Die südwestliche Spitze des afrikanischen Kontinents beherbergt eine einzigartige und außergewöhnlich reiche Flora. Es umfasst die Cape Floristic Region (CFR) und die Succulent Karoo Region, die zusammen die als Greater CFR bekannte Winterregenregion bilden. Beide Gebiete gelten als wichtige Zentren der Pflanzenvielfalt und des Endemismus. Diese Region beherbergt etwa 9000 Pflanzenarten auf einer Fläche von ca. 90 000 km2 – ein solcher Artenreichtum ist bemerkenswert und vergleichbar mit neotropischen Floren. Das Sukkulenten-Karoo-Biom ist die einzige trockene Region der Welt, die als Biodiversitäts-Hotspot identifiziert wurde. Ein faszinierendes Merkmal der Kapflora ist die erhöhte Diversifizierung einer begrenzten Anzahl von Pflanzenlinien; 50 % der Artenvielfalt des CFR sind auf nur 33 Strahlungsereignisse zurückzuführen. Molekulare Datierungen haben gezeigt, dass die meisten modernen Arten der Kapflora trotz erheblicher Altersunterschiede dieser 33 Abstammungslinien neu sind und sich während des Plio-Pleistozäns entwickelt haben.
Die Gattung Sauerklee (Oxalidaceae) ist ein wichtiger Bestandteil der südafrikanischen Flora, die im Greater CFR stark verstrahlt wurde. Die neueste Checkliste erkennt 195 einheimische Arten (plus fast 50 Varietäten) an, und im letzten Jahrzehnt wurden mehrere neue Arten beschrieben. Alle einheimischen südafrikanischen Taxa überleben ungünstige Perioden als unterirdische Zwiebeln, wobei das Wachstum auf Perioden beschränkt ist, in denen Temperatur- und Feuchtigkeitsregime geeignete Bedingungen bieten (normalerweise im Winter und Frühling).
Die herkömmliche Bestimmung der Chromosomenzahl ist zeit- und arbeitsintensiv, was die Analyse großer Populationsstichproben ausschließt. Die Kenntnis der genauen Chromosomenzahl ist jedoch nicht immer erforderlich, da sie durch die Schätzung des Ploidieniveaus ersetzt werden kann, vorausgesetzt, dass individuelle DNA-Ploidieniveaus durch Chromosomenzählungen bestätigt werden. Eine neue Studie in Annals of Botany verwendet DNA-Durchflusszytometrie, ergänzt durch herkömmliche Chromosomenzählungen, um die Ploidievariation bei einem weit verbreiteten Mitglied dieser wichtigen geophytischen CFR-Gattung (Oxalis stumpf). Diese Studie stellt die umfassendste Untersuchung der Ploidie-Variation bei allen Pflanzenarten dar, die im Greater CFR heimisch sind. Es findet eine überraschende Bandbreite an Ploidiegraden bei diesem weit verbreiteten Mitglied der geophytischen Gattung Sauerklee. Es wurde auch festgestellt, dass die Verteilung der Zytotypen mit Vegetationstypen, klimatischen Parametern und der Geographie zusammenhängt.
Hohe Ploidiediversität und ausgeprägte Zytotypenverteilungsmuster bei einer weit verbreiteten Oxalis-Art in der Kapflora-Region. Ann Bot (2013) 111 (4): 641-649. doi: 10.1093/aob/mct030
Die Genomverdopplung ist weithin als eine wichtige Kraft in der Evolution von Angiospermen anerkannt, obwohl das Auftreten von Polyploidie in verschiedenen Floren dramatisch variieren kann. Die Greater Cape Floristic Region im südlichen Afrika ist einer der Biodiversitäts-Hotspots der Welt und gilt als arm an Polyploiden. Um diese Annahme zu testen, wurde die Ploidie-Variation in einem weit verbreiteten Mitglied der größten geophytischen Gattung in der Kapflora bewertet: Oxalis stumpf.
DNA-Durchflusszytometrie, ergänzt durch bestätigende Chromosomenzählungen, wurde verwendet, um Ploidiegrade in 355 Populationen von O. obtusa (1014 Individuen) über das gesamte Verbreitungsgebiet hinweg zu bestimmen. Die ökologische Differenzierung zwischen den Zytotypen wurde getestet, indem Sätze von Vegetations- und Klimavariablen verglichen wurden, die für jeden Ort extrahiert wurden.
Drei Majoritäts- (2x, 4x, 6x) und drei Minoritäts- (3x, 5x, 8x) Zytotypen wurden in situ nachgewiesen, zusätzlich zu einem heptaploiden Individuum, das aus einem botanischen Garten stammte. Während Populationen mit einem einzigen Zytotyp vorherrschen, wurden auch 12 Populationen mit gemischter Ploidie gefunden. Das Gesamtmuster der Verteilung des Ploidieniveaus ist ziemlich komplex, aber es wurde eine gewisse ökologische Segregation beobachtet. Hexaploide sind der häufigste Zytotyp und dominieren im Fynbos-Biom. Im Gegensatz dazu dominieren Tetraploide im Sukkulenten-Karoo-Biom. Niederschlagsparameter wurden als die wichtigsten klimatischen Variablen im Zusammenhang mit der Zytotypverteilung identifiziert.
Obwohl es verfrüht wäre, Verallgemeinerungen über die Rolle der Genomduplikation bei der Genese der Hyperdiversität der Kapflora anzustellen, ist die beträchtliche und unerwartete Ploidiediversität in Oxalis stumpf ist im Vergleich zu allen anderen zytologisch bekannten einheimischen Kap-Pflanzenarten beispiellos. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Ploidie-Variation in der Florenregion Greater Cape viel größer sein könnte als derzeit angenommen, was angesichts der dokumentierten Rolle der Polyploidie bei der Artbildung direkte Auswirkungen auf die Strahlungshypothesen in diesem Biodiversitäts-Hotspot hat.
