Wie ich kürzlich besprochen habe zu Botany One Im Zusammenhang mit der Epigenetik berücksichtigen Studien von Ökosystemen häufig ausführlich die Variation zwischen Arten, untersuchen jedoch seltener die Auswirkungen der Variation innerhalb der Arten (intraspezifische Variation). Wenn die intraspezifische Variation berücksichtigt wird, werden Variationen, die aufgrund des Alters oder unterschiedlicher Entwicklungsstadien auftreten können, selten berücksichtigt. In ihrer jüngsten Veröffentlichung in Annals of Botany, Jennifer Funk und Kollegen untersuchen, wie Merkmalsvariation in der kalifornischen Beifußbürste Artemisia californica korreliert im Vergleich zum Pflanzenalter im Vergleich zu einem Umweltfaktor (Wasserverfügbarkeit). Die Ergebnisse, die sie hervorbringen, verbessern unser Verständnis der selten untersuchten Frage, wie sich Pflanzenmerkmale mit dem Alter verändern können, und heben einige der Schwierigkeiten hervor, denen man gegenübersteht, wenn man versucht, die komplexen Wechselwirkungen in natürlichen Ökosystemen zu verstehen.

Funk und Kollegen messen Blattphysiologie und morphologische Merkmale von Artemisia californica, sowie Maße für die Pflanzenleistung, wie die Länge des Blütenstiels als Indikator für den Blühaufwand und die Kronenabmessungen. Sie beziehen diese auf das Pflanzenalter und die Wasserverfügbarkeit. Die Autoren verwenden diese Daten, um drei Fragen zu beantworten. Die erste dieser Fragen lautet: Wie ändern sich die gemessenen Blattmerkmale mit dem Alter und der Wasserverfügbarkeit?

Die von Funk und Kollegen gesammelten Ergebnisse zeigen, dass sowohl eine verringerte Wasserverfügbarkeit als auch ein höheres Alter mit Merkmalen assoziiert waren, die auf einen konservativeren Umgang mit Ressourcen hinweisen. Dazu gehören eine große Blattmassefläche, aber ein niedriger Blattstickstoff und eine geringe photosynthetische Funktion. Die Korrelation war besonders stark zwischen diesen konservativen Merkmalen und erhöhtem Alter. Der Autor stellt fest, dass ein konservativerer Umgang mit Ressourcen insbesondere nach dem ersten Wachstumsjahr, dem Zeitpunkt, an dem die Ressourcen eingesetzt werden Artemisia californica gilt als ausgereift.

Die zweite Frage, die die Autoren stellen, ist, ob eine Änderung der Wasserverfügbarkeit die Merkmale und das Wachstum älterer Pflanzen stärker beeinflusst? Die Ergebnisse der Studie deuten darauf hin, dass die Wasserverfügbarkeit im Vergleich zu älteren Pflanzen eine größere Fähigkeit zur Erzeugung von Merkmalsvariationen bei jüngeren Pflanzen hat, was ein Szenario unterstützt, in dem jüngere Pflanzen, die sich etablieren wollen, eine größere Wachstumsplastizität aufweisen, die sich an möglicherweise variable Bedingungen anpassen können.

Die letzte Frage, die Funk und seine Kollegen stellen, und möglicherweise die komplizierteste, ist, wie sich die Wasserverfügbarkeit und das Alter auf die Beziehungen zwischen den von ihnen durchgeführten Merkmalen und Leistungsmessungen auswirken. Die Autoren geben zu, dass sie unter bestimmten Bedingungen starke Korrelationen zwischen Merkmalen und Leistungsmessungen erwartet hatten. Dies war jedoch überraschenderweise nicht der Fall, und Funk und Kollegen fanden nur wenige Korrelationen zwischen Merkmalsmerkmalen und den Leistungsmessungen über das Alter oder die Verfügbarkeit von Wasser.

Warum ist das so? Ein möglicher Grund, spekulieren die Autoren, ist, dass Kombinationen von Merkmalen einen größeren Einfluss auf die Leistung haben als einzelne Merkmale. Funk und Kollegen räumen auch ein, dass sie in ihren Experimenten keine Wurzelmerkmale messen, die in Niedrigwassersystemen besonders einflussreich sein könnten. Es scheint also, dass das Alter leider nicht nur eine Zahl ist, wenn Sie eine Pflanze sind – es hat Konsequenzen für die Pflanzenphysiologie, Entwicklung und ihre Reaktionen auf die Umwelt. Wie Funk und Kollegen schlussfolgern: „Unsere Studie zeigt, dass Pflanzenalter und Umweltgradienten eine beträchtliche Menge an intraspezifischen Merkmalsvariationen erzeugen, was die Verwendung von Artenmitteln zur Modellierung ökologischer Prozesse erschwert.“