster Bäume füttern und ihre Entwicklung verfolgen. So können wir genauere Angaben über ihr Wachstum und ihre Fähigkeiten machen, sich an unterschiedliche Nahrungsqualitäten anzupassen. In einem Freilandversuch werden wir außerdem testen, ob die parasitischen Wespenweibchen in der Lage sind, sich aus einer großen Gruppe von potentiellen Wirten jene Raupen herauszusuchen, die ihrer Nachkommenschaft die größtmögliche Überlebenschance - bezogen auf die Nahrungsqualität - bieten. Die Ergebnisse des Forschungsprojekts werden unsere Prognosemöglichkeiten bezüglich Massenvermehrungen des Schwammspinners in einer zukünftigen CO2 reicheren Atmosphäre deutlich verbessern.