Eine Untersuchung von 938 Blättern deckt den unsichtbaren Einfluss des Waldes auf Kaffeepflanzen auf

Kaffeeplantagen können die Pilzgemeinschaften in benachbarten Wäldern verändern und den Krankheitsdruck auf mit Kaffee verwandte Wildpflanzen erhöhen. Zu diesem Ergebnis kommt eine von Nature Communications zur Veröffentlichung angenommene Studie, in der 938 Blätter auf acht Farmen in Coto Brus, Costa Rica, sowie Luftproben und Sämlinge im Unterholz untersucht wurden.

Forscher stellten fest, dass Blattfleckenkrankheiten insbesondere bei Arten der Familie der Rubiaceae (derselben Familie wie der Kaffee) am Rand der Plantagen häufiger auftraten.

Die Ergebnisse deuten auf einen biologischen Randeffekt hin, der eher durch die Bewegung von Organismen als ausschließlich durch Veränderungen von Licht, Wind oder Luftfeuchtigkeit bedingt ist. Die Nähe zur Monokultur scheint vor allem dann eine Rolle zu spielen, wenn Pilze auf biologisch kompatible Wirtspflanzen treffen.

Im Rahmen der Studie wurden Pilze bis zu 100 Meter tief in den Wald hinein verfolgt

Zwischen März und August 2021 legte das Forschungsteam Transekte in Kaffeeplantagen an, die an ausgewachsene Waldfragmente mit einer Fläche von mehr als 10 Hektar grenzten. Die Standorte befanden sich in Höhenlagen zwischen 800 und 1.133 Metern (2.625 bis 3.717 Fuß) mit einer durchschnittlichen jährlichen Niederschlagsmenge von 4.000 Millimetern (157 Zoll) und einer Durchschnittstemperatur von 21 °C (70 °F).

Die Blätter wurden in Abständen von 10, 25, 50 und 100 Metern vom Waldrand entfernt gesammelt. Insgesamt wurden 131 Kaffeeblätter und 807 Waldblätter, die 26 Arten aus acht Pflanzenfamilien repräsentierten, in die visuelle Analyse einbezogen.

Die Studie kombinierte visuelle Untersuchungen von Blattflecken, Luftprobenahmen und Metabarcoding, eine Technik, bei der Organismen anhand von DNA-Fragmenten identifiziert werden. Die Forscher entnahmen zudem über einen Zeitraum von vier Monaten 203 Luftproben, von denen 136 ausreichend DNA für die Analyse lieferten.

Bei wildwachsenden Rubiaceae nahm die Häufigkeit von Blattflecken mit zunehmender Entfernung zu den Kaffeeplantagen ab. Bei Pflanzen anderer Familien zeigte sich kein statistisch signifikanter Zusammenhang mit der Entfernung.

In den wilden Verwandten des Kaffees kamen mehr Pilze vor, die mit Kaffeekulturen in Verbindung stehen

Von den 1.000 am häufigsten vorkommenden Pilztaxa, die auf Kaffeeblättern gefunden wurden, kamen 836 auch in mehr als 10 Waldproben vor. Davon wurden 19 weiter im Waldinneren deutlich seltener.

Weitere 93 Taxa wurden in größerer Häufigkeit auf Pflanzen gefunden, die evolutionär näher mit dem Kaffee verwandt sind, darunter Gruppen, die potenzielle Krankheitserreger enthalten, sowie Organismen, die in Pflanzen leben, ohne Symptome zu verursachen.

Eine Pilzordnung namens Pleosporales, die auf Kaffeeblättern reichlich vorkommt und bekanntermaßen Krankheitserreger umfasst, die Blattfleckenkrankheiten verursachen, wies sowohl in den Luftproben als auch in den Rubiaceae des Waldes das gleiche Verbreitungsmuster auf. Dies untermauert die Interpretation, dass die Pilzausbreitung von der Plantage ausgeht, auch wenn damit nicht die Herkunft jeder einzelnen Spore nachgewiesen wird. Zusammenfassend ergab die Studie Folgendes:

• Ein häufigeres Auftreten von Blattflecken auf Kaffeeblättern als auf Waldblättern;
• Ein Rückgang des Auftretens von Blattflecken mit zunehmender Entfernung von der Plantage, jedoch nur bei Pflanzen, die mit Kaffee verwandt sind;
• Dreiunddreißig in der Luft vorkommende Pilztaxa, deren Häufigkeit mit zunehmender Entfernung vom Waldrand abnahm;
• Neunzehn mit Kaffee in Verbindung stehende Pilztaxa, deren Vorkommen mit zunehmender Tiefe im Wald abnahm;
• Ein höheres Expositionspotenzial bei biologisch verträglichen Pflanzenarten.

Die Ergebnisse könnten die Art und Weise verändern, wie landwirtschaftliche Grenzen verwaltet werden

Die Autoren vermuten, dass dichte Plantagen als Verstärkungsreservoirs fungieren: Pilze, die in der Landschaft natürlich vorkommen, vermehren sich möglicherweise innerhalb der Plantage und breiten sich anschließend wieder in die nahegelegene Waldvegetation aus. Eine mögliche Strategie für die Zukunft wäre es, Pufferzonen zu testen, die aus Pflanzenarten bestehen, die nicht eng mit der Kulturpflanze verwandt sind.

Es gibt jedoch auch wesentliche Einschränkungen. Die Daten stammen lediglich von acht Standorten in einer tropischen Region, und die Forscher haben die Ausbreitung einzelner Pilzstämme nicht genetisch nachverfolgt. Der Artikel wurde zur Veröffentlichung angenommen und durchläuft derzeit noch die abschließende redaktionelle Bearbeitung durch die Fachzeitschrift.

Zukünftige Forschungsarbeiten müssen Wälder ohne nahegelegene Kaffeeplantagen vergleichen und die Ausbreitung von Pilzsporen direkt nachverfolgen. Dennoch haben die Ergebnisse wichtige Auswirkungen auf die weltweiten Naturschutzbemühungen: Beim Schutz von Waldfragmenten muss möglicherweise nicht nur das geschützte Gebiet selbst berücksichtigt werden, sondern auch die an dessen Rändern angebauten Kulturen.