Pflanzen blühen früher als je zuvor – so spüren sie die Jahreszeiten
Hecken erscheinen Mitte Februar traditionell weiß vom Schnee; dieses Jahr war das Weiß das Werk der Schlehenblüten – ein Vorbote des Frühlings. Obwohl dies nach einem nassen und düsteren Winter ein willkommenes Zeichen ist, bereitet die frühe Blüte erfahrenen Jahreszeitenbeobachtern Unbehagen. Ich fragte mich, ob diese Pflanze schon immer Mitte Februar geblüht hat oder ob sich etwas ändert?
Glücklicherweise hat die Wissenschaft der Aufzeichnung und des Verständnisses saisonaler Ereignisse, die Phänologie, in Großbritannien eine lange Geschichte. Robert Marsham, ein Naturforscher des 18. Jahrhunderts, führte bereits 1736 Aufzeichnungen über das Erscheinen der Blumen, Vögel und Insekten in seinem Dorf in Norfolk. Marshams Nachkommen führten die Aufzeichnungen bis 1958 weiter. Der Woodland Trust führt die Tradition mit Nature’s Calendar fort, einem Programm, bei dem die Öffentlichkeit aufgefordert wird, verschiedene saisonale Ereignisse aufzuzeichnen.
Eine detaillierte Analyse von fast einer halben Million Pflanzendatensätzen durch Wissenschaftler im Jahr 2022 ergab, dass sich die durchschnittliche Blütezeit in Großbritannien in den letzten 40 Jahren um einen Monat verlängert hat, wenn man alle Arten zusammen betrachtet. Es gibt Unterschiede zwischen den Arten. Weißdorn, die häufige Heckenpflanze, blüht im Allgemeinen 13 Tage früher als Anfang der 1980er Jahre, während die Blüten der Rosskastanie zehn Tage früher erscheinen.
Seit den 1980er Jahren hat sich das Klima rapide erwärmt. Indem sie früher blühen, erkennen Pflanzen, dass die Winter kürzer und milder werden. Sie spüren, dass die Tage wärmer werden, und verändern ihre Entwicklung im Frühjahr auf ähnliche Weise wie Menschen, die Wärme auf ihrer Haut spüren und deshalb mit weniger Kleidungsschichten nach draußen gehen. Die genauen Mechanismen zur Erkennung dieser Signale unterscheiden sich bei Pflanzen und Tieren, aber beide reagieren auf das sich ändernde Klima.
Licht und Wärme ohne Augen und Haut erkennen
Pflanzen erkennen die kürzer werdenden Tage im Herbst mit einem Pigment namens Phytochrom, das besonders empfindlich auf Wellenlängen im roten Bereich des elektromagnetischen Spektrums reagiert. Die längeren Herbstnächte verändern die Qualität dieses roten Lichts. Während diese subtile Veränderung dem Menschen entgeht (unsere Augen reagieren nicht empfindlich auf diesen Teil des Spektrums), kann eine Pflanze diesen Übergang erkennen und beginnen, sich zu verändern.

So wie der Herbst einen Abfall des Hormons Serotonin in unserem Blut bewirken kann, wird eine Pflanze, die den nahenden Winter spürt, die Produktion eines Hormons namens Abscisinsäure steigern. Dies hat mehrere Auswirkungen. Bei Laubbäumen hören die Zweige auf zu wachsen und entwickeln robuste Winterknospen, die Frost und Schnee überstehen können, und das Laub fällt ab.
Das Wachstum im Frühling wird durch ähnliche Faktoren wie Lichtdauer und Temperatur bestimmt, aber die Temperatur spielt normalerweise die wichtigere Rolle. Wenn Pflanzen nur auf Licht achten würden, liefen sie Gefahr, mit dem Wachstum zu beginnen, wenn noch tödlicher Frost droht, oder an milden Frühlingstagen die beste Wachstumszeit zu verpassen. Die Temperaturerkennung bestimmt, wann Frühlingsblumen erscheinen. Aus diesem Grund ist die globale Erwärmung im früheren Erscheinen dieser Blumen erkennbar.
