Bunte Blütenblätter sind fantastisch, um Bestäuber anzulocken, aber manchmal weist eine bestimmte Farbe auf bestimmte Umweltbedingungen hin. Eines der bekanntesten Beispiele ist die Hortensie. Die Blüten sind auf alkalischen Böden rosa, auf saureren Böden blau.
Einige der Umweltbedingungen, die bekanntermaßen zu Pigmentveränderungen führen (nicht nur um die Blumen herum), sind Trockenheit, extrem heiße Temperaturen und UV-Strahlung. Die Anthocyanin-Pigmente können das Pflanzengewebe vor Gewebeschäden durch UV-Licht schützen, oder dunklere Blütenpigmente könnten die Temperatur der Blüte erhöhen, die als Hinweis für bestimmte Bestäuber dient. Diese Anpassungen sind auf lokaler Ebene bekannt, aber über die Entwicklung des Farbwechsels von Blüten auf Makroebene ist nicht viel bekannt.
Dr. Dena Grossenbacher und Kollegen von der California Polytechnic State University und dem California Botanic Garden untersuchten, ob sich die Farbänderung der Blütenblätter aufgrund von Umweltbedingungen auf makroevolutionärer Ebene in der sehr vielfältigen Familie der Affenblumen (Phrymaceae) entwickelt hat. Dr. Grossenbacher arbeitet seit Jahren mit Affenblumen mehr als ein Jahrzehnt. In ihrer neuesten Studie Die Forscher fanden heraus, dass zwei Affenblumenarten an Orten mit weniger Niederschlag mehr rosa Blüten hatten. Ein größerer Vergleich von 56 Arten hat kein allgemeines evolutionäres Muster in der Blütenpigmentierung und den Umweltbedingungen gefunden.
Zunächst konzentrierten sich die Forscher auf zwei Affenblumenarten, Erythranthe verfärbt sich und Diplacus mephiticus, davon sind Es ist bekannt, dass sie in Kalifornien verschiedenfarbige Blüten hat.
Die Wissenschaftler zeichneten die Blütenblattfarben von 14 Populationen auf E. verfärben im Feld. Als D. mephiticus Da sich die Populationen Hunderte von Kilometern von der Sierra Nevada bis zum Great Basin in Nevada erstrecken, untersuchten die Forscher über 160 Herbarbelege für diese Art, anstatt auf Exkursionen zu gehen. Die Wissenschaftler kartierten sechs Umweltbedingungen in Bezug auf Temperatur, Niederschlag, UV-B-Strahlung und Höhe und suchten nach Korrelationen zwischen Blütenfarbe und extremen abiotischen Bedingungen. Das Team bewertete die Farbzustände als „Anthocyan vorhanden“ (rot, pink und lila) und „kein Anthocyan“ (gelb, orange und weiß).
Zweitens stellten Grossenbacher und Kollegen DNA-Sequenzen von 56 Arten zusammen, die dazu gehören Erythranthe und Diplakus Gattungen und notierte noch einmal, ob Anthocyane vorhanden waren oder nicht. Eine phylogenetische Analyse untersuchte, ob die Anthocyanentwicklung mit den Umweltbedingungen bei verwandten Arten korrelierte.
Die Blütenpigmente korrelieren mit allen Umweltbedingungen z Diplakus Spezies. Rosafarbene Farben traten in kühleren Gebieten mit weniger Niederschlag und weniger UV-Strahlung auf als gelb blühende Populationen.
Jedoch für E. verfärben, nur Niederschlag schien das Vorhandensein von Anthocyanen zu erklären. Rosa geblüht Erythranthe Arten besetzten Gebiete mit weniger Niederschlag als gelb blühende.
Während es bei den 56 Arten insgesamt kein phylogenetisches Signal in der Blütenfarbe und den Klimamerkmalen gab, gab es innerhalb ein phylogenetisches Signal Erythranthe. Grossenbacher und Kollegen haben drei Theorien, warum es keine klaren Beweise für makroevolutionäre Muster in der Blütenblattpigmentierung von Affenblumen gibt.
„Trotz der Rolle von floralen Anthocyanen bei der Stresstoleranz könnte es erstens sein, dass die Bestäuber-vermittelte Selektion das stