Pflanzen sind unglaublich vielfältig, und das gilt auch für Botaniker! Botany One hat es sich zur Aufgabe gemacht, faszinierende Geschichten über die Pflanzenwelt zu verbreiten und stellt Ihnen auch die Wissenschaftler vor, die hinter diesen großartigen Geschichten stehen.

Heute begrüßen wir Dr. Kasey Barton, Professorin an der Fakultät für Lebenswissenschaften der Universität von Hawaiʻi in Mānoa. Als Pflanzenökologin mit Schwerpunkt auf funktioneller Ökologie untersucht sie mithilfe merkmalsbasierter Ansätze im Rahmen der Evolutionsökologie Form und Funktion von Pflanzen während ihrer Entwicklung – vom Sämling über die Jungpflanze bis zum ausgewachsenen Exemplar. Da Barton das Privileg hat, auf einer tropischen Insel mit einer außergewöhnlich endemischen Flora zu leben und zu arbeiten, konzentriert sich ein Großteil ihrer Forschung auf einheimische hawaiianische Pflanzen und Fragen der funktionellen Ökologie dieser Pflanzen. Ihre Arbeitsgruppe kombiniert verschiedene Methoden, darunter Experimente, Feldstudien und Metaanalysen, um funktionelle Merkmale von Inselpflanzen zu charakterisieren, die für den Klimawandel und die Wechselwirkungen mit invasiven Arten relevant sind. Zudem arbeitet sie daran, diese Erkenntnisse mit dem Schutz dieser charismatischen Pflanzen zu verknüpfen.

Barton ist außerdem einer der Herausgeber eines anstehende Annals of BotanySonderausgabe über Keimlingsmerkmale und Klimawandel.

Was hat Ihr Interesse an Pflanzen geweckt?

Meine Liebe zu Pflanzen entdeckte ich in einem allgemeinen Botanikkurs während meines dritten Schuljahres.^rd Im ersten Jahr meines Bachelorstudiums an der Stanford University war ich sofort von Pflanzen fasziniert und gab mein ursprünglich geplantes Medizinstudium auf, um eine Karriere in der wissenschaftlichen Forschung anzustreben. Ich hatte das Glück, weltweit Pflanzen erforschen zu dürfen – in Kalifornien, Colorado, Costa Rica, Finnland, Großbritannien, Mexiko, Neuseeland und in den letzten 16 Jahren hauptsächlich auf Hawaii.

Was hat Sie motiviert, Ihrem aktuellen Forschungsgebiet nachzugehen?

Ich möchte meine Forschung und meine Position an der Universität zum Wohle der hawaiianischen Inseln einsetzen, die ich mit Stolz mein Zuhause nenne. Als Gast dieser Inseln sehe ich es als meine Pflicht an, Studierenden authentische Bildungs- und Forschungsmöglichkeiten zu bieten. Mein Ziel ist es, die Evolutionsökologie der einheimischen Pflanzen Hawaiis zu erforschen, um die Biodiversität der Inseln besser zu verstehen und den Schutz dieser einzigartigen Arten direkt zu unterstützen. Inseln sind faszinierende Orte für die biologische Forschung, daher gibt es unzählige interessante Fragen, denen wir nachgehen können. Gleichzeitig sind Inseln stark bedroht, und Hawaii beheimatet zahlreiche gefährdete und sogar ausgestorbene Arten. Unsere Forschung erfolgt oft in Zusammenarbeit mit Fachleuten aus dem Naturschutz, sodass wir direkt zu Schutz- und Wiederherstellungsmaßnahmen beitragen können. Das macht unsere Arbeit so bedeutsam.

Sie sind der Annals of Botany Herausgeber/in einer demnächst erscheinenden Sonderausgabe zum Thema Sämlingsmerkmale und Klimawandel. Welche der größten Forschungslücken soll diese Sonderausgabe schließen?

Der globale Klimawandel stellt eine existenzielle Bedrohung für die weltweite Biodiversität und die damit verbundenen Ökosystem- und Kulturleistungen dar. Zahlreiche aufschlussreiche Forschungsansätze tragen zu unserem Verständnis der Auswirkungen des Klimawandels auf die Biodiversität bei. In dieser Sonderausgabe beleuchten wir die Forschung, die merkmalsbasierte Ansätze nutzt, um mechanistische Einblicke in die Reaktionen und die potenzielle Toleranz von Pflanzen gegenüber dem Klimawandel zu gewinnen, insbesondere im Keimlingsstadium. Merkmale sind über die Taxonomie hinaus relevant und liefern Erkenntnisse über die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegenüber dem Klimawandel, die sich leichter auf andere Arten und biogeografische Regionen übertragen lassen. Merkmale können zudem den Naturschutz durch merkmalsbasierte Renaturierungsmaßnahmen unterstützen und die direkten Wege aufzeigen, wie Klimastress die Pflanzenfunktion beeinträchtigt. Unser Fokus auf Keimlinge spiegelt die entscheidende Rolle wider, die die Rekrutierung für die Stabilität von Pflanzenpopulationen spielt. Trotz dieser Bedeutung werden Keimlinge mitunter vernachlässigt, da ihre Untersuchung aufgrund ihrer geringen Größe und kurzen Lebensdauer schwierig ist. Wir möchten die Forschung würdigen, die sich explizit mit Keimlingen befasst und merkmalsbasierte Ansätze nutzt, um neue Erkenntnisse über die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegenüber dem Klimawandel zu gewinnen.

