Künstliches Licht in der Nacht macht Blätter zäher – Insekten finden weniger Nahrung

Unsere nächtlichen Stadtlandschaften zu beleuchten, kann Blätter für Insekten schwerer verdaulich machen – mit der Folge, dass die Tiere sich anderswo Nahrung suchen oder hungern müssen, wie eine neue Studie zeigt.

Nach Einschätzung eines Forschungsteams der Chinese Academy of Sciences könnte dieser Effekt zum weltweiten Insektenrückgang beitragen und in der Folge ganze Ökosysteme beeinflussen.

„Uns ist aufgefallen, dass Baumblätter in den meisten städtischen Ökosystemen – verglichen mit natürlichen Ökosystemen – in der Regel kaum Anzeichen von Insektenfrass zeigen“, erklärt die Umweltwissenschaftlerin Shuang Zhang. „Wir wollten wissen, warum.“

Auffällige Unterschiede zwischen Stadt und Natur

Zhang untersuchte die Frage gemeinsam mit den Ökologen Yu Cao und Ke-Ming Ma. Dafür sammelte das Team fast 5.500 Blätter von Pekings zwei häufigsten Baumarten: Japanischer Schnurbaum (Styphnolobium japonicum) und Grün-Esche (Fraxinus pennsylvanica). Die Proben stammten von Bäumen entlang stark befahrener Hauptstrassen, die dauerhaft künstlich beleuchtet waren.

Messungen zu künstlichem Licht in der Nacht und Blattmerkmalen

An jedem Standort erfassten die Forschenden die Lichtintensität und setzten diese Daten in Beziehung zu Blattmerkmalen. Berücksichtigt wurden unter anderem Blattgrösse, Wassergehalt, chemische Abwehrstoffe, Nährstoffe, Zähigkeit sowie sichtbare Spuren von Pflanzenfrass durch Insekten.

„Künstliches Licht in der Nacht führte zu einer höheren Blattzähigkeit und zu geringeren Frassspuren an den Blättern“, sagt Zhang.

Dieser Zusammenhang zeigte sich bei beiden Baumarten: Je zäher ein Blatt war, desto weniger Schäden durch Insekten wies es auf, so das Team. Offenbar investieren die Pflanzen einen beträchtlichen Teil der durch Strassenbeleuchtung zusätzlich verfügbaren Energie in stärkere Abwehrmechanismen gegen ihre Insektenfeinde.

Frühere Studien hatten diese Verbindung zwischen Lichtniveau und einer verstärkten Ausbildung struktureller Blattbestandteile – etwa faseriger Komponenten – ebenfalls bereits beschrieben.

Folgen für Nahrungsketten und Nährstoffkreisläufe

„Geringere Frassraten deuten auf geringere Häufigkeiten pflanzenfressender Insekten hin, was wiederum zu geringeren Häufigkeiten räuberischer Insekten, insektenfressender Vögel und so weiter führen könnte“, warnt Zhang. Zugleich mahnt sie, die Ergebnisse nicht vorschnell auf grössere Zusammenhänge zu übertragen, da die Untersuchung „nur in einer Stadt durchgeführt wurde und lediglich zwei Baumarten umfasste“.

Wird die Nahrungskette an dieser Stelle unterbrochen, kann das eine trophische Kaskade auslösen: Durch weniger Insektenaktivität gelangen weniger Nährstoffe durch die verschiedenen Ebenen des Ökosystems. Zudem ist bekannt, dass Blätter mit höherer Zähigkeit langsamer verrotten – was den Nährstoffkreislauf im Ökosystem möglicherweise zusätzlich beeinträchtigt.

Auch die Zusammensetzung bestimmter Nährstoffe in den Blättern veränderte sich mit dem Lichtniveau – allerdings je nach Baumart unterschiedlich. Hohe Werte künstlicher Beleuchtung standen bei den Blättern des Schnurbaums mit weniger Stickstoff und Phosphor in Zusammenhang. Bei der Grün-Esche hingegen zeigte sich weniger Tannin, gleichzeitig aber mehr Stickstoff.

So klein sie auch sind: Insekten und all die anderen Krabbeltiere unserer Welt bringen zusammen mehr Gewicht auf die Waage als Menschen und Nutztiere gemeinsam. Diese gesamte Biomasse und ihre Aktivität sind zentral dafür, dass Ökosysteme auf der Erde funktionieren.

Entsprechend sei Insektenfrass „einer der wichtigsten Energiefluss-Wege in Ökosystemen“, schreiben Cao und das Team in ihrer veröffentlichten Arbeit.

Lichtverschmutzung, Räuberdruck und offene Fragen

Dass Lichtverschmutzung Insekten direkt beeinträchtigt, ist bereits bekannt: Sie kann Nachtfalter stark desorientieren und die Nahrungsaufnahme nachtaktiver Bestäuber stören. Die neuen Ergebnisse fügen dem wachsenden Problem eine weitere Ebene hinzu – während wir immer mehr Erdoberfläche beleuchten und zugleich weltweit weitere Bäume verlieren.

„Der Rückgang des Frasses könnte auch darauf zurückzuführen sein, dass Pflanzenfresser unter künstlichem Licht in der Nacht über längere Zeit ihren Räubern ausgesetzt sind“, schränken die Forschenden ein.

Deshalb sei zusätzliche Forschung nötig, um zu klären, welche Rolle weitere Einflussfaktoren – einschliesslich Verschmutzung – bei diesem Phänomen spielen. Ausserdem betrachtete die Studie nur die Auswirkungen auf kauende Insekten, deren Frassspuren an Blättern sichtbar sind. Andere Formen von Pflanzenfrass durch Insekten fallen subtiler aus, sollten aber ebenfalls einbezogen werden.

„Der Rückgang der Insekten ist ein globales Muster, das in den letzten Jahrzehnten beobachtet wurde. Wir sollten diesem Trend mehr Aufmerksamkeit schenken“, warnt Zhang.

Diese Forschung wurde in Frontiers in Plant Science veröffentlicht.