Die Reaktionen auf Artenebene auf Umweltveränderungen hängen von den kollektiven Reaktionen ihrer einzelnen Populationen und dem Grad ab, in dem diese Populationen auf lokale Bedingungen spezialisiert sind. Thermische Toleranzgrenzen bei Farnen sind nach wie vor kaum bekannt, und noch weniger ist über diese Grenzen auf Populationsebene bekannt. Da es sich um die zweitgrößte Gruppe von Gefäßlandpflanzen handelt, hinterlässt dies eine große Lücke in unserem Verständnis darüber, wie heutige Pflanzenarten auf erhöhte Temperaturen reagieren werden, die in Zukunft auftreten werden.
In einem kürzlich in AoBP veröffentlichten Editor's Choice-Artikel konzentrieren sich Chambers & Emery auf die thermische Toleranz der Farnarten Vittaria Appalachen, endemisch in Felsunterkünften der Appalachen in Nordamerika. Populationen von V. Appalachen Farne besiedeln Felsunterstände vom nördlichen Alabama bis zum südwestlichen New York und erstrecken sich über insgesamt 9° Breitengrad. Obwohl diese Felsunterstände die Populationen vor Temperaturschwankungen schützen, führt die Breitengradverteilung dazu, dass sie unterschiedlichen durchschnittlichen Temperaturbedingungen ausgesetzt sind. In dieser Studie testeten Chambers & Emery die Hypothese, dass die zuvor festgestellte Populationsdifferenzierung bei einer Farnart auf Unterschiede in den thermischen Leistungskurven der Populationen zurückzuführen ist. Pflanzen aus sechs Populationen, die das gesamte Verbreitungsgebiet der Art abdecken, wurden gesammelt und zehn verschiedenen Temperaturen ausgesetzt. Überlebensrate, Lebensdauer und die Veränderung der photosynthetisch aktiven Fläche wurden in Abhängigkeit von Temperatur, Ausgangspopulation und deren Wechselwirkung analysiert. Die Ergebnisse zeigten, dass die thermischen Toleranzgrenzen aller Populationen relativ konstant sind und weitgehend mit den im Freiland beobachteten Werten übereinstimmen. Dies lässt wenig Spielraum für Anpassung und Toleranz gegenüber zukünftig steigenden Temperaturen. Für den Erhalt dieser Art und anderer Arten, die in ihrer Ausbreitung eingeschränkt sind, sich asexuell fortpflanzen und physiologisch empfindlich auf das Klima reagieren, werden wahrscheinlich Techniken der assistierten Migration erforderlich sein, die die Besiedlung geeigneter Lebensräume erleichtern würden, die durch den Klimawandel entstehen.
Forscher-Highlight
Sally Chambers promovierte 2014 in Ökologie und Evolutionsbiologie an der Purdue University unter der Leitung von Dr. Nancy Emery. Anschließend arbeitete sie drei Jahre als Postdoktorandin an der University of Florida im Labor von Dr. Emily Sessa. 2017 wurde Sally als Forschungsbotanikerin in den Marie Selby Botanical Gardens in Sarasota, Florida, eingestellt, wo sie derzeit arbeitet.
Sally interessiert sich für die Verbreitungsmuster von Pflanzenarten und ihre Reaktionen auf den globalen Klimawandel. Sie nutzt eine Vielzahl von Werkzeugen, um ihre Forschungsfragen zu beantworten, darunter moderne Molekular- und Modellierungstechniken sowie klassische Feld- und Manipulationsexperimente. Der größte Teil ihrer Forschung konzentriert sich auf die rätselhaften und oft wenig erforschten Gefäßpflanzen, die Farne.
