Das Verständnis und die Vorhersage der Reaktion von Pflanzenarten auf Klimaschwankungen ist eine der obersten Prioritäten der aktuellen Biodiversitätsforschung, da die Erhaltung und Bewirtschaftung natürlicher Ressourcen und der Biodiversität von entscheidender Bedeutung ist. Klimaschwankungen sind kein neues Phänomen. Pflanzen haben seit ihrer Entstehung auf den globalen, regionalen und lokalen Klimawandel durch Migration und/oder Anpassung reagiert. Eine langsame und/oder geringe Reaktion auf den Klimawandel (z. B. langsame Migrationsrate) wiederum erhöht die Wahrscheinlichkeit eines lokalen oder globalen Aussterbens. Durch die Konstruktion der räumlich-zeitlichen Dynamik der pflanzlichen Reaktion auf den Klimawandel aus der Vergangenheit kann es möglich sein, unsere Fähigkeit zu verbessern, zukünftige Veränderungen in der Reichweite und Verteilung von Arten und ihrer genetischen Vielfalt vorherzusagen. Geringe Diversität trifft auf eine hohe Geschwindigkeit des Klimawandels.
Kürzlich haben Forscher versucht, die Reaktion von Pflanzen auf Klimaveränderungen auf mikroevolutionärer Ebene zu entwirren, indem sie Artenverteilungsmodelle und statistische Phylogeographie integriert haben. Die Kombination dieser beiden Techniken wird nicht nur ihre individuellen Einschränkungen überwinden, sondern auch unser Verständnis der beteiligten räumlich-zeitlichen Bevölkerungsdynamik verbessern.
Ein kürzlich erschienener Artikel in Annals of Botany verwendet Artenverteilungsmodelle und populationsgenetische Analysen, um zu beurteilen, wie Asplenium Fontanum, eine Farnart mit hoher Migrationsfähigkeit, hat auf Umweltveränderungen seit der letzten Eiszeit reagiert und mögliche zukünftige Auswirkungen der globalen Erwärmung vorhergesagt. Die Ergebnisse zeigen die Bedeutung klimatisch stabiler Gebiete für die Aufrechterhaltung von Populationen und die Akkumulation genetischer Vielfalt und weisen darauf hin, dass solche Gebiete in zukünftigen Szenarien des Klimawandels vom Aussterben bedroht sind, was zu einem möglichen dauerhaften Verlust historischer genetischer Variationen führen kann.
Bystriakova, N., Ansell, SW, Russell, SJ, Grundmann, M., Vogel, JC und Schneider, H. Gegenwart, Vergangenheit und Zukunft des europäischen Felsenfarns Asplenium Fontanum: Kombination von Verteilungsmodellierung und Populationsgenetik zur Untersuchung der Wirkung des Klimawandels auf geografische Reichweite und genetische Vielfalt. (2014) Annals of Botany, 113 (3), 453-465.
Der Klimawandel wird voraussichtlich die Verbreitung vieler Pflanzenarten dramatisch verändern. Die Vorhersage dieser Reaktion ist entscheidend für den Erhalt pflanzlicher Ressourcen und die Bekämpfung invasiver Arten. Ziel dieser Studie war es, die Reaktion homosporer Farne gemäßigter Breiten auf den Klimawandel vorherzusagen. Genetische Diversität und Veränderungen des Verbreitungsgebiets wurden für den diploiden Felsenfarn Asplenium fontanum entlang eines Süd-Nord-Transekts untersucht, der sich von seinen vermuteten Refugien während des letzten glazialen Maximums (LGM) in Südfrankreich bis nach Süddeutschland und Ostzentralfrankreich erstreckt. Diese Studie bringt Beobachtungen aus Verbreitungsmodellen und phylogeografischen Analysen, die auf der plastidären und nukleären Diversität basieren, in Einklang. Die Verteilung der genetischen Diversität und die Nischenmodellierung legen nahe, dass sich die genetische Diversität im LGM-Klimarefugium in Südfrankreich anhäuft und ein Diversitätsgradient entsteht, der eine langsame Ausbreitung nach dem LGM hin zum heutigen Verbreitungsgebiet widerspiegelt. Die Ergebnisse stützen die Annahme, dass der Farn Fremdbestäubung bevorzugt, und widersprechen damit der Erwartung, dass homospore Farne neue Standorte durch Einzelsporenbesiedlung besiedeln würden. Die Vorhersage von Klima- und Verbreitungsgebietsänderungen deutet auf einen möglichen dramatischen Verlust an Verbreitungsgebiet und genetischer Vielfalt bei diesem Farn hin. Die beobachtete Migration lässt sich am besten durch das Phalanx-Expansionsmodell beschreiben. Die Ergebnisse legen nahe, dass homospore Farne, die sich bevorzugt durch Fremdbestäubung fortpflanzen, genetische Vielfalt vor allem in Klimarefugien des Letzten Glazialen Maximums (LGM) ansammeln und bedroht sein könnten, wenn diese Gebiete durch den globalen Klimawandel verschwinden.