Wie Pflanzen Temperaturen wahrnehmen, ist noch nicht vollständig geklärt. Möglicherweise liegt es daran, dass ein wachstumshemmendes Hormon in den Pflanzenzellen abgebaut wird, wenn die Lufttemperatur unter eine bestimmte Temperatur fällt, was wiederum die Produktion eines Wachstumshormons steigert.
Während Menschen Nerven in der Haut haben, um Temperaturen zu messen, verlassen sich Pflanzen wahrscheinlich auf Pigmente, obwohl der Mechanismus noch nicht vollständig verstanden ist. Hitze ist Teil desselben elektromagnetischen Spektrums, für das Phytochrom empfindlich ist, also ist dieses Pigment möglicherweise beteiligt. Welche Mechanismen auch immer für das Einleiten des Wachstums verantwortlich sind, die Temperatur bestimmt auch, wie schnell Pflanzen wachsen.
Blumen und Bestäuber nicht im Einklang
Insektenbestäuber wie Bienen müssen ihre Lebenszyklen synchronisieren, damit sie fliegen, wenn die Blüten auftauchen, von denen sie sich ernähren. Der Zeitpunkt ihres Auftauchens aus dem Winter wird auch durch die Auswirkungen von Temperatur und Tageslänge bestimmt und durch Hormone vermittelt.
Die Evolution hat über viele Generationen von Bestäubern hinweg eine enge Verbindung zwischen dem Erscheinen von Blüten und dem ihrer Bestäuber geschaffen. Wenn das Erscheinen von Blüten und Bestäubern nicht synchron verläuft, haben die Insekten keinen Nektar und die Pflanzen werden nicht befruchtet.
Ein ähnlicher Zusammenhang besteht zwischen dem Auftauchen von Blättern und den pflanzenfressenden Insekten, die sie fressen. Die Geschwindigkeit des Klimawandels und geringfügige Unterschiede in der Reaktion der beiden Gruppen könnten diese Synchronität stören, was für beide Seiten schwerwiegende Folgen haben könnte.
Eine große Studie deutscher Wissenschaftler untersuchte, wann Blumen und ihre Bestäuber zwischen 1980 und 2020 auftauchten. Sie kam zu einem komplexen Bild. Beide reagierten auf den Klimawandel mit früherer Blüte und früherem Erscheinen, aber bei den Pflanzen war die Veränderung stärker.
Es gab Unterschiede zwischen Insektengruppen. Bienen und Schmetterlinge hatten sich im Gleichschritt mit den Pflanzen bewegt, was bei Schwebfliegen nicht zu beobachten war. Auch zwischen den Arten dieser Insekten gab es Unterschiede.

Selbst wenn Pflanzen und die von ihnen abhängigen Insekten ihre Zeitabläufe synchron ändern, ist die nächste Stufe der Nahrungskette möglicherweise nicht so flexibel. Die Raupe des Eichenwicklers ernährt sich von Eichenblättern. Diese wiederum sind die Hauptnahrung der Küken von Vögeln wie Blaumeisen und Trauerschnäppern Linktext. Die Küken sind ungefähr zur gleichen Zeit geschlüpft, während Eichenblätter und Raupen früher erschienen und bisher synchron geblieben sind. Aber wie lange noch?
Schlehenblüten sind nach wie vor eine willkommene Abwechslung zum Winter und ein Zeichen dafür, dass der Frühling naht. Doch sie sind auch ein Zeichen des Klimawandels: ein sich entfaltendes Experiment über das Timing und die Synchronität von Pflanzen und Tieren – und die komplexen Nahrungsketten, zu denen sie gehören.
Paul Ashton, Leiter der Biologie, Edge Hill Universität