Wie nass kann ein Blatt werden? Es kommt darauf an, um welches Blatt es sich handelt und woher es stammt. Es ist oft zu sehen, dass sich die Blattbenetzbarkeit innerhalb einer Art basierend auf der Höhe einer Pflanze ändert. Aryal und Kollegen untersuchen die Wasserabweisung von Blättern von Arabidopsis halleri subsp. Gemmifera (Brassicaceae) wächst in kontrastierenden montanen Lebensräumen entlang eines Höhengradienten am Mt. Ibuki, Japan.

Arabidopsis-Rosette
Arabidopsis-Rosette. Foto: Aryal et al. (2018)

Die Autoren betrachten auch die Bedeutung der Position eines Blattes an einer Pflanze. Bei rosettenbildenden Pflanzen befinden sich die Rosettenblätter in Bodennähe und ihre adaxialen (dem Stängel zugewandten oder oberen) Oberflächen sind freigelegt. Cauline-Blätter (Blätter am Blütenstiel) werden jedoch während der Fortpflanzungssaison vom Boden abgehoben, und ihre abaxialen (vom Stängel abgewandten oder unteren) Oberflächen sind stärker exponiert.

Aryal et al. führten Felduntersuchungen und ein Wachstumskammerexperiment durch, um festzustellen, ob die im Feld beobachteten Unterschiede in der Blattbenetzbarkeit durch genetische Unterschiede verursacht wurden. Sie führten auch eine Genexpressionsanalyse eines mit Wachs verwandten Gens durch, dh AhgCER1, ein Homolog von A. thaliana ECERIFERUM1 (CER1), das möglicherweise an der Differenzierung der Blattbenetzbarkeit beteiligt ist.

Das Team fand eine kaulinenblattspezifische genetische Differenzierung der Blattbenetzbarkeit zwischen kontrastierenden montanen Lebensräumen. Cauline-Blätter von semialpinen Pflanzen, insbesondere auf abaxialen Oberflächen, waren nicht benetzbar. Cauline-Blätter von niedrig gelegenen Unterholzpflanzen waren benetzbar, und Rosettenblätter waren in beiden Lebensräumen ebenfalls benetzbar. Die AhgCER1-Expression entsprach den beobachteten Blattbenetzbarkeitsmustern.

Warum sollten einige Blätter benetzbarer sein als andere? Aryal und Kollegen glauben, dass dies daran liegen könnte, dass die Cauline-Blätter neben der Photosynthese noch eine andere Aufgabe haben. Sie wickeln auch die blühenden Knospen im zeitigen Frühjahr ein. Geringe Benetzbarkeit bedeutet, dass sie Wasser abweisen und so dazu beitragen, die Knospe im Inneren vor Frostschäden zu schützen. Die Autoren erklären: „Unseres Wissens nach ist dies der erste Bericht über eine genetische Differenzierung der Blattbenetzbarkeit zwischen natürlichen Pflanzenpopulationen innerhalb einer einzigen Art. Die geringere Benetzbarkeit von Cauline-Blättern der semialpinen Pflanzen unterstützt das Postulat, dass die trockene Oberfläche von Cauline-Blättern notwendig ist, um die Blütenknospen vor Frost zu schützen, wenn sie dem vorherrschenden kalten Wind ausgesetzt sind. Die Theorie muss in zukünftigen Feld- und experimentellen Studien getestet werden.“

Sie schlagen auch eine genomweite Untersuchung der Art vor. Sie fügen hinzu, dass sie: „… ein Kandidatengen identifiziert haben, das die unterschiedliche Blattbenetzbarkeit zwischen Cauline- und Rosettenblättern und zwischen Cauline-Blättern aus den beiden Lebensräumen erklären könnte. Eine genomweite Studie über getrennte Populationen, die aus Kreuzungen zwischen Pflanzen aus den beiden Lebensräumen stammen, wird wahrscheinlich die Identität der verantwortlichen SNPs aufdecken, die der Entdeckung in dieser Studie zugrunde liegen.“