BISMARCK, N.D. (AP) – In einer abgelegenen Hochgrasprärie in North Dakota lugt eine unscheinbare Orchidee aus dem Boden. Sie werden es nur finden, wenn Sie wissen, wo Sie suchen müssen.
Die auffälligen, leuchtend weißen Blüten der Fransenorchidee der westlichen Prärie sind für Liebhaber, die einen Blick auf sie erhaschen möchten, schwer zu fassen. Als bedrohte Art, die durch das Bundesgesetz über gefährdete Arten geschützt ist, stellt sie auch Forscher vor ein Rätsel, die mehr über die Fortpflanzung der Orchidee und ihre Rolle in ihrem Ökosystem erfahren möchten.
Das Verschwinden ihres natürlichen Lebensraums auf den Wiesen bedroht die Orchidee. Etwa 60 % der einheimischen Orchideen in den Vereinigten Staaten und Kanada verschwinden aufgrund des Klimawandels, des Verlusts von Lebensräumen und des Rückgangs der Bestäuber rasch, sagte Julianne McGuinness, Programmentwicklungskoordinatorin des North American Center for Orchid Conservation. Diese auffälligen Blütenpflanzen, die für ihre Schönheit geschätzt werden, können ein Frühindikator für einen Rückgang sein, der in ihrer Umgebung unbemerkt vor sich geht.
„Sie sind so etwas wie der Kanarienvogel im Kohlebergwerk für den Rest unserer Ökosysteme“, sagte McGuinness.
Doktoranden der North Dakota State University in Fargo hoffen, mehr über Bestäuber und die Fortpflanzung der Fransenorchidee der westlichen Prärie zu erfahren. Ihre Arbeit umfasst die Aufzeichnung der GPS-Koordinaten von Orchideen an 20 verschiedenen Standorten in Minnesota, North Dakota und Manitoba, Kanada, die Entnahme winziger Mengen genetischen Materials von Insekten aus den Orchideen und das Anlocken bestäubender Insekten nachts mit Schwarzlichtlampen und -tüchern.
Vor ein paar Jahren war Steve Travers, außerordentlicher Professor in der Abteilung für Biowissenschaften der Universität, von der Existenz von Orchideen fasziniert: „Diese großen, wunderschönen Dinger, 60 Zentimeter hoch, gigantisch und prächtig, die nachts bestäubt wurden.“ »
„Manchmal fällt es mir schwer, es zu finden“, sagte er. „Und wenn die Leute es zum ersten Mal sehen, stockt ihnen fast der Atem. Ich meine, es ist so groß und einfach spektakulär. »
Die Orchidee biete einzigartige Einblicke in ihr fast ausgestorbenes Ökosystem – die Tallgrass-Prärie – sowie ein Verständnis der Konnektivität mit Bestäubern und anderen Pflanzen und sei ein gutes Modellsystem für die Untersuchung der Seltenheit, sagte Travers.
Die einzigen bekannten Bestäuber der Orchidee sind Schwärmer. Dabei handelt es sich um große Falter, die genau die richtige Größe und Form haben, um während der Bestäubung der Pflanze über einen langen Spross an den Nektar der Orchidee heranzukommen.
Die Fransenschwanzorchidee kommt hauptsächlich in Naturschutzgebieten wie dem Sheyenne National Grassland in North Dakota und dem Tallgrass Prairie Preserve in Manitoba vor. Der Höhepunkt der Orchideenblüte liegt etwa Mitte Juli.
Populationen können so klein wie eine einzelne Pflanze oder bis zu 500 bis 1.000 groß sein, sagte Travers. Sobald sie lokalisiert sind, zeichnen die Forscher die GPS-Koordinaten jeder Orchidee mit einer Genauigkeit von 10 Zentimetern (4 Zoll) auf, damit sie später darauf zurückgreifen können. Die Orchidee zu finden, wenn sie nicht blüht, sei wie die Suche nach einem braunen Stock in einer großen grünen Wiese, sagte Travers.
Die Arbeit der Doktorandin Josie Pickar konzentriert sich auf Faktoren, die den Fortpflanzungserfolg von Orchideen beeinflussen, einschließlich Bodennährstoffen und Bestäuberdiensten. Sie besuchte rund 20 Standorte, untersuchte Untergruppen von Orchideen, sammelte Bodenproben und deren Feuchtigkeitsgehalt, zählte Blumen und zeichnete die Höhe und den Zustand der Pflanzen auf. Außerdem überwachte sie Orchideen mithilfe von Überwachungskameras, um herauszufinden, was sie möglicherweise frisst. Im September wird sie zurückkommen und die äußerst schwer zu findenden Orchideensamenkapseln zählen.
Um die Orchideen zu finden, verwendeten die Forscher ungefähre Koordinaten, die von Landverwaltungsbehörden bereitgestellt wurden. Sie hatten mit einer Vielzahl von Zecken zu kämpfen, überquerten mit Watstiefeln einen Biberdamm und sahen unterwegs Bärenspuren.
„Es war ziemlich verrückt“, sagte Pickar.
Sie arbeitete mehr als 12 Stunden am Tag und besuchte täglich etwa zwei Orchideenstandorte, manchmal drei Stunden entfernt. Sein Team trug Kleidung wie lange Hosen, langärmelige Hemden, Hüte und manchmal Kopfnetze. Sie nannte die Orchidee „fast fremdartig, wenn man sie auf der Wiese sieht“.
Die Doktorandin Trinity Atkins, die von 7 bis 2 Uhr morgens unterwegs war, untersucht die Bestäubungsnetzwerke der Orchidee: die Bestäuber, die die Orchidee besuchen, und die anderen Pflanzen, die sie ebenfalls besuchen.
Sie entnimmt an allen ihren Standorten Proben von Orchideen, sammelt Schmetterlinge, um zu sehen, wohin sie gehen, und verwendet eine molekulare Technik namens eDNA-Metabarcoding, um zu sehen, welche Bestäuber die Orchidee besucht haben, sagte sie. Umwelt-DNA ist das genetische Material, das beispielsweise ein Schmetterling, der eine Blume besucht, hinterlässt. Einige Studien deuten darauf hin, dass tagaktive Bestäuber am Werk sein könnten, sagte sie.
Die Erforschung von Orchideenbestäubern erfordert Arbeit rund um die Uhr.
Am Morgen entnimmt Atkins Umwelt-DNA-Proben von den Orchideen, bevor sie abgebaut werden. Am Nachmittag untersucht sie andere Pflanzen in der Nähe, die Bestäuber anlocken könnten. Und nachts beleuchtet sie die Wiesen mit Schwarzlicht, sammelt Schmetterlinge und nimmt Messungen vor.
Travers sagte, die Forschung sei wichtig im Hinblick auf die Artenvielfalt, wobei seltene Arten ein wesentlicher Bestandteil ihres Beitrags zu ihrem Ökosystem seien.
Obwohl es Orchideen auf der ganzen Welt gibt, ist die Fransenorchidee der westlichen Prärie speziell an die Hochgrasprärie angepasst, sagte er.
„Ich finde es wirklich interessant, dass es so viel Vielfalt in diesem Genre gibt und dann, bumm, passiert es und es wird zu diesem riesigen, von der Nacht bestäubten Ding, und ich würde gerne wissen, warum. Warum ist das passiert? Aber das ist eine ganz andere Frage“, sagte Travers.