von Jörg Müller (Universität Würzburg), Soumen Mallick (Universität Würzburg) & Andreas Prinzing (Université de Rennes)
Die Frühjahrsphänologie temperater Wälder wird weithin als temperaturgetriebener Prozess verstanden. Dabei lässt sich im Zuge der Klimaerwärmung ein immer früherer Knospenaustrieb beobachten, mit rund 3 Tagen pro Dekade. Empirische Trends zeigen jedoch konsistent schwächere Verschiebungen als allein aus der Temperatursensitivität zu erwarten wäre. Diese Diskrepanz legt nahe, dass zusätzliche Prozesse die klimatische Steuerung der Phänologie begrenzen oder ihr entgegenwirken. In einer kürzlich in Nature Ecology & Evolution veröffentlichten Studie konnten wir erstmals auf Waldlandschaftsebene zeigen, dass Blattfrass an Eichen einen systematischen Rückkopplungseffekt auf den Zeitpunkt des Knospenaustriebs im Folgejahr erzeugt. Der Mechanismus ist einfach , aber ökologisch hoch relevant: Bäume mit starker Entlaubung in einem Jahr verzögern den Knospenaustrieb im folgenden Frühjahr um etwa drei Tage. Dies reduziert die Synchronität mit früh saisonalen Schmetterlingslarven und senkt die nachfolgende Entlaubungsintensität um mehr als die Hälfte.
Zwei Eichen im Frühling, die unterschiedliche Stadien des Blattaustriebs zeigen. Der Baum auf der rechten Seite, der zuvor stärker von Raupen befallen war, weist einen verzögerten Knospenaustrieb auf. (Foto: Sven Finnberg)
Die Erfassung der Variabilität von Knospenaustrieb und Blattfrass auf Landschaftsskala erfordert Beobachtungen über längere Zeiträume mit sehr hoher zeitlicher Auflösung, was für Tausende einzelner Bäume über Dutzende Waldstandorte logistisch nicht umsetzbar ist. Hier nutzten wir neu entwickelte Fernerkundungsmethoden, basierend auf Wolken-unabhängigen Radardaten (Sentinel 1) um Blattaustrieb und Fraß zu verfolgen. Wir werteten dafür 27.500 Satellitenpixel (10 m × 10 m) über 60 eichendominierte Waldstandorte in Franken mit einer Gesamtfläche von etwa 2.400 km² über den Zeitraum von 5 Jahren aus.
Die Verknüpfung von Entlaubung mit der Frühjahrsphänologie im Folgejahr zeigte einen konsistent gerichteten Effekt: Bäume mit höherem Blattverlust in einem Jahr wiesen im Folgejahr einen verzögerten Knospenaustrieb von im Durchschnitt 3 Tagen auf.. Dieser Zusammenhang ist über Standorte und Jahre hinweg robust und lässt sich nicht durch lokale Bestandesstruktur oder räumliche Variation Umweltbedingungen erklären, was auf eine biologisch getriebene Rückkopplung und nicht auf eine rein abiotische Kovariation hinweist.
Die Verzögerung des Knospenaustriebs hat direkte Konsequenzen für die Interaktion zwischen Eichen und früh fressenden Schmetterlingslarven. Diese Insekten sind auf ein enges zeitliches Fenster angewiesen, in dem das Larvenschlüpfen mit der Verfügbarkeit junger Eichenblätter, mit hohem Stickstoffgehalt und geringe strukturelle Festigkeit, zusammenfällt,. Eine Verzögerung um mehrere Tage reduziert die zeitliche Überlappung zwischen maximalem Nahrungsbedarf der Larven und optimaler Blattqualität. Diese Fehlanpassung führt zu deutlich reduzierter Larvenüberlebensrate und Fressleistung und äußert sich in etwa 55 Prozent geringerer Entlaubung in der Folgesaison auf zuvor geschädigten Bäumen. Dieser Zusammenhang war in unseren Daten über Jahre und Standorte hinweg stabil und auch nach Kontrolle auf Herbivorenregulation durch Parasitoide und Viren sowie abiotischer Variation robust.
Diese Abwehrstrategie blieb auch während einer Schwammspinnermassenvermehrung im Jahr 2019 wirksam. Bäume, die 2018 stärkere Herbivorie erfahren hatten, verzögerten den Knospenaustrieb im Frühjahr 2019 und erlitten anschließend deutlich geringere Blattverluste trotz außergewöhnlich hoher Raupenabundanz und großräumiger Entlaubung. Damit könnte eines der Geheimnisse identifiziert sein, warum manche Eichen trotz vieler Schwammspinnergelege am Ende doch wenig Blattfraß erfahren.
Der verzögerte Blattaustrieb lässt sich als Abwehrmechanismus interpretieren, der auf zeitlicher Entkopplung statt auf struktureller oder chemischer Resistenz beruht. Statt Blattfestigkeit oder Sekundärmetaboliten zu erhöhen, verschieben die Bäume den Zeitpunkt des Blattaustriebs aus Phasen maximalen Herbivorendrucks heraus. Diese Strategie ist effizient, da sie die enge Synchronisationsanforderung frühjahrsaktiver Blattfresser ausnutzt. Bereits geringe Verschiebungen im Knospenaustrieb reichen aus, um den Zugang der Larven zu hochwertigem Laub zu stören und dadurch die Erfolgsrate der Herbivoren stark zu reduzieren. Wichtig ist, dass diese Reaktion von vorheriger Herbivorie abhängt und damit eine Form verzögerter induzierter Abwehr über jährliche Wachstumszyklen darstellt.
Diese Ergebnisse haben direkte Implikationen für die Interpretation langfristiger phänologischer Trends. Die meisten Vorhersagen gehen davon aus, dass der Knospenaustrieb primär durch Temperatursummen und Fotoperiode gesteuert wird, mit nur begrenzten Rückkopplungen durch biotische Interaktionen. Unsere Ergebnisse zeigen, dass biotische Interaktionen sehr wohl einen großen Effekt haben können. Dieser war auf Grund seiner Komplexität bisher mit herkömmlichen Methoden nicht zu beobachten. Der Mechanismus bietet eine wichtige zusätzliche Erklärung dafür, warum beobachtete Vorverlagerungen der Frühjahrsphänologie häufig hinter Erwartungen zurückbleiben und liefert neue Erklärungen, warum Kahlfraß-Prognosen auf Baumebene unerfüllt bleiben können. Wir sollten daher im Klimawandel nicht nur die direkten Auswirkungen der Temperaturen sondern auch die biotischen Interaktionen besser berücksichtigen.
Zur Publikation:
Mallick, S., Lichter, J., Bae, S. et al. Satellite data show trees delay budburst across landscapes to escape herbivores. Nat Ecol Evol (2026). https://doi.org/10.1038/s41559-026-03071-9
