Eichen lernen, Raupen auszuhungern, indem sie die Keimung um mehrere Tage verzögern

Jedes Frühjahr ergrünen Wälder oft schnell, wenn Insekten schlüpfen. Raupen und andere blattfressende Insekten erscheinen in großer Zahl, wenn gerade junge Blätter gewachsen sind. Zu diesem Zeitpunkt sind die Blätter weich, saftig und nährstoffreich und eignen sich ideal als „Frühlingsmahlzeit“. Eine neue in „Nature Ecology and Evolution“ veröffentlichte Studie zeigt jedoch, dass Eichen eine Reihe von „Zeittaktiken“ entwickelt haben: Nachdem sie im Vorjahr stark von Raupen angenagt wurden, verzögern sie aktiv den Blattaustrieb im folgenden Frühjahr und nutzen „einige Tage im Spätfrühling“, um die Überlebensraten der Raupen und Fraßschäden deutlich zu reduzieren.

Studien haben gezeigt, dass Eichen, wenn sie in einem Jahr mit einer hohen Raupendichte befallen sind, im nächsten Jahr nicht nach dem „normalen Zeitplan“ keimen, sondern die Blattkeimung um durchschnittlich etwa drei Tage verzögern. Für Raupen, die gerade aus Eiern geschlüpft sind und darauf warten, sofort junge Blätter zu finden, bedeuten diese paar Tage Verzögerung „einen leeren Tisch“ – die Blätter sind noch in die Knospen gewickelt und können nicht fressen, was dazu führt, dass viele Larven aufgrund von Nahrungsmangel in kurzer Zeit sterben. Daten zeigen, dass diese Verzögerung von nur wenigen Tagen ausreicht, um den durch die Raupenfraß verursachten Blattschaden um etwa 55 % zu reduzieren, was es zu einer äußerst effizienten physisch-zeitlichen Verteidigungsstrategie macht.

Das Forschungsteam stammt aus mehreren wissenschaftlichen Forschungseinrichtungen wie der Universität Würzburg in Deutschland. Sie glauben, dass es kostengünstiger sei, die Keimzeit als „kostengünstige“ Methode anzupassen, anstatt chemische Abwehrstoffe wie bittere Tannine in den Blättern kontinuierlich zu erhöhen. Der Erstautor der Arbeit, Dr. Soumen Mallick vom Biologischen Zentrum der Universität Würzburg, wies darauf hin, dass eine „Verzögerung der Keimung“ um einige Tage im Vergleich zum hohen Ressourcenverbrauch für die Synthese von Abwehrchemikalien die Raupenpopulation erheblich schwächen kann, was für Bäume energiesparend und effizient ist. Die Forscher betonten auch, dass diese Entdeckung das traditionelle Verständnis der Menschen über die Phänologie des Waldfrühlings grundlegend verändert hat – die Baumkeimung reagiert nicht nur passiv auf Klimafaktoren wie die Temperatur, sondern passt sich auch proaktiv und flexibel an biologischen Stress an.

Um diesen Mechanismus aufzudecken, kombinieren Wissenschaftler ökologische Felduntersuchungen mit fortschrittlicher Fernerkundungstechnologie. Um die Reaktion von Bäumen auf blattfressende Insekten zu verstehen, war in der Vergangenheit häufig eine langfristige und detaillierte Verfolgung einzelner Bäume erforderlich. Diesmal nutzte das Team den europäischen Radarsatelliten „Sentinel-1“, um eine systematische Überwachung von rund 2.400 Quadratkilometern Waldfläche im Norden Bayerns durchzuführen. Radar kann Wolken durchdringen und subtile Veränderungen in der Baumkronenstruktur und dem Feuchtigkeitsgehalt erfassen, was ein detailliertes Porträt der Unterschiede im Zeitpunkt der „Rückkehr zum Grün“ eines Waldes im Frühjahr ermöglicht.

