Da Pflanzen verwurzelt sind, haben sie nur sehr wenige Möglichkeiten, sich fortzubewegen. Sie können als Pollen einen Partner finden und auch als Samen. Im Fall von Cardamine behaart, dass Reisen explosiv ist. Die Pflanze speichert Energie in der Fruchtwand. Wenn die Fruchtschale bricht, wird all diese Energie in einem Moment freigesetzt, die Samen bis zu fünf Meter weit schleudern. Während der Mechanismus der explosiven Samenverbreitung erforscht wurde, gab es nicht so viel Arbeit darüber, wie die Samen angepasst werden. Bis jetzt.

Ulla Neumann und Angela Hay haben das Saatgut untersucht Cardamine behaart mikroskopisch, um zu sehen, wie die Samenoberfläche mit der Frucht und der Luft im Flug interagiert. Wenn Botaniker etwas untersuchen wollen, greifen sie normalerweise zu einer gut untersuchten Modellart, aber Neumman und Hay stellten eine Schwierigkeit bei diesem Ansatz fest: „Ein Schlüsselproblem besteht darin, dass Merkmale wie die explosive Samenverbreitung bei einer Modellart wie nicht gefunden werden Arabidopsis thaliana wo die experimentellen Werkzeuge für funktionelle Studien vorhanden sind. Um dieses Problem anzugehen, wurden in den verwandten Arten genetische Werkzeuge entwickelt C. hirsuta um den Ursprung von Merkmalen zu untersuchen, wie etwa explosive Samenausbreitung, die in nicht vorhanden sind A. thaliana. "

Der Schlüssel zur erfolgreichen Verbreitung der Samen lag in der Entwicklung der Zellwand. „Form und Funktion der Samenhülle von C. hirsuta hängen von der lokalisierten Ablagerung spezialisierter Zellwände vor dem Absterben der Samenhüllenzellen ab. Die Differenzierung der beiden äußersten Samenschalenschichten beinhaltet die polare Ablagerung verschiedener Arten von Pektin, die vom Golgi-Apparat produziert werden.“ Neumann und Hay schreiben.

Das Endergebnis ist ein gefurchter Mantel für den Samen. Neumann und Hay sagen, dass weitere Untersuchungen darüber erforderlich sind, wie diese Grate den Flug beeinflussen. „Es ist interessant zu spekulieren, wie eine geriffelte Samenoberfläche die explosive Samenausbreitung bei Cardamine-Arten beeinflussen könnte. Bei sehr niedrigen Reynolds-Zahlen wirken diese Rippen wahrscheinlich nicht als Turbulatoren, wie Grübchen auf einem Golfball, um den aerodynamischen Widerstand zu verringern. Eine geriffelte Samenoberfläche kann jedoch den Samenstart oder -flug auf andere Weise beeinflussen, die die Ausbreitung beeinflussen. Zum Beispiel die explosionsartig zerstreuten Samen von Ruellia ciliatiflora werden mit stabilisierendem Unterschnitt gestartet in einer Ausrichtung, die dadurch den Luftwiderstand minimiert zunehmende Ausbreitungsreichweite.“Doch wenn die Samenschale den Flug unterstützt, hat sie sich nicht so entwickelt weil des Fluges, sagen die Autoren. „Wichtig ist, dass wir herausfanden, dass andere Brassicaceae-Arten mit nicht-explosiver Samenausbreitung unterschiedliche Samenschalenmorphologien aufwiesen, die sowohl von epidermalen als auch von subepidermalen Samenschalenschichten beigetragen wurden. Während es also möglich ist, dass die Oberflächenstruktur von Cardamine-Samen den Samenstart oder den ballistischen Flug unterstützt, hat sich diese Eigenschaft der Samenschale nicht gleichzeitig mit der explosiven Samenausbreitung entwickelt.“

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Neumann, U., und Hay, A. (2019) Entwicklung der Samenschale bei explosionsartig verbreiteten Samen von Cardamine hirsuta. Annals of Botany, 126(1), S. 39–59. Verfügbar unter: https://doi.org/10.1093/aob/mcz190.