Eine aktuelle Studie von Charlotte Møller und Kollegen, veröffentlicht in der Annals of Botany deckt auf, wie Unterholzkräuter des Waldes passen sich durch intraindividuelle Variation an den Klimawandel an, wodurch sie Umweltveränderungen wie wärmere Temperaturen, häufigere Dürren und frühere Beschattung des Waldbodens bewältigen können.

Die Forscher untersuchten das Waldunterholzkraut Galium odoratum, Waldmeister, in 21 Populationen in drei Regionen Deutschlands, wo die Pflanzen unterschiedlichen mikroklimatischen Bedingungen ausgesetzt waren. Das Team verpflanzte diese Pflanzen in einen gemeinsamen Garten und unterzog sie Beschattungs- und Dürrebehandlungen, wobei die Pflanzenhöhe und Blattgröße gemessen wurden, um die zu bestimmen Variationskoeffizient (CV) auf verschiedenen Hierarchieebenen.

Ein Diagramm in Form eines Dreiecks, das oben die Intra-Shoot-Variation zeigt, gefolgt von der Intra-Ramet-Variation darunter. Die Schattierung zeigt an, dass es sich um eine intra-individuelle Variation handelt und die anderen Elemente um eine inter-individuelle Variation. Dies sind die Intra-Gen-Variation und schließlich die Intra-Populations-Variation.
Schematische Darstellung der hierarchischen Organisationsebenen von Galium odoratum. Quelle: Møller et al. 2023

Die Ergebnisse zeigten, dass der größte Teil der gesamten Variation auf der Intra-Shoot-CV-Ebene auftrat, gefolgt von Intra-Shoot-CV-Ebene.Ramet LEBENSLAUF. Die Studie ergab auch, dass die Bodentemperatur am Ursprung der Pflanzen negativ mit dem CV in der Pflanzenhöhe korrelierte, was darauf hindeutet, dass die intra-individuelle Variation zumindest teilweise genetisch bedingt ist und adaptiv sein kann.

Eine frühe Schattenexposition führte zu einem erhöhten CV in der Blattlänge innerhalb des Ramets, während Trockenheit den CV in der Blattbreite innerhalb des Triebs verringerte. Die mittlere Blattbreite und der CV innerhalb des Triebs waren unter Kontrollbedingungen unabhängig, korrelierten jedoch unter Trockenheit. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass intra-individuelle Variation Pflanzen dabei hilft, plastisch auf Trockenheit und Beschattung zu reagieren, wodurch sie die Lichtaufnahme optimieren und die Evapotranspiration reduzieren können.

Die Studie steht im Einklang mit anderen Untersuchungen, die dies zeigen Auch die Fortpflanzungseigenschaften der Pflanzen werden bei schwierigem Wetter variabler. Andere Forschung hat sich umgesehen genetisch und epigenetische Faktoren. Es war ein Rätsel, den Einfluss der verschiedenen Faktoren auseinanderzuhalten. Møller und Kollegen schreiben in ihrer Arbeit:

Diese experimentelle Studie mit G. odoratum Als Modellart zeigte sich, dass (1) die Variation innerhalb des Triebs, die die niedrigste hierarchische Ebene in unserem System darstellt, die überwiegende Mehrheit der gesamten Blattmerkmalsvariation in den Populationen erklärt, gefolgt von der Variation innerhalb des Ramets – diese beiden Ebenen repräsentieren die intra-individuelle Variation, und unsere Ergebnisse bestätigen somit, dass die intraindividuelle Variation die interindividuelle Variation übersteigen kann, wie zuvor beobachtet wurde (Herrera, 2017); (2) interindividuelle und intraindividuelle Merkmalsvariationen auf unterschiedlichen Skalen sind teilweise genetisch bedingt; (3) diese Variation könnte das Ergebnis einer Selektion durch mikroklimatische Bedingungen in den Herkunftspopulationen gewesen sein; (4) Intra-Spross- und Intra-Ramet-Variationen in Blattmerkmalen variieren unter induzierter Dürre und früher Beschattung; und (5) Dürre führte auch zu einer abhängigen Beziehung zwischen der mittleren Blattgröße und der intra-individuellen Variation der Blattgröße.

Møller et al. 2023

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Møller, C., March-Salas, M., Kuppler, J., De Frenne, P. und Scheepens, JF (2023) „Intraindividuelle Variation in Galium odoratum ist von experimenteller Trockenheit und Beschattung betroffen" Annals of Botany, 131(3), S. 411–422. Verfügbar um: https://doi.org/10.1093/aob/mcac148.