Während die oberirdische Merkmalsökologie, die solche Maßnahmen wie die spezifische Blattfläche verwendet, gut untersucht und wichtig ist, um Anpassungsstrategien unter unterschiedlichen Bedingungen zu bestimmen, ist viel weniger darüber bekannt unterirdische Eigenschaften und ob sie in analoger Weise variieren. Im Gegensatz zu Blättern haben unterirdische Organe Funktionen, wie die physische Unterstützung der Pflanze, die über die Ressourcenbeschaffung hinausgehen. Die unzugängliche und sehr plastische Natur der Wurzeln hat die Bemühungen zum Verständnis ihrer besonderen Ökonomie behindert.

In einem neuen Artikel, der gerade in veröffentlicht wurde Annals of Botany, Hauptautor Guy M. Taseski und Kollegen untersucht vier grundlegende funktionale Merkmale – spezifische Wurzellänge, Verzweigungsintensität, Wurzelgewebedichte und Wurzeltrockenmasse – sowohl innerhalb als auch zwischen Arten entlang eines feinskaligen hydrologischen Gradienten. Auch wichtige oberirdische Merkmale wurden untersucht. Die Forscher versuchten zu bestimmen, inwieweit diese Merkmale entlang der untersuchten Achsen variieren und ob unterirdische Merkmale demselben wirtschaftlichen Druck unterliegen wie oberirdische Merkmale.

Die Autoren fanden heraus, dass sich die Wurzelmerkmale sowohl innerhalb als auch zwischen den Arten veränderten, wenn sich der Bodenwasserspiegel änderte. Die Unterschiede innerhalb der Arten waren geringer als die Unterschiede zwischen den Arten, wie aufgrund der oberirdischen Merkmale erwartet. Insbesondere die Dichte des Wurzelgewebes nahm in feuchteren Umgebungen ab, wobei der Gehalt an Wurzeltrockenmasse dem gleichen Trend folgte. Arten mit geringer Wurzelgewebedichte und Trockensubstanzgehalt – also weiche, schwammige Wurzeln – wurden von trockeneren Mikrostandorten ausgeschlossen. Diese Ergebnisse „deuten darauf hin, dass Arten nicht in der Lage sind, eine sehr hohe Wurzelgewebedichte an trockenen Standorten und eine sehr niedrige Wurzelgewebedichte an feuchten Standorten zu erreichen, und daher nicht in der Lage sind, eine breite Nischenbreite über den gesamten Standort aufrechtzuerhalten“, schreiben die Autoren.

Die Daten unterstützten keine signifikante positive Korrelation zwischen wichtigen oberirdischen und unterirdischen Maßen, die als grob analog angesehen wurden, wie z. B. spezifische Blattfläche und spezifische Wurzellänge. Die Autoren geben drei Gründe an, warum Analogien zu Blattmerkmalen und Wurzelmerkmalen möglicherweise nicht funktionieren. Erstens verändern die Unterschiede in der Lebensdauer von Wurzeln und Blättern die wirtschaftlichen Berechnungen für die beiden. Zweitens unterscheiden sich die Ressourcenverfügbarkeit und -erschöpfung oberirdisch und unterirdisch grundlegend. Und drittens treten gegensätzliche Angebotsgradienten, wie etwa der Fall, dass steigende Bodenfeuchte mit sinkendem Sauerstoff einhergeht, oberirdisch nicht in gleicher Weise auf.

Dieses neue Verständnis ist wertvoll für die Vorhersage, wie Pflanzen auf Veränderungen in ihrer Bodenumgebung reagieren werden. „Da sich die unterirdische Merkmalsforschung zu dem Grad des Verständnisses entwickelt, das wir für oberirdische Merkmale haben, sind zwei Schritte nach vorne notwendig: Erstens ist es entscheidend, die Wurzelmerkmale zu verfeinern und zu etablieren, die mehr Aufmerksamkeit verdienen, und zweitens ist es entscheidend, die innere Struktur zu verstehen -Artenvariation über mehrere Skalen hinweg“, schreiben die Autoren.