Pflanzenwurzeln zeigen eine Vielzahl von morphologischen und physiologischen Anpassungen an herausfordernde Umgebungen wie trockene Böden, aquatische Medien und eine epiphytische Lebensweise. Es ist jedoch wenig darüber bekannt, wie unterschiedlich die Wurzeln sind auf dieselbe Person kann sich an einen Lebensraumwechsel anpassen, der kontrastreiche Umgebungen über die gesamte Pflanze hinweg darstellt.

Aroid-Reben beginnen das Leben, das über dem Waldboden wächst. Sobald eine Rebe einen geeigneten Baum gefunden hat, wächst sie nach oben und in die Baumkronen hinein. Diese starke Veränderung des Lebensraums stellt neue Belastungen für die Luftteil der Pflanze, die sowohl Anker- als auch Futterwurzeln produziert. Erstere sind kurz, verzweigt und befestigen die Rebe am Wirt; Letztere sind lang, unverzweigt und mit dem Waldboden verbunden. Beide Arten halten Kontakt zum Baum.

In einem neuen Papier veröffentlicht in Annals of Botany, Hauptautorin Arinawa Liz Filartiga und Kollegen verglichen die Erd- und Luftwurzeln der Aronstabrebe Rhodospatha oblongata mit herkömmlicher und Fluoreszenzmikroskopie zur Untersuchung der Wurzelanatomie, des Wasserhaushalts, der Wasseraufnahmekapazität und der photochemischen Aktivität.

Die Autoren fanden Veränderungen in der Morphologie und Physiologie von R. oblongata Wurzeln, als sie von einem terrestrischen zu einem luftigen Lebensraum übergingen. Diese Änderungen verbesserten die Licht- und Wassernutzung der Wurzeln unter Baumkronenbedingungen. Die Hauptmodifikation in den Luftwurzeln ist ein Verlust von äußerem Gewebe, das aus Epidermis, Exodermis und äußerem Cortex besteht. Diese Gewebe werden durch eine Schicht aus verholztem Kork ersetzt – was bei einkeimblättrigen Wurzeln selten vorkommt – was mit einem Farbwechsel von rot/braun nach grün einhergeht.

Die grünen Luftwurzeln hatten ein erhöhtes Wasserhaltevermögen und zumindest eine schwache Fähigkeit zur Photosynthese. Der Bereich der Wurzel, der mit dem Wirt in Kontakt kommt, behält sowohl Exodermis und verholzten Kork als auch Epidermishaare und ist auf Wasseraufnahme spezialisiert, während die äußere Oberfläche mehr auf Wasserretention spezialisiert ist, wodurch ein funktioneller Dimorphismus entsteht.

„Der Übergang vom Boden zum Kronendach bringt abiotische Veränderungen und potenziell stressige Situationen (z. B. Dürre, Lichtschäden, Pflanzenfresser) mit sich.“ R. oblongata“, schreiben die Autoren. „Wir schließen daraus, dass die morphophysiologischen Veränderungen in den Wurzeln von R. oblongata die in dieser Studie beobachtet wurden, stellen eine wichtige Strategie dar, die ihr Wachstum und Überleben im Blätterdach ermöglicht.“