Das Forschungsteam analysierte insgesamt mehr als 130.000 Satellitenbeobachtungsaufzeichnungen von 2017 bis 2021. Jedes Beobachtungspixel ist 10 Meter × 10 Meter groß, was in etwa dem Maßstab einer Baumkrone entspricht, und deckt insgesamt etwa 27.500 Pixel in 60 Waldparzellen ab. Im Jahr 2019 kam es im Untersuchungsgebiet zu einem großflächigen Ausbruch von Schwammspinnern (allgemein bekannt als „Amerikanische weiße Motte“, ein wichtiger blattfressender Schädling neben anderen Gruppen), was ein wichtiges „natürliches Experiment“ für die Forschung darstellte. Jörg Müller, Professor für Naturschutzbiologie und Waldökologie an der Universität Würzburg und Mitautor der Arbeit, sagte, dass die Radaraufzeichnungen deutlich zeigen, welche Bäume in diesem Jahr „kahl“ waren und wie sie im darauffolgenden Frühjahr „bewusst spät grün“ waren.

Die Forschung liefert auch eine Antwort auf ein Phänomen, das Ökologen seit langem vor Rätsel stellt: In manchen Jahren ergrünen Wälder insgesamt deutlich langsamer, selbst wenn die Temperaturen hoch genug sind. Früher führte die Forschung dieses Phänomen meist auf Klimaschwankungen und Frostgefahr zurück, doch die neuen Ergebnisse zeigen, dass der Insektendruck Bäume auch dazu veranlassen kann, die Blattentfaltung aktiv zu verzögern, was dazu führt, dass die Frühlingsphänologie zwischen verschiedenen Jahren ein komplexeres Veränderungsmuster aufweist. Die Forscher wiesen darauf hin, dass viele aktuelle Waldmodelle hauptsächlich abiotische Faktoren wie Temperatur und Niederschlag berücksichtigen, das dynamische Spiel zwischen Pflanzen und Insekten jedoch außer Acht lassen. Daher kann es sein, dass sie die Reaktion der Wälder in realen Situationen unterschätzen oder falsch einschätzen.

Im Zusammenhang mit der Klimaerwärmung stehen Baumarten wie Eichen vor einem „Tauziehen um die Zeit“. Einerseits führt die globale Erwärmung dazu, dass Bäume im Allgemeinen früher keimen, um die Vegetationsperiode zu nutzen. Andererseits führt die Bedrohung durch stark blattfressende Insekten dazu, dass Bäume den Austrieb verzögern, nachdem sie von Larven stark gefressen wurden, um die intensive Inkubationszeit der Larven zu vermeiden. Andreas Prinzing, Mitautor des Papiers und Professor an der Universität Rennes in Frankreich, wies darauf hin, dass dieser „Kompromiss zwischen früh und spät“ die hohe Anpassungsfähigkeit und Widerstandsfähigkeit der Wälder unter dem doppelten Druck des Klimawandels und ökologischer Wechselwirkungen widerspiegelt.

Es ist erwähnenswert, dass diese Verteidigungsstrategie der Eichen „bedingt“ und „umkehrbar“ ist – erst wenn der Baum im Vorjahr einen echten Schaden hoher Intensität erlitten hat, wird er sich dafür entscheiden, den Austrieb in der nächsten Saison zu verzögern. Dies bedeutet, dass es für Insektengemeinschaften schwierig ist, diese Taktik auf lange Sicht abzusichern, da die Bäume nicht jedes Jahr eine feste Verschiebung vornehmen, sondern sich dynamisch an das tatsächliche Risiko anpassen und so einen gewissen First-Mover-Vorteil im Evolutionsprozess beibehalten. Das Forschungsteam sagte, dass sie in Zukunft die Signalwege hinter diesem Mechanismus durch kontrollierte Experimente weiter analysieren werden, etwa wie sich der Baumkörper an den Grad der Schädigung im Vorjahr „merkt“ und die Keimzeit der Knospen nach der Überwinterung reguliert.

Berichten zufolge wurde die Forschung von der Universität Würzburg geleitet und in Zusammenarbeit mit der Universität Göttingen in Deutschland, dem Thünen-Institut in Braunschweig, der Adam-Mickiewicz-Universität in Posen in Polen, der Technischen Universität München, der Universität Lothringen in Frankreich, der Tschechischen Universität für Biowissenschaften in Prag, dem Julius-Kuhn-Institut in Deutschland, dem Nationalpark Bayerischer Wald, dem französischen Nationalen Zentrum für wissenschaftliche Forschung und der Universität Rennes durchgeführt. Der zugehörige Artikel trägt den Titel „Satellite data show leaves budburst across Landscapes to Escape Herbivores“ (Satellite Data Show Trees Delay budburst across Landscapes to Escape Herbivoren) und wurde im Mai 2026 in der Zeitschrift Nature Ecology and Evolution veröffentlicht.