In 2015 das Exzellenzzentrum für Invasionsbiologie an der Universität Stellenbosch einen Workshop durchgeführt Evolutionäre Dynamik von Bauminvasionen: Treiber, Dimensionen und Implikationen für das Management. Das Ergebnis ist das AoB PLANTS Sonderausgabe: Evolutionäre Dynamik von Bauminvasionen, herausgegeben von Heidi Hirsch, Johannes J. LeRoux und David M. Richardson.
Im Kern handelt es sich um ein einfaches, aber wenig erforschtes Puzzle. Wie entwickeln sich invasive Baumarten, wenn sie in neue Gebiete ziehen?. Die Open-Access-Beiträge in dieser Ausgabe tragen dazu bei, diese Wissenslücke zu schließen.
Die Einführung in das Sonderheft: Bauminvasionen: zum besseren Verständnis ihrer komplexen evolutionären Dynamik von Heidi Hirsch, David M. Richardson und Johannes J. Le Roux, eröffnet das Thema mit einer Erklärung, warum eine besondere Untersuchung erforderlich ist Bäume als Sonderfall. Sie weisen darauf hin, dass das Studium krautiger Einjähriger aufgrund der Lebensdauer der Pflanzen viel einfacher ist. Das stimmt, aber die Langlebigkeit von Bäumen und die Tatsache, dass sie für eine Vielzahl von Zwecken auf der ganzen Welt eingeführt werden, bedeutet, dass Bäume ein Problem darstellen, das erforscht werden muss. Dies ist besonders wichtig, wenn Bäume aus einem forstlichen Kontext in die Wildnis entkommen. Sie identifizieren evolutionäre Mechanismen, die dazu beitragen, ob eine Art invasiv wird oder nicht, die andere Artikel in dieser Ausgabe untersuchen.
Müller et al. fragen: Wird der Invasionserfolg australischer Bäume durch ihre heimische Biogeographie, phylogenetische Geschichte oder beides vermittelt? Die Frage ist wichtig, weil die Invasivität eines Baums von der Umgebung abhängen könnte, aus der er stammt. Invasionen könnten daher erkannt werden, bevor sie stattfinden, indem einige Arten identifiziert werden, die spezifische evolutionäre Geschichten haben, die sie dazu prädisponieren, außerhalb ihres Verbreitungsgebiets invasiv zu werden.
Gaskin sieht zu Die Rolle der Hybridisierung bei der Erleichterung der Bauminvasion. Beim Studium von Eukalyptus und Akazien stellt er fest: Was wir über hybride invasive Bäume nicht wissen, schränkt unsere Fähigkeit ein, die Invasion als Ganzes zu kontrollieren. Die Hybridisierung bringt eine Vielzahl von Genen ein, die die genetische Pflanzenvielfalt der eindringenden Pflanzen erhöhen können. Mit dieser Vielfalt geht die Anpassungsfähigkeit einher, die für die Invasion erforderlich ist.
Es sind nicht nur Dinge, die aus Australien kommen, die ein Problem darstellen. Besnard und Cuneo nehmen Eine ökologische und evolutionäre Perspektive auf die parallele Invasion zweier kreuzkompatibler Bäume indem man sich parallele Invasionen von Oliven in Australien ansieht. Sie schließen: Im australischen Kontext wird der Landschaftsidentität ein intrinsischer kultureller Wert beigemessen, der weitgehend vom Eukalyptus in seinen unzähligen Formen dominiert wird, entweder als hoher Wald, einsamer Pferdekoppelbaum oder markante Silhouetten auf einer Kammlinie. Um die Biologie zu verstehen und eine wirksame Kontrolle invasiver Holzarten wie europäischer und afrikanischer Oliven zu erreichen, geht es um die Erhaltung der Ökosystemfunktion, aber auch um die Erhaltung von Eukalyptuswäldern – einem Kernelement der australischen Landschaftsidentität.
Drei Arbeiten untersuchen die schnelle Evolution von Bäumen. Hirschet al. finden Nicht heimische Populationen eines invasiven Baumes übertreffen ihre einheimischen Artgenossen. Sie schlussfolgern, dass es wahrscheinlich zu einer Verschiebung der Merkmale nach der Keimung bei nicht einheimischen Pflanzen gekommen ist Sibirische Ulme Bevölkerungen, was den Eindringlingen einen besseren Start ins Leben ermöglicht. Eine schnelle Zunahme des Wachstums und der Produktivität kann die Invasion durch einen nicht einheimischen Baum unterstützen sagen Zenni et al. die finden, dass das Klima eine Schlüsselrolle in der schnellen Evolution spielt. Siemann et al. Benehmen Ein experimenteller Test der EICA-Hypothese in mehreren Bereichen: Invasive Populationen übertreffen diejenigen aus dem einheimischen Bereich, unabhängig von der Unterdrückung von Insekten-Herbivoren.
Fünf Artikel befassen sich mit der Bedeutung eines zweiten Genoms, das mit den mikrobiellen Partnern von Eindringlingen verbunden ist.
Dickie et al. ein ... sehen Verlust der funktionellen Diversität und Netzwerkmodularität in eingeführten Pflanzen-Pilz-Symbiosen. Die Mykorrhiza-Symbionten von Bäumen stehen auch im Wettbewerb um Ressourcen, und diese Organismen, die an einem Ort eingeführt werden, können Pflanzen weniger effektiv mit Nährstoffen versorgen als die einheimischen Arten.