Warum ist das Stadium der Sämlinge im Hinblick auf den Klimawandel ein so wichtiges Lebensstadium für die Forschung?

Sämlinge müssen überleben und wachsen, um sich in ihren Lebensräumen erfolgreich zu etablieren. Mit fortschreitendem Klimawandel werden die abiotischen Umweltbedingungen, in denen Sämlinge keimen, zunehmend belastender – mit weniger Regen, höheren oder niedrigeren Temperaturen, häufigeren Überschwemmungen und einem steigenden Salzgehalt in Küstennähe. Um besser zu verstehen, wie tolerante Sämlinge unter diesen Bedingungen überleben und um besonders gefährdete Arten mit geringer Sämlingstoleranz zu identifizieren, sind merkmalsbasierte Ansätze aufschlussreich. Sämlinge sind nicht einfach nur kleinere ausgewachsene Pflanzen; sie zeigen spezifische funktionelle Strategien und verdienen daher im Kontext des Klimawandels eine differenzierte Charakterisierung ihrer Merkmale.

Was erhoffen Sie sich, dass die Leser aus dieser Aufsatzsammlung mitnehmen?

Wir möchten in der Sonderausgabe Studien aufnehmen, die die gesamte Bandbreite dieses Themas widerspiegeln – von Forschungsergebnissen aus verschiedenen biogeografischen Regionen über die Untersuchung unterschiedlicher Klimawandel-Stressfaktoren bis hin zur Fokussierung auf spezifische Merkmale. Die Leserinnen und Leser werden die Bedeutung von Sämlingen für die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegenüber dem Klimawandel besser verstehen lernen.

Welcher Teil Ihrer Arbeit im Zusammenhang mit Pflanzen gefällt Ihnen am besten?

Pflanzen sind so vielfältig, und merkmalsbasierte Ansätze ermöglichen es uns, diese Vielfalt zu charakterisieren. Es ist ungemein befriedigend, mit ökophysiologischen Instrumenten riesige Mengen an Pflanzendaten zu sammeln, die uns dann neue Einblicke in die Funktionsweise von Pflanzen ermöglichen. Das Beste an meinem Beruf als Pflanzenökologe ist, dass ich ständig Neues lerne – Pflanzen überraschen mich immer wieder!

Was machen die Leute normalerweise falsch über Pflanzen?

Ich glaube, vielen Menschen ist nicht bewusst, wie dynamisch Pflanzen im Laufe ihres Lebens sind. Während ihres Wachstums durchlaufen sie enorme Veränderungen in Form und Funktion, ähnlich der Metamorphose von Schmetterlingen und Fröschen. Doch bei Pflanzen sind diese Veränderungen nicht immer so offensichtlich. Sie können durch innere anatomische Veränderungen oder architektonische Anpassungen erfolgen. Ohne genaue Beobachtung bleiben sie oft völlig unbemerkt! Manchmal sind die ontogenetischen Veränderungen aber auch so deutlich und dramatisch, dass es unmöglich erscheint, dass Jungpflanzen und ausgewachsene Exemplare derselben Art angehören. Zusätzlich zu dieser Entwicklungsdynamik können Pflanzen ihre Morphologie, Anatomie und Physiologie durch phänotypische Plastizität an Umwelteinflüsse wie Wasser- oder Lichtmenge anpassen. Obwohl Pflanzen sich also nicht im selben Sinne „verhalten“ wie Tiere, verändern sie ihren Phänotyp auf eine ähnliche Weise. Obwohl nicht alle ontogenetischen und plastischen Veränderungen des Pflanzenphänotyps adaptiv sind, sind viele davon es doch und ermöglichen es den Pflanzen, ihre Leistungsfähigkeit in einer unvorhersehbaren und sich verändernden Umwelt zu verbessern.

Carlos A. Ordóñez-Parra

Carlos (er/ihn) ist ein kolumbianischer Saatgutökologe, der derzeit an der Universidade Federal de Minas Gerais (Belo Horizonte, Brasilien) promoviert und als Wissenschaftsredakteur bei Botany One und als Kommunikationsbeauftragter bei der International Society for Seed Science arbeitet. Sie können ihm auf BlueSky unter @caordonezparra folgen.