Samen sind schlau. Dank der Wunder der Evolution und molekularer Prozesse zielen Samen darauf ab, zur richtigen Zeit am richtigen Ort zu keimen. Einige Samen können jedoch jahrelang ruhen und trotz günstiger Umweltbedingungen nicht keimen. Die Produktion ruhender Samen kann für eine Pflanze ziemlich kostspielig sein, aber es ist eine gute Überlebensstrategie in instabilen, gestörten Lebensräumen, in denen die Keimsignale zu unregelmäßig sein könnten.
Drs Justin Collette und Markus Oi von der University of New South Wales untersuchten die Beziehung zwischen drei Samenruheklassen von fast 4,000 Straucharten im gemäßigten Australien und verschiedenen Umweltbedingungen. Dies ist die erste groß angelegte Studie, die zeigt, dass die meisten Sträucher in Australien ruhende Samen produzieren. Die Temperatur- und Niederschlagssaisonalität scheint die Verteilung der verschiedenen Arten der Samenruhe zu erklären. Ziel der Forschungsgruppe von Ooi ist es, die Saatgutökologie besser zu verstehen und Verbesserung der Konservierungsergebnisse bei geplanten Verbrennungen.
Es gibt fünf Hauptarten der Samenruhe. Es kann physiologisch (Wasser kann in den Samen eindringen, aber chemische Veränderungen leiten die Keimung ein), physikalisch (Wasser kann nicht in den Samen eindringen), morphologisch (unterentwickelter Embryo verzögert die Keimung), morphophysiologisch oder eine Kombination aus physiologisch und physikalisch sein.
Colette und Ooi stellten Aufzeichnungen über mehrjährige Sträucher aus der Australasisches virtuelles Herbarium und beschränkten ihre Studie auf die gemäßigten Regionen Australiens. Die Ruhezustandsklassifizierung basierte auf früheren Forschungsveröffentlichungen und Keimungsversuchen im Australian Botanic Garden. Die Forscher überprüften den Erhaltungszustand jeder Art und basierend auf klimatischen Faktoren (z. B. Niederschlag, Temperatur, Saisonabhängigkeit), dem Vorkommen von Sträuchern und der Ruhephase testeten die Wissenschaftler die Gründe für die Ruhephase unter 3990 Arten aus 281 Gattungen.
Die meisten Straucharten (79.4 %) produzierten in ganz Australien ruhende Samen, und insgesamt war eine Ruhe in kühleren Gebieten wahrscheinlicher. Die Saisonalität der Regenfälle könnte die Verbreitung von Sträuchern mit physiologischer und physikalischer Ruhe erklärt haben.
Physiologischer Ruhezustand war in Gebieten mit asaisonalen Niederschlägen vorherrschender, während physischer Ruhezustand in Gebieten mit stark saisonalen Niederschlägen wahrscheinlich war. Der physiologische Ruhezustand soll der häufigste Ruhetyp sein, und in einem feuergefährdeten Lebensraum erfordert das Aufbrechen dieses Ruhezustands temperatur- und feuerbezogene (z. B. Rauch) Hinweise.
Bedrohte Arten produzierten eher ruhende Samen, insbesondere physiologisch ruhende, und traten in asaisonalen Regenumgebungen auf. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass physiologisch ruhende Arten in feuergefährdeten Regionen mit asaisonalen Niederschlägen benachteiligt (mehr bedroht) sind.
„Eine mögliche Erklärung für die verminderte Eignung von asaisonalen Niederschlagsklimaten für die Persistenz von PD [physiologisch ruhenden] Arten ist das verzögerte Auftreten“, schrieben Collette und Ooi.
„Wenn die saisonale Verpflichtung zur Keimung nicht mit dem saisonalen Zeitpunkt eines Brandes übereinstimmt, kann sich die Keimung und damit das Auflaufen der Sämlinge um bis zu einem Jahr verzögern. Bei anderen Arten der Ruhe ohne saisonale Temperaturverpflichtung kann die Keimung unmittelbar nach dem Feuer erfolgen, solange es regnet.“
Diese groß angelegte Studie fand einige Muster zwischen dem Samenruhetyp und den Umweltbedingungen für australische Sträucher. Während sich Ökologen bei der Untersuchung von Pflanzengemeinschaften und ihren Funktionen normalerweise auf Samengröße, -form und -masse konzentrieren, betonen Collette und Ooi hier, dass Keimeigenschaften von Samen in Zukunft mehr Aufmerksamkeit bedürfen.
„Zu verstehen, wie alle Ruheklassen mit der Umwelt interagieren, ist der erste Schritt, um die Folgen des Klimawandels vorherzusagen und Feuerwehrleuten die besten Chancen zu geben, positive Managementergebnisse zu erzielen.“
FORSCHUNGSARTIKEL
Collette, JC, Ooi, MKJ, 2021. Verteilung der Samenruheklassen auf einem feuergefährdeten Kontinent: Auswirkungen von Regensaisonalität und Temperatur. Annals of Botany. https://doi.org/10.1093/aob/mcaa203
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