Es könnte den Anschein haben, dass es einer eindringenden Baumart zugute käme, jeden willigen Symbionten willkommen zu heißen, sogar Eingeborene. Aber Klock et al. argumentieren Die unterschiedliche Pflanzeninvasivität wird nicht immer durch Promiskuität des Wirts mit bakteriellen Symbionten angetrieben. Sie stellen fest, dass sich Akazien in Kalifornien in unterschiedlichem Maße etabliert haben, aber alle willkommene Wirte für Pilze sind.
Le Roux et al. prüfen Die Struktur von Leguminosen-Rhizobium-Interaktionsnetzwerken und ihre Reaktion auf Bauminvasionen Unter Verwendung phylogenetischer und ökologischer Interaktionsnetzwerkansätze liefern sie den ersten Bericht über die Struktur unterirdischer Leguminosen-Rhizobium-Interaktionsnetzwerke und wie sie sich entlang eines Invasionsgradienten (nicht befallene, halb befallene und stark befallene Standorte) durch australische Akazienarten in der südafrikanischen Kapfloristik verändern Region. Im krassen Gegensatz zu oberirdischen Interaktionsnetzwerken (z. B. Bestäubung und Samenverbreitung) zeigen sie, dass invasive Leguminosen nicht bestehende einheimische Leguminosen-Rhizobium-Netzwerke infiltrieren, sondern vielmehr neuartige Module bilden. Dieses Fehlen gegenseitiger Überschneidungen zwischen einheimischen und invasiven Leguminosen legt die Bedeutung gemeinsam eindringender Rhizobium-Akazien-Artenkomplexe für den Erfolg der Akazieninvasion nahe und spricht gegen eine allgegenwärtige Rolle für die Bildung und evolutionäre Verfeinerung neuartiger Wechselwirkungen.
Diese Idee, einen Partner mitzubringen, wird von Burgess weiter untersucht et al. im Bauminvasionen und Biosicherheit: Öko-evolutionäre Dynamik von per Anhalter fahrenden Pilzen. Sie stellen fest, dass, wenn ein eindringender Baum auf einen Pilz-Mutualismus angewiesen ist, um in der neuen Umgebung zu überleben, die Wahrscheinlichkeit, dass entweder der Baum oder der Pilz neue Assoziationen aufbaut, grundlegend geringer ist. Im Gegensatz dazu könnten parasitische Tramper ihre Wirtspflanzen lediglich nutzen, um sich durch die Landschaft zu bewegen und sich auf neuen Wirten festzusetzen (Wirtswechsel). Sie kommen zu dem Schluss, dass das Verständnis des Potenzials versteckter nicht heimischer Pilze zur Bildung neuer Wirtsassoziationen in einer neuen Umgebung für den Erhalt der Artenvielfalt wichtig ist.
Crous et al. schau dir auch an wie Ökologisches Ungleichgewicht treibt die Ansammlung von Insektenschädlingen und Krankheitserregern in nicht heimischen Bäumen voran. Was passiert, wenn Baumrasen von ihren natürlichen Feinden (also Insekten und Krankheitserregern) getrennt werden? Sie stellen fest, dass einheimische Insekten ihre Fressgewohnheiten mit größerer Wahrscheinlichkeit auf nicht heimische Baumwirte ausdehnen als einheimische Krankheitserreger, obwohl sie im Allgemeinen weniger schädlich sind.
Die letzten Faktoren, die das Sonderheft untersucht, sind Epigenetik und phänotypische Plastizität in der Arbeit von Zimmermann et al. Experimentelle Bewertung von Faktoren, die die Einbürgerung eines global invasiven Baums in sandigen Küstenebenen vermitteln: eine Fallstudie aus Brasilien. Diese Studie versuchte, Eigenschaften zu identifizieren, die den außerirdischen Baum ermöglichen Casuarina equisetifolia um Überlebens- und Fortpflanzungshindernisse zu überwinden und sich in sandigen Küstenebenen einzubürgern. Langfristige Samenpersistenz im Boden, breite Keimanforderungen (Temperatur- und Lichtverhältnisse) und die Fähigkeit, in einem weiten Bereich der Lichtintensität zu überleben, begünstigen ihre Einbürgerung. Jedoch, C. equisetifolia verträgt keinen Wasserstress und keinen tiefen Schatten, was sein Potenzial zur Einbürgerung in sandigen Küstenebenen einschränkt.
Zenni et al. Fassen Sie die verschiedenen Themen in einer Rezension für die Ausgabe zusammen: Evolutionäre Dynamik von Bauminvasionen: Ergänzung des einheitlichen Rahmens für biologische Invasionen. Sie weisen auf die Bedeutung der Evolutionsdynamik hin, da umfangreiche Forschungsergebnisse darauf hindeuten, dass invasive Populationen häufig phänotypisch und ökologisch von ihren ursprünglichen Quellen abweichen. Die Evolution arbeitet auch in verschiedenen und unterschiedlichen Stadien während des Invasionsprozesses. Es ist wichtig, evolutionäre Veränderungen in die Rahmenbedingungen biologischer Invasionen einzubeziehen, da dies uns ermöglicht, zu konzipieren, wie diese Prozesse den Invasionserfolg erleichtern oder behindern können.
Alle Artikel in der Ausgabe sind Open Access. Du kannst es abholen Evolutionäre Dynamik von Bauminvasionen von AoB PLANTS.
