Hitzewellen werden immer häufiger und intensiver und stellen eine ernste Bedrohung für die Fortpflanzung von Pflanzen dar. Eine aktuelle Studie von Rosenberger und Kollegen, veröffentlicht in AoB PLANTS, zeigt die Auswirkungen extremer Hitze auf die Fruchtbarkeit von Pflanzen. Anhand von Rapspflanzen fanden sie heraus, dass Hitzestress reduziert die Pollenproduktion, Lebensfähigkeit und Samenbildung erheblich. Diese Erkenntnisse haben Auswirkungen sowohl auf die Landwirtschaft als auch auf wilde Pflanzenpopulationen und unterstreichen die dringende Notwendigkeit, die Auswirkungen des Klimawandels auf die Pflanzenreproduktion zu verstehen.
Die Autoren fanden heraus, dass Hitzestress die Überlebensrate von Pollenschläuchen um bis zu 77 % und die Samenproduktion um erstaunliche 87 % reduzierte. Überraschenderweise verschwanden durch extreme Hitze die üblichen Qualitätsunterschiede zwischen Fremd- und Selbstbestäubung. Diese Erkenntnisse deuten darauf hin, dass Hitzewellen sowohl die Pollenmenge als auch die Pollenqualität stark beeinträchtigen, möglicherweise die Paarungssysteme der Pflanzen stören und den Fortpflanzungserfolg sowohl bei landwirtschaftlichen als auch bei wilden Pflanzenpopulationen einschränken.
Die Forscher identifizierten den Schaden, den Hitzewellen anrichten, indem sie Brassica napus (Raps-)Pflanzen während der Blüte 35 Stunden lang simulierten Hitzewellen von 72 °C ausgesetzt. Anschließend führten sie Handbestäubungsexperimente mit sowohl Fremd- als auch Eigenpollen von Pflanzen unter denselben Temperaturbedingungen durch. Das Team maß wichtige reproduktive Kennzahlen, darunter Wachstum der Pollenschläuche, Pollenproduktion und Samenansatz. Durch den Vergleich hitzegestresster Pflanzen mit solchen, die unter normalen Temperaturen gewachsen waren, konnten sie die Auswirkungen extremer Hitze auf verschiedene Aspekte der Pflanzenreproduktion erkennen.
Die Studie untersucht sowohl die Pollenmenge als auch die Pollenqualität. Indem sie zeigt, wie extreme Hitze die Paarungssysteme von Pflanzen stört, unterstreicht die Forschung die dringende Notwendigkeit, die Auswirkungen steigender Temperaturen auf die Pflanzenreproduktion zu verstehen und abzumildern.
Unsere Ergebnisse und Erweiterungen des Pollenbegrenzungsrahmens sind umsichtig, da sie Erwartungen darüber aufwerfen, wie sich die Paarungsumgebung der Pflanzen (aus Sicht der Pflanzen) während Hitzewellen verändern könnte. Tatsächlich überschnitten sich die jüngsten intensiven Hitzewellen mit der Blütezeit wichtiger landwirtschaftlicher Nutzpflanzen in verschiedenen Weltregionen, was verheerende Auswirkungen auf die Ernte hatte…
Rosenberger, NM, Hemberger, JA, & Williams, NM (2024). Hitzewellen verschärfen die Pollenlimitierung durch Verringerung der Pollenproduktion und der Pollenvitalität. AoB PLANTS, plae045, https://doi.org/10.1093/aobpla/plae045
