Bischof et al. habe ein neues Papier in JXB, Erhöhte Temperaturen führen bei der insektenbestäubten Hülsenfrucht, Ackerbohne (Vicia faba). Ich habe es erst bemerkt @ReadingUrbPolls twitterte die Grafik unten von @jakekologe, die eine kurze Zusammenfassung gibt – obwohl das Papier wie die Bienen, die es untersucht, einen Stachel im Schwanz hat.

Reaktion der Ackerbohne auf Hitzestress
Bild von Bishop, Jones, O'Sullivan und Potts.

Das Problem Bischof et al. sehen ist, dass der Klimawandel Auswirkungen auf die Bestäubung haben wird. Ein kleiner Temperaturanstieg klingt nicht so schädlich, aber das ist ein durchschnittlicher Anstieg. Was den Durchschnitt in die Höhe treibt, sind Extremereignisse, von denen die Autoren betonen, dass sie stärker, länger und häufiger werden. Wenn wir wissen wollen, mit welchen Nutzpflanzen es in den kommenden Jahren zu tun haben wird, müssen wir mehr über die Reaktion der Pflanzen auf extremes Wetter, insbesondere Hitzewellen, wissen. Wie sollen die Pflanzen bestäuben?

Bischof et al. weisen Sie darauf hin, dass dazu einige Untersuchungen durchgeführt wurden. Sie zeigen auf Koike et al.'s jüngste Veröffentlichung in Plant Production Science und die etwas älteren Papier in Annals of Botany über wilde Petunien von Munguía-Rosas et al. Diese Papiere zeigen, dass Pflanzen sich in geschlossenen Blüten selbst bestäuben können, die schattiger sein sollten. Wenn es Selbstbestäubung gibt, werden Pflanzen mit der Hitze fertig, indem sie die Probleme der Welt ignorieren und ihr eigenes Ding machen. Welcher Bischof et al. herausgefunden haben, dass für die Ackerbohne das Gegenteil gilt, Vicia faba (auch Ackerbohne oder Ackerbohne).

Die Art und Weise, wie sie die Auskreuzung von Pollen verfolgten, war elegant. Sie verwendeten zwei Bohnensorten, Wizard und Buzz. Sie haben die gleiche Art von Blumen und die gleichen Umweltbedürfnisse, aber sie unterscheiden sich in einem wesentlichen Punkt. Sie müssen ihnen in die Augen schauen, oder Hilum.

Wizard hat einen weißen Hilus, aber die Gene, die dies verursachen, sind rezessiv, also muss Wizard zwei weiße Gene haben. Buzz ist das Gegenteil. Es hat einen schwarzen Hilum. Wichtig ist, dass das schwarze Gen ist dominant, und Buzz hat zwei schwarze Allele. Wenn also ein Wizard mit einer Buzz-Pflanze ausgekreuzt wird, dann würde die Wizard-Pflanze Bohnen mit einem schwarzen Hilum produzieren. Es bedeutet, dass Sie immer noch weiße Bohnen haben, wenn sich ein Zauberer mit einem anderen Zauberer auskreuzt, also ist es keine perfekte Methode, um die Auskreuzung zu messen, aber es ist einfach zu messen und gut genug für die Zwecke des Experiments.

Also nahmen sie die Wizard-Pflanzen und bauten sie an. Einige waren unter kontrollierten Bedingungen, während andere bei 10 °C höheren Temperaturen schwelten. Sie wurden dann entweder in Flugkäfige oder ein paar Versuchsparzellen gebracht und die Bienen freigelassen, um zu sehen, was passierte. Sie führten auch Experimente mit den ausgeschlossenen Bestäubern durch, um zu überprüfen, ob die Auskreuzung nicht auf andere Weise stattgefunden hat, und Sie können das Ergebnis unten sehen.

Anteil der ausgekreuzten Nachkommen in Flugkäfig- (A) und Feldversuchen (B).
Anteil der fremdbefruchteten Nachkommen in Flugkäfig- (A) und Feldversuchen (B). Die Daten aus den Flugkäfigversuchen wurden für jede Kombination aus Flugkäfig und Kabine zusammengefasst (40 Datenpunkte), während die Daten aus den Feldversuchen auf Einzelpflanzenebene dargestellt sind. Abbildung: Bishop et al.

Was ist da los?

In allen Fällen war es mehr Auskreuzung von Pollen, obwohl die Autoren anmerken, dass die Ergebnisse bei Sonning nicht signifikant waren. Was zu passieren scheint, ist, dass Hitze Pollen schädigt. sodass die Selbstbestäubung erschwert wird. In dieser Situation hat der ankommende Pollen einen Fortpflanzungsvorteil, da er ihn befruchten kann Samenanlage schneller als seine gestressten Konkurrenten. Wenn gesunder Pollen hereinkommt, wird der Genpool stärker durcheinandergewirbelt, sodass es mehr Möglichkeiten gibt, Hitzeresistenz zu entwickeln und die Erträge wiederherzustellen. Das klingt nach einer guten Nachricht für den Klimawandel, der die Pflanzenentwicklung effektiv fördert, aber es gibt zwei weitere Faktoren, die man a nennt „Lose-Lose“-Szenario.

Erstens, wenn Pflanzen bekommen Hitzestress, sie sind gestresst. Eine gestresste Pflanze ist eine weniger produktive Pflanze. Die Auskreuzung zeigt, dass es Möglichkeiten gibt, sich zu erholen, aber das bedeutet immer noch nicht, dass es eine gute Idee ist, Ihre Pflanzen zu betonen. Die Autoren stellen fest, dass bei sinkenden Erträgen die übliche Reaktion darin besteht, die Produktion zu intensivieren, und hier liegt der Haken.

Die Intensivierung der Produktion kann katastrophale Folgen für Bestäuber haben, ebenso wie die klimatischen Bedingungen dazu führen, dass Sie mehr als zuvor auf sie angewiesen sind. Wenn die Pflanzen unter Hitzestress leiden, ist es unwahrscheinlich, dass Ihre Bestäuber vollkommen zufrieden sind. Die Reduzierung der Nistmöglichkeiten für Insekten, wenn Sie sie zum Arbeiten benötigen, ist eindeutig eine sehr schlechte Idee.

Die Schlussfolgerung, dass Bischof et al. kommen zu ist dieser Schutz für Bestäuberdienste müssen ein wesentlicher Bestandteil jeder Reaktion auf sinkende Erträge nach extremen Wetterereignissen sein. Es stimmt also, dass die Sonne Pflanzen dazu bringen könnte, besseren Sex zu haben, aber es wird eine Menge Arbeit erfordern, um sicherzustellen, dass dies auch weiterhin geschieht.