Aridifizierung ist ein langfristiger natürlicher Prozess des Klimawandels, bei dem die jährlichen Niederschläge abnehmen und die Temperatur in einer Region ansteigt. Aridifizierung ist ein Aspekt des Klimawandels Das beunruhigt Naturschützer jetzt, da wir vor einem der drastischsten Aussterbeereignisse in der Geschichte des Lebens stehen. Wenn tropische Zonen trocken werden, müssen Wildarten, die von der Verfügbarkeit von Wasser abhängig sind, Stressbedingungen ertragen, die die Fitness ihrer Populationen beeinträchtigen können. Daher ist es verständlich, dass die Austrocknung ein klimatischer Faktor sein könnte, der der tropischen Tierwelt schaden kann.

Aber es gibt auch Hinweise darauf, dass die Austrocknung die globale Biodiversität vorangetrieben hat. Wir müssen nur einige Pflanzengruppen wie die Sukkulenten beobachten, um die Hypothese aufzustellen, dass sie sich dank anatomischer und physiologischer Anpassungen gegen Wasserstress vermehrt haben. In ähnlicher Weise können wir feststellen, dass tropische Trockenwälder von einer großen Vielfalt an Laubpflanzen dominiert werden, die angepasst sind, um saisonale Austrocknung zu vermeiden.

Sind diese Anpassungen das Produkt einer natürlichen Selektionskraft wie etwa der Austrocknung? In einem 2005 veröffentlichten Artikel Judith X. Becerra fand heraus, dass die Gattung Bürsera in Mexiko während des Miozäns schnell diversifiziert, dem Zeitraum zwischen 23.03 und 5.3 Millionen Jahren. Der Autor schlug vor, dass ein solches Timing den Ursprung und die Ausdehnung der trockenen Tropenwälder Mexikos widerspiegelt, wo Bürsera ist eine dominante Pflanze. Später, unter Verwendung phylogenetischer Methoden, schlugen Mónica Arakaki und Mitarbeiter im Jahr 2011 dies vor Kakteen und andere sukkulente Pflanzengruppen auf der ganzen Welt hatten auch während des Miozäns eine synchrone Diversifizierung. Dementsprechend schlug ein Artikel von Nathalie Nagalingum und Mitarbeitern (2011) vor, dass Selbst als Palmfarne vor etwa 270 Millionen Jahren früh in der Pflanzenentwicklung entstanden, fanden sie erst vor kurzem während des Miozäns eine Chance, sich zu diversifizieren. Alle diese zitierten Studien unterstreichen die Miozän als eine Zeit, in der sich Pflanzen an die Trockenheit anpassten und sich diversifizierten, wahrscheinlich aufgrund des globalen Klimawandels. Bisher stützen sich die meisten Studien, die die Auswirkungen der Aridifizierung auf die Pflanzenevolution miteinander in Verbindung bringen, jedoch nur auf phylogenetisch Daten, und es sind weitere Beweise erforderlich, um die Rolle der Aridifizierung als Treiber der Biodiversität zu verstehen.

Unter den Palmfarnen, Dioon ist eine kleine Gattung von 15 Arten mit einem breiten Spektrum an Lebensraumvariationen, von Wüsten bis hin zu immergrünen Wäldern in Mexiko. So dachten wir das Dioon kann als gute Modellgruppe dienen, um die Beziehungen zwischen biologischer Diversifizierung und der Austrocknung Mexikos zu verstehen. In unserer Publikation „Aridifizierung als Treiber der Biodiversität: Eine Fallstudie für die Cycad-Gattung Dioon (Zamiaceae)“ liefern wir phylogenetische und anatomische Beweise, die die Evolution der Pflanzen im Lichte der Aridifizierung verdeutlichen.

Mit phylogenetischen Methoden haben wir das aufgedeckt Dioon besteht aus zwei Haupt Kladen: eine, die ausschließlich in feuchten Klimazonen vorkommt, und eine größere Gruppe, die ein breiteres Spektrum an Lebensräumen, einschließlich Wüsten, bewohnt. Wir fanden heraus, dass die Entwicklung hin zu Wüsten während des Miozäns vor etwa 15 Millionen Jahren stattfand. Außerdem durch das Studium der epidermalen Anatomie von Dioon Arten fanden wir heraus, dass diese Arten aus feuchten Habitaten dünne Epidermis, dünne Nagelhaut und breite und flache Stomata aufwiesen. Andererseits zeigten jene Arten aus ariden Zonen dickere Epidermis und Kutikula sowie schmale und tiefe Stomata.

Das haben wir besprochen Dioon Arten aus ariden Zonen haben anatomische Variationen erhalten, um Wasserstress entgegenzuwirken. Solche Variationen könnten Anpassungen sein, die für ihr Überleben und ihre Diversifizierung in den trockenen Lebensräumen Mexikos von Vorteil waren. Wir glauben, dass sich andere Pflanzengruppen aufgrund eines ähnlichen langfristigen Einflusses der Aridifizierung entwickelt haben könnten. Daher kamen wir zu dem Schluss, dass die Austrocknung nicht nur eine Bedrohung in der Geschichte des Lebens war, sondern auch eine neue Chance für Pflanzengruppen darstellt, die sich unter neuen klimatischen Bedingungen entwickeln können.