Laut einer neuen Studie, die sich mit der Korrelation zwischen anatomischen Merkmalen und der hydraulischen Pflanzenfunktion in diesen Ökosystemen befasst, überleben Pflanzen in Amazonas-Savannen Dürreperioden und kontrollieren den Wasserverlust durch ein Spektrum von Strategien, darunter Resistenz gegen Embolie, Wassernutzungseffizienz und strukturelle Anatomie. Das ergab die von Priscila Simioni und Kollegen durchgeführte Studie Es gibt keine einzige dominante Funktionsstrategie, die Pflanzen anwenden, um in den Savannen des Amazonas zu gedeihen.

Amazonas-Savannen, isolierte, inmitten tropischer Wälder versteckte Gebiete offener Lebensräume, faszinieren Wissenschaftler seit Jahrzehnten. Obwohl beim Verständnis der Eigenschaften dieser Savannen große Fortschritte erzielt wurden, fehlen immer noch Beweise dafür, wie sich ihre Pflanzen in Merkmalen unterscheiden, die für das Überleben von Dürreperioden und die Kontrolle des Wasserverlusts unerlässlich sind.

Um Licht in diese Frage zu bringen, wurde eine Studie durchgeführt, die sich mit dem komplizierten Zusammenspiel zwischen anatomischen und hydraulischen Merkmalen im Blatt- und Holz-Xylem von Amazonas-Savannenpflanzen befasste. Simioni und Kollegen untersuchten akribisch 22 Blatt-, Holz- und hydraulische Merkmale der sieben dominanten Holzarten, die 75 % der Biomasse in einer typischen Amazonas-Savanne auf Felsvorsprüngen im brasilianischen Bundesstaat Mato Grosso ausmachen.

Entgegen den Erwartungen zeigten die Ergebnisse, dass nur eine begrenzte Anzahl anatomischer Merkmale signifikant mit hydraulischen Merkmalen korrelierte. Das Forschungsteam fand ein breites Spektrum an Variationen zwischen den sieben untersuchten Arten, das die Resistenz gegen Embolie (die Bildung von Luftblasen im pflanzlichen Wassertransportsystem), die Wassernutzungseffizienz und die strukturelle Anatomie umfasst. Dadurch wurde die immense Komplexität der in diesen Ökosystemen ablaufenden Mechanismen deutlich.

Interessanterweise hingen die Unterschiede in der Embolieresistenz mit der unterschiedlichen Wassernutzungseffizienz der Arten zusammen. Arten, die eine geringere Wassernutzungseffizienz aufweisen, wie z Kielmeyera rubriflora, Macairea radula, Simarouba versicolor, Parkia cachimboensis und Maprounea guianensis, zeigte eine höhere stomatäre Leitfähigkeit. Diese Ergebnisse stützen die Hypothese, dass diese Pflanzen die Blattsukkulenz nutzen und/oder sicherere anatomische Holzstrukturen haben, um die Xylem-Funktionalität aufrechtzuerhalten. Auf der anderen Seite gibt es Arten, die eine höhere Wassernutzungseffizienz aufweisen, wie z Norantea guianensis und Alchornea verfärbt sich, präsentierte riskantere hydraulische Strategien.

Diese Studie deckt die komplizierte Beziehung zwischen den Strukturmerkmalen von Zweigen und Blättern auf und ermöglicht die Koexistenz verschiedener hydraulischer Strategien zwischen den Savannenpflanzen des Amazonas. Innerhalb dieser einzigartigen Ökosysteme wenden Pflanzen Strategien an, wie zum Beispiel die Investition in Mechanismen, die den Wasserverlust puffern (z. B. saftige Blätter), oder die Entwicklung sichererer anatomischer Strukturen (dickere Tüpfelmembranen (der Teil der Zellwand, durch den eine Zelle mit anderen Zellen kommuniziert)). Gefäßgruppierung im Ast-Xylem zum Beispiel).

Simioni und Kollegen kommen zu dem Schluss:

Unsere Ergebnisse legen nahe, dass Arten, die in heißen und saisonalen Savannen leben, unterschiedliche Strategien zur Dürretoleranz/-vermeidung aufweisen können. Diese Strategien können bei der Aufrechterhaltung eines günstigen Wasserhaushalts gleichermaßen erfolgreich sein und das Fortbestehen und gleichzeitige Vorkommen von Arten ermöglichen.

Simoni et al. 2023.

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Simioni PF, Emilio T., Giles AL, Viana de Freitas G., Silva Oliveira R., Setime L., Pierre Vitoria A., Pireda S., Vieira da Silva I., Da Cunha M. (2023) „Anatomische Merkmale im Zusammenhang mit der hydraulischen Funktion von Blättern und Zweigen bei Amazonas-Savannenpflanzen" AoB PLANTS. Verfügbar unter: https://doi.org/10.1093/aobpla/plad018

Titelbild: Der Cerrado. Bild: Angeladepaula / Wikimedia Commons