Klimawandel und Allergien

Beifußblättriges Traubenkraut (Ambrosia artemisiifolia)

Verbreitung von Pollenallergien

Etwa 20-30% der Deutschen leiden unter Allergien. Besonders häufig ist dabei der so genannte Heuschnupfen, eine allergische Reaktion auf Pollen, die zumeist von Windbestäubern (z.B. Hasel, Birke, verschiedene Gräser) stammen. Durch die allergische Reaktion kann es auch zu asthmatischen Beschwerden kommen, die in schweren Fällen zu Berufsunfähigkeit führen oder sogar lebensbedrohlich werden können.

Allergien sind eine klassische Umweltkrankheit. Sie entstehen durch Aufnahme der Allergenträger aus der Umgebung. Insbesondere die über die Außenluft durch Pollen übertragenen Allergien sind stark von den klimatischen Bedingungen abhängig. Das Klima steuert nicht nur das Wachstum und die Blütezeit der allergenen Pflanzen, sondern beeinflusst auch den Pollenflug.

Längere Pollensaison

Dass der Klimawandel die Phänologie der Pflanzen schon deutlich beeinflusst hat, ist durch zahlreiche Studien nachgewiesen. Auf der Nordhalbkugel hat sich die Wachstumsperiode und damit Austrieb und Blüte bei allergenen Pflanzen in den letzten Jahrzehnten um bis zu 8 Tage verlängert, in den mittleren und nördlichen Breiten sogar um zwei Wochen. Das bedeutet, dass auch die Pollensaison früher beginnt, was durch Messungen auch bestätigt ist. Die frühere Pollensaison geht einher mit klimatischen Änderungen, d.h. vor allem einer Temperaturzunahme, die auf den Klimawandel zurückgeführt werden können. Eine Erhöhung der Frühlingstemperatur um 1 °C hat im Mittel eine Vorverlegung von Austrieb und Blüte um 2,5-6 Tage zur Folge. Ein außergewöhnlich warmer Winter wie der von 2006/07 hat in Deutschland die Haselblüte sogar um 64 Tage nach vorne verlegt. Auch in anderen Jahren findet der Pollenflug der Hasel häufig bereits im Januar statt.

Mehr Pollen

Der frühere Beginn der Pollensaison und die höheren Temperaturen haben dazu geführt, dass sich mehr Pollen in der Luft befinden. So wurden in Innsbruck zwischen 1980 und 2001 bei einem mittleren Temperaturanstieg um 1,5°C eine Zunahme der Pollenzahl um das 1,2-fache bei der Birke und das 6,5-fache bei der Esche festgestellt. Durch höhere Temperaturen beschleunigen sich die Keimungsprozesse und das Wachstum.

Ein weiterer Grund für eine verstärkte Pollenproduktion ist die höhere Kohlendioxidkonzentration, die die Photosynthese verstärkt und zu dem sogenannten CO₂-Düngeeffekt führt. In Laborversuchen wurde bei einer Verdoppelung der CO₂-Konzentration eine um 61 % höhere Pollenzahl registriert. Allerdings reagieren Pflanzen auf höhere CO₂-Werte verschieden. Die sog. C₃-Pflanzen, zu denen die Mehrheit der mittel- und nordeuropäischen Pflanzen gehört, reagieren mit einer deutlich erhöhten Photosynthese auf mehr Kohlendioxid in der Atmosphäre. C₄-Pflanzen dagegen, die hauptsächlich in Trockengebieten wachsen, besitzen einen Mechanismus, der die Aufnahme von Kohlendioxid begrenzt, um den Wasserverlust zu minimieren.

Birkenpollen

Mehrere Untersuchungen belegen die Verlängerung der Pollensaison sowie die Zunahme der Gesamtzahl der Pollen bei der Birke. So konnte man in Turku, im Südwesten Finnlands, feststellen, dass die Birkenpollen-Saison zwischen 1974 und 2004 immer früher begann. Dabei bestand offenbar eine Abhängigkeit von der Temperatur in den Monaten unmittelbar vor Beginn der Blüte. Auch eine Zunahme der Anzahl der Pollen sowie der Tage mit erhöhter Pollenbelastung wurde festgestellt. Auch für Basel wurde im Zeitraum 1969-2006 ein früherer Beginn der Pollen-Saison belegt, und zwar hier um 15 Tage. Ähnliches ergab eine Untersuchung für Berlin für die Zeit 1984-2008, in der sich der Beginn der Birkenblüte um 11 Tage nach vorne verschoben hat.

Für Berlin haben sich die Temperaturen im Februar und März als entscheidend für den Blühbeginn erwiesen. In den 25 Jahren von 1984 bis 2008 hat sich in Berlin-Dahlem die Temperatur um 2,2 °C erhöht und der Blühbeginn der Birke um 11 Tage nach vorne verlagert. Einflüsse auf die Temperatur haben auch die lokalen Gegebenheiten wie die städtische Bebauung und die die Witterung bestimmenden Großwetterlagen. So kann durch die Rückstrahlung an Häuserwänden an Sonnentagen die lokale Temperatur zusätzlich erhöht werden, was den Blühbeginn einzelner Birken noch weiter nach vorne verlagern kann. Außerdem hat sich gezeigt, dass die Nordatlantische Oszillation (NAO) die Temperaturen im Februar/März stark beeinflusst. Bei einer starken NAO gelangen milde Luftmassen vom Atlantik bis nach Mitteleuropa, durch die der Vegetationsbeginn früher erfolgt. Eine schwache NAO ist mit niedrigeren Temperaturen und entsprechend späterem Blühbeginn verbunden.

Neophyten: das Beispiel Ambrosia

Neophyten

Der Klimawandel birgt auch die Gefahr, dass neue Pollenarten auftreten, die von eingewanderten Pflanzen stammen. Nach bisheriger Beobachtung liegt die Ursache für eine Ausbreitung von sog. Neophyten, d.h. durch den Menschen eingeschleppte Pflanzen, gegenwärtig eher in direkten menschlichen Aktivitäten als in veränderten Klimaverhältnissen. So haben Anpflanzungen und Aussaaten zur Verbreitung ebenso zur Ansiedlung nicht heimischer Pflanzen geführt wie der Welthandel, der Tourismus und der regionale Verkehr. Veränderte klimatische Bedingungen können das Überleben der Neophyten jedoch deutlich begünstigen. Der gesundheitlich gefährlichste Eindringling dieser Art ist das Beifußblättrige Traubenkraut (Ambrosia artemisiifolia), auch unter den Namen Beifuß-Ambrosie und Beifußblättriges Traubenkraut bekannt, die zur Gattung Ambrosia gehört, welche wiederum zur Familie der Korbblütler gehören.

Gesundheitlich Auswirkungen

Die Beifuß-Ambrosie ist eine hochallergene Pflanze, die durch Einatmung der Pollen Heuschnupfen und Bronchitis und daneben auch Hautallergien durch Berührungskontakt hervorrufen kann. Die Pflanze keimt im Frühling. Die Blühzeit reicht von August bis zum ersten Frost, hauptsächlich im August und September. Dabei bildet eine Pflanze 2000-3000 Samen, die den Winter überstehen und über viele Jahre keimfähig bleiben können. Eine einzelne männliche Pflanzen produziert etwa eine Milliarde Pollen zwischen Anfang August und Ende September. Schon eine geringe Anzahl von etwas mehr als sechs Pollen pro Kubikmeter Luft in 24 Stunden kann heftige allergische Reaktionen bei empfindlichen Personen hervorrufen, wovon etwa ein Viertel auch Atemnot und Asthmaanfälle bekommen kann. Ein Problem stellen auch Kreuzreaktionen mit Honigmelone und Bananen dar.

Vorkommen und Ausbreitung

Die Beifuß-Ambrosie ist ursprünglich in den USA zu Hause (hier als Ragweed bekannt), wo sie sehr weit verbreitet und eine der wichtigsten Erreger von Pflanzenallergien ist. In den USA reagieren heute 75 % der Pflanzenpollen-Allergiker bzw. 10-20 % der Bevölkerung auf Ambrosia. Nach Europa gelangte die Ambrosia bereits im 19. Jahrhundert. Nach Mitteleuropa ist die Pflanze über Frankreich und Südosteuropa eingewandert. Gegenwärtig gibt es größere Bestände vor allem in Ungarn, auf dem Balkan und in Südost-Frankreich. Auch Österreich, die Slowakei und Süd-Polen sind betroffen. In Deutschland stammt der erste Nachweis der Beifuß-Ambrosie zwar schon aus dem Jahr 1860, die Pflanze ist jedoch bis Ende der 1970er Jahre nur an wenigen Stellen dauerhaft nachgewiesen worden. Inzwischen hat sie sich deutlich ausgebreitet und findet sich in größeren Beständen, d.h. mit mehr als 100 Pflanzen, am Oberrhein, in Südhessen, Südostbayeren und im östlichen Brandenburg. Im Norden Deutschlands ist die Pollenblastung durch die Beifuß-Ambrosie dagegen noch relativ gering.

Ambrosia wächst an Straßenrändern und in Hausgärten, an Vogelfutterstellen und auf Baustellen. Die Hauptverbreitung geschieht möglicherweise über Vogelfutter, das oft mit Ambrosiasamen verunreinigt ist und häufig aus Importen aus Osteuropa stammt. Die Pollen können aber auch durch Wind über große Entfernungen verbreitet werden. So wurde festgestellt, dass in Baden-Württemberg, obwohl es an verschiedenen Orten durchaus Bestände der Ambrosia-Pflanze gibt, dem Ferntransport von Pollen aus dem Rhone-Tal für die Pollenbelastung eine größere Bedeutung zukommt als der einheimischen Produktion.

Klimawandel

Der Einfluss des Klimawandels auf die Verbreitung von Ambrosia-Pollen ist mehrfach untersucht worden. So wurde in Experimenten festgestellt, dass bei einer Verdoppelung des CO₂-Gehalts der Atmosphäre die Pollenproduktion der Ambrosia um 61 % zunimmt. Auch bei höheren Temperaturen nimmt die Biomasse der Pflanze zu und diese bildet mehr Pollen. Außerdem kann die Blühzeit verlängert werden. So wurden in Südhessen in dem warmen Winter 2006 blühende Ambrosia-Pflanzen noch im Dezember nachgewiesen. Das deutet darauf hin, dass der Klimawandel die Ausbreitung der Beifuß-Ambrosie auch in Deutschland begünstigen könnte. Modellrechnungen für Österreich kommen zu dem Ergebnis, dass sich bei einer Erhöhung der Temperaturen im Juli um 2 °C die von der Beifuß-Ambrosie besiedelte Fläche versechsfachen wird.

Tierische Allergene

Neben Pflanzen können auch wärmeliebende Tiere Auslöser von Allergien sein. Zu nennen ist vor allem der Eichenprozessionsspinnner, ein Nachtfalter, der Widerhaken versehene Härchen aus. Kommt der Mensch mit ihnen in Berührung, kann es zu allergischen Reaktionen auf der Haut kommen, z.B. zu Juckreiz, Bläschen, Bindehautentzündung und bei Einatmung auch zu Entzündungen im Rachenbereich. In den letzten 10-15 Jahren hat sich der Eichenprozessionsspinnner stark vermehrt, was mit dem Klimawandel in Verbindung gebracht wird.

Literatur

• J.L. Lozán u.a. (Hg.): Warnsignal Klima – Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen, Hamburg 2008
• Beate Alberternst & Stefan Nawrath: Ausbreitung der Beifuß-Ambrosie in Deutschland – zunehmende Gefahr für die Gesundheit?, in: J.L. Lozán u.a. (Hg.): Warnsignal Klima – Gesundheitsrisiken. Gefahren für Pflanzen, Tiere und Menschen, Hamburg

Weblinks

• Robert Koch-Institut (2011): Klimawandel und Gesundheit - Ein Sachstandsbericht umfangreiche Darstellung mit den Schwerpunkten Hitzewellen und Allergien
• Berendt, H. u.a. (2007): Allergene Pollen, in: promet 33, Nr. 3/4, S. 120-132
• InfoPage Beifuß-Ambrosie Inormationen zur Beifuß-Ambrosie in Deutschland
• Julius-Kühn-Institut: Ambrosie
• Ambrosia.de allgemeine Informationsplattform

Klimadaten zum Thema

Klimadaten zum Thema selbst auswerten? Hier können Sie aus Regionaldaten zu Europa und den hochaufgelösten Regionaldaten zu Norddeutschland eigene Karten zur künftigen Klimaentwicklung erzeugen.

Hier finden Sie eine Anleitung zur Visualisierung der Daten.

Schülerarbeiten zum Thema

Schülerarbeiten zum Thema des Artikels aus dem Schulprojekt Klimawandel:

• Der Pollenflug im Wandel Wie sich der Klimawandel auf den Pollenflug der Frühblüher Birke, Erle und Hasel auswirkt. (Gymnasium Grootmoor, Hamburg)

Lizenzhinweis

Kontakt: Dieter Kasang