Rätsel um den Kakaobaum

12.04.2022

Der tropische Baum, aus dessen Samen Schokolade und andere Süßigkeiten produziert werden, hat seine Geheimnisse. Sie zu lüften, ist gar nicht so einfach.

Handbestäubung von Kakao: Zur Pollenübertragung werden zwei Blüten aneinander gerieben. (Bild: Carlos Ulloque-Samatelo / Universidad Nacional de Piura)

Kakao ist schon seit langer Zeit ein begehrter Rohstoff für die Nahrungsmittelindustrie. Auf den ersten Blick erscheint es darum verwunderlich, dass die Biologie nur wenig über die Bestäubung des Kakaobaums weiß – dabei ist ja genau dieser Prozess die Grundlage für den Fruchtansatz und letzten Endes für den Ertrag.

Auf den zweiten Blick versteht man aber schnell, warum die Bestäubung dieser tropischen Nutzpflanze so viele Geheimnisse birgt: Kakaoblüten sind sehr klein und stehen in der Regel zu Tausenden an einem Baum. Auch die Insekten, die sich an den Blüten einfinden, sind winzig und von den Arten her sehr divers. Das alles macht systematische Beobachtungen sehr schwer.

Studie im Norden und im Süden von Peru

Eine neue Studie bringt nun mehr Klarheit. Durchgeführt wurde sie von einem internationalen Forschungsteam unter Leitung des Lehrstuhls für Tierökologie und Tropenbiologie der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg, und zwar in Peru. Die Studienleitung lag bei der Organisation Bioversity International, die Deutsche Gesellschaft für internationale Zusammenarbeit (GIZ) hat das Projekt gefördert.

Südamerika ist die Heimat des Kakaobaums, der dort von Natur aus im Unterholz tropischer Regenwälder wächst. Auch in der Landwirtschaft wird der Kakaobaum im Schatten größerer Bäume gepflanzt, in sogenannten Agroforstsystemen. Das Forschungsteam hat in 20 solcher Anlagen im Norden und im Süden Perus Kakaoblüten mit Klebstoff versehen und dann untersucht, welche Insekten die Blüten besuchen. Analysiert wurde auch, welchen Einfluss der Grad der Beschattung und die Entfernung zum nächsten Waldgebiet auf den Besuchsverkehr an den Blüten haben.

Die Ergebnisse sind im Journal Ecological Solutions and Evidence veröffentlicht. Erstautorin ist die Biologin Justine Vansynghel, die seit 2018 an der JMU als Doktorandin bei Professor Ingolf Steffan-Dewenter forscht.

Unterschiedlichste Insekten tummeln sich an den Blüten

In den Kakao-Plantagen im trockenen Norden Perus waren Blattläuse (38 %), Ameisen (13 %) und Fransenflügler, auch Thripse genannt (10 %), die häufigsten Blütenbesucher. Im eher feuchten Süden waren es dagegen Thripse (65%), Mücken (14 %) und parasitische Wespen (10%).

Im Norden zählte das Forschungsteam umso mehr Insekten an den Kakaoblüten, je stärker die Plantagen beschattet sind. Im Süden dagegen besuchten die Insekten lieber weniger beschattete Kakaopflanzen, zumindest in der Regenzeit, in der die Studie stattfand. Die Entfernung zum nächsten Waldgebiet spielte in beiden Regionen keine Rolle für das Ausmaß der Blütenbesuche.

Pollenübertragung und Fruchtansatz bleiben kümmerlich

Das Team um Justine Vansynghel hat außerdem beobachtet, dass nur zwei Prozent der bestäubten Kakaoblüten auch Früchte ansetzen. Eine Bestäubung von Hand verdreifachte den Fruchtansatz auf sieben Prozent, was immer noch sehr mager ist.

Über die Faktoren, die den Fruchtansatz begrenzen, kann die Doktorandin nur spekulieren. Eine Ursache könnte sein, dass es in Peru ganz einfach keine effizienten Bestäuber für Kakao gibt. Dafür spricht, dass auf den meisten Kakaoblüten nur sehr wenige Pollenkörner gezählt wurden, im Schnitt 30 Stück. Für eine erfolgreiche Befruchtung wäre laut Fachliteratur die vierfache Menge nötig. Eine andere Ursache für den schlechten Fruchtansatz könnte darin liegen, dass die einzelnen Kakaopflanzen untereinander genetisch inkompatibel sind.

Viele Forschungsfragen sind zu klären

Es bleiben also weiterhin große Wissenslücken zur Biologie des Kakaobaums. „Wichtig wäre es unter anderem, die Hauptbestäuber zu identifizieren“, sagt Justine Vansynghel. Dann sei es auch möglich, in den peruanischen Heimatregionen des Kakaobaums ertragreichere Agroforstsysteme und verbesserte Bewirtschaftungsstrategien zu entwickeln.

Warum sind die Kakao-Erträge in Peru so viel schlechter als in Afrika oder Asien? „In Indonesien kann man mit Handbestäubung einen Fruchtansatz von gut 50 Prozent erreichen. Vermutlich liegt das daran, dass in den Plantagen dort nicht die ursprünglichen südamerikanischen, sondern ertragreichere Klone des Kakao verwendet werden“, erklärt die JMU-Forscherin.

Auf der anderen Seite sind die Kakaoplantagen in Afrika und Asien von so vielen Krankheiten und Schädlingen bedroht, dass große Monokulturen auf einen Schlag vernichtet werden können. Ein weiteres Problem der ertragreichen, nicht-ursprünglichen Sorten ist, dass diese nur fünf bis zehn Jahre lang gute Ernten liefern. Danach werden die Plantagen aufgegeben und wieder neue Waldflächen für den Anbau genutzt.

Publikation

Cacao flower visitation: low pollen deposition, low fruit set and dominance of herbivores. Ecological Solutions and Evidence, 5. April 2022, Volume 3 Issue 2, DOI: 10.1002/2688-8319.12140

Open Access: https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2688-8319.12140