Polyploidie (Duplikation des gesamten Genoms) ist einer der wichtigsten Prozesse in der Pflanzenevolution. Die meisten Landpflanzen haben eine Evolutionsgeschichte, die mehrere Polyploidisierungsereignisse umfasst. Allopolyploidie, Hybridisierung gekoppelt mit Duplikation des gesamten Genoms, wird oft als die primäre Quelle erfolgreicher polyploider Pflanzenlinien angesehen. Es wurde angenommen, dass die Prävalenz der Allopolyploidie auf die damit verbundene Zunahme der Pflanzenvitalität und damit auf die Wettbewerbsfähigkeit und in einigen Fällen auf die Invasivität zurückzuführen ist. Diese Hypothese wurde jedoch nicht experimentell untersucht.

In einer kürzlich veröffentlichten Studie in AoBP, Welles und Ellstrand verwendeten einen gemeinsamen Gartenansatz, um die Fitness von drei Arten der Russischen Distel zu vergleichen – einer allopolyploiden Neospezies, Salsola Ryanii, und seine Vorfahren, S. tragus und S. australis. Die Ergebnisse der zweijährigen Studie zeigten Unterstützung für die Hypothese, dass der Erfolg allopolyploider Abstammungslinien mit einer Zunahme der Pflanzenvitalität verbunden ist. Sowohl die oberirdische Pflanzenmasse als auch das Volumen wurden erhöht S. Ryanii im Vergleich zu seinen Vorfahren. Da einer der Vorläufer eine problematische invasive Art ist, die Tumbleweeds bildet, stellen die Autoren dies fest S. Ryanii kann auch problematisch sein. Sie schließen mit der Feststellung, dass ihre Studie beginnt, die Lücke im Verständnis der phänotypischen Evolution während eines allopolyploiden Artbildungsereignisses zu schließen. Weitere gemeinsame Gartenexperimente mit anderen neu gebildeten allopolyploiden Arten und ihren Vorfahren werden helfen festzustellen, ob die Ergebnisse dieser Studie für alle allopolyploiden repräsentativ sind.

Forscher-Highlight

Shana Welles promovierte 2015 in Pflanzenbiologie an der University of California, Riverside. Shana ist derzeit Postdoktorandin der Grand Challenges Initiative an der Chapman University. In dieser Rolle führt Shana Forschungen zur Evolutionsökologie invasiver Pflanzen durch, unterrichtet Naturwissenschaftsstudenten im ersten und zweiten Jahr, in denen sie kritisches Denken und Problemlösungsfähigkeiten entwickeln, und betreut Studenten im Grundstudium in unabhängigen Forschungsprojekten.

Shanas Forschung konzentriert sich darauf, zu verstehen, wie sich invasive Pflanzen in ihrem befallenen Verbreitungsgebiet entwickeln. Ihre Forschung kombiniert Genomik mit merkmalsbasierten Ansätzen, um ganzheitlich zu verstehen, wie sich invasive Pflanzen entwickeln.