Pflanzen leben meistens Seite an Seite mit anderen Pflanzen. Nachbarn konkurrieren lokal um Licht, Wasser und Bodennährstoffe. Eine einzelne Pflanze kann sich neben Mitgliedern anderer Arten, „Fremden“ ihrer eigenen Art oder ihren eigenen nahen Verwandten (Eltern, Nachkommen oder Geschwistern) wiederfinden. Es gibt zwei Hauptgedanken darüber, wie verwandte Nachbarn aufeinander reagieren sollten: die Auswahl von Verwandten und die Aufteilung in Nischen. Ein Team bei McMaster University in Kanada haben empirische Studien überprüft, die diese Hypothesen testen.

Sippenauswahl sagt voraus, dass Verwandte miteinander kooperieren sollten, zB indem sie weniger um begrenzte Ressourcen konkurrieren. Dies liegt daran, dass Gene, die Eigenschaften oder Verhaltensweisen kodieren, die dazu führen, dass ein Individuum seine nahen Verwandten auf Kosten seiner eigenen Fitness bevorzugt, sich immer noch ausbreiten können, da die Gene wahrscheinlich zwischen diesen verwandten Individuen geteilt werden. Die umgekehrte Ansicht, Nischenaufteilung, ist, dass benachbarte Verwandte im Vergleich zu benachbarten Fremden noch heftiger miteinander konkurrieren werden, weil es mehr Überschneidungen gibt, wie sie auf begrenzte Ressourcen zugreifen und diese nutzen. Dies wird anschaulich auch als „Ellbogenraum“-Hypothese bezeichnet. Ein Beispiel bei Pflanzen ist die Wurzeltiefe, bei der nicht verwandte Individuen eher Ressourcen auf verschiedenen Ebenen im Boden erschließen würden.

Wir können sofort sehen, dass diese beiden Theorien gegensätzliche Ergebnisse vorhersagen, wenn Geschwister Seite an Seite wachsen. Die Sippenauswahl würde vorhersagen, dass Gruppen altruistischer Geschwister besser wachsen sollten als Gruppen von Fremden, während die Nischenaufteilung besagt, dass Gruppen von Fremden, die lokale Ressourcen auf etwas andere Weise nutzen, besser abschneiden sollten. Interessanterweise haben verschiedene Studien zur Sippenkonkurrenz zu unterschiedlichen Ergebnissen geführt. Von den Experimenten, über die in der Übersicht berichtet wurde, fanden die meisten keinen Unterschied in der Leistung von verwandten/nicht verwandten Pflanzenbeständen, neun fanden heraus, dass Gruppen von Geschwistern Gruppen von Fremden übertrafen, und 11 fanden die gegenteilige Situation.

Die Autoren des Übersichtsartikels weisen darauf hin, dass die Reaktionen von Pflanzen auf Verwandte davon abhängen, welche Ressourcen in der Umgebung einer bestimmten Art einschränkend sind. Tatsächlich weisen einige Sanddünenpflanzen, die in wasser- und nährstoffarmen Umgebungen wachsen, ihren feinen Wurzelsystemen mehr Ressourcen zu, wenn sie mit Fremden wachsen, als wenn sie neben Geschwistern wachsen. Eine andere Art (Impatiens pallida), die im Unterholz des Waldes wächst (wo Licht eine limitierende Ressource ist), erhöht die Zuweisung von Ressourcen zu Trieben, wenn sie unter Fremden wächst, verglichen mit der, wenn sie von Geschwistern umgeben ist. Es gibt auch den wichtigen Faktor, ob Pflanzen Verwandte in der Nähe erkennen können. Mehrere Studien haben Wurzel-zu-Wurzel-Wechselwirkungen zwischen Pflanzen nachgewiesen, einschließlich der Erkennung von Fremden/Verwandten innerhalb einer Art. Selbst wenn Verwandte nicht direkt erkannt werden, wenn es wahrscheinlich ist, dass sich eine einzelne Pflanze in unmittelbarer Nähe von Geschwistern befindet (z. B. wenn ihr Samenverteilungsmechanismus dies gewährleistet oder wenn die Umgebung dicht besiedelt ist), die Entwicklung von wahllosem Altruismus gegenüber Nachbarn begünstigt werden könnten.

Insgesamt raten die Autoren den Experimentatoren davon ab, bei allen Pflanzenarten und sogar innerhalb einer Art unter unterschiedlichen Umweltbedingungen die gleiche Reaktion auf die Nähe von Verwandten zu erwarten. Sie kritisieren auch die Prämisse vieler Studien, die entweder nach Verwandtschaftskonkurrenz oder Verwandtschaftskooperation suchten, und argumentieren, dass die Realität der Wechselwirkungen zwischen Pflanzen komplexer ist. Den vollständigen Artikel finden Sie unter: http://rspb.royalsocietypublishing.org/content/279/1727/209.short

Bild: Wettbewerbsumfeld: ein dichter Bestand von Springkraut (Impatiens glandulifera). Foto von Cathy Shields

Literaturhinweis

Akte AL, Murphy GP & Dudley SA (2011). Fitnessfolgen von Pflanzen, die mit Geschwistern wachsen: Vereinbarkeit von Sippenauswahl, Nischeneinteilung und Wettbewerbsfähigkeit,

(1727) 209-218. DOI: 10.1098 / rspb.2011.1995