Der Vergleich von Pflanzen derselben Art, die in überfluteten und nicht überfluteten Ökosystemen gedeihen, kann helfen, das Zusammenspiel zwischen natürlicher Selektion, Pflanzenplastizität und Stressanpassung zu verdeutlichen. Genipa Americana L. (Rubiaceae) und Guazuma ulmifolia Lam. (Malvaceae) sind zwei Baumarten, die in der neotropischen Region Brasiliens weit verbreitet sind und dafür bekannt sind, lange Überschwemmungsperioden zu tolerieren. Beide Arten kommen häufig in den Überschwemmungswäldern des zentralen Amazonas in Nordbrasilien vor, kommen aber auch in den saisonal trockenen Hochlandsavannen in Zentralbrasilien vor. Die Hochwassertoleranz würde in Savannenpopulationen dieser Arten wahrscheinlich keine große Rolle spielen, da die Savannen Zentralbrasiliens meist mit tiefen, gut durchlässigen, nährstoffarmen Böden assoziiert sind. Durch den Vergleich der Reaktionen von Samen und Sämlingen auf Überschwemmungen aus diesen beiden Quellen, Pires et al. zielte darauf ab, Erkenntnisse über die phänotypische Plastizität und die adaptive Evolution von Merkmalen im Zusammenhang mit der Hochwassertoleranz bei diesen beiden Arten zu gewinnen.
In ihrer in AoBP veröffentlichten Studie Pires et al. verglichen Antworten von Samen und Sämlingen von G. Americana und G. ulmifolia bis hin zu Staunässe oder vollständigem Untertauchen des Substrats. Drei Monate alte Auen- und Savannensämlinge beider Arten überlebten 30 Tage Staunässe oder Untertauchen trotz erheblicher Hemmung der Biomasse. Untertauchen löste in beiden Populationen Chlorose und Blattabszission aus G. ulmifolia während Staunässe dies nur bei Savannensämlingen tat. Während 30 Tagen erneuter Exposition gegenüber nicht überfluteten Bedingungen, G. ulmifolia Pflanzen, die ihre Blätter verloren hatten, erzeugten einen Ersatzspülgang (sie erreichten jedoch nur die Hälfte der Pflanzentrockenmasse von nicht gefluteten Pflanzen). Sowohl untergetaucht als auch im Wasser G. Americana ihre Blätter behalten. Folglich wurde die Pflanzentrockenmasse nach 30 Tagen Erholung durch diese Belastungen weniger beeinträchtigt als in G. ulmifoliaDie Keimung wurde durch Überschwemmungen in der Savanne gehemmt. G. Americana Samen, die jedoch in Auenpflanzen gefördert werden. Trotz eines gewissen Leistungsverlusts bei Trockenlandpflanzen wiesen beide Arten sowohl in Feucht- als auch in Trockenlandpopulationen Merkmale der Überschwemmungstoleranz auf. Diese Merkmale sind Teil eines allgemeinen Stressreaktionspotenzials, das eine flexible Anpassung an lokal überschwemmte Bedingungen ermöglicht.
Forscher-Highlight
Cristiane Silva Ferreira erwarb 2000 einen BSc in Biowissenschaften an der Federal University of Para. 2007 promovierte sie in Botanik unter der Leitung von Professor Maria Teresa Fernandez Piedade am National Institute for Amazonian Research. Cristiane hat derzeit eine Professur an der Universität von Brasilia inne.
Cristiane ist eine Pflanzenökophysiologin, die sich für die Untersuchung von Merkmalen und Mechanismen im Zusammenhang mit der Hochwassertoleranz interessiert, mit Schwerpunkt auf Keimungs- und Sämlingsphasen. Sie hat intensiv mit Arten aus Amazonas-Auenwäldern gearbeitet, wo Pflanzen längeren Überschwemmungsperioden und großen Schwankungen des Wasserspiegels ausgesetzt sind, die 10 m oder mehr schwanken können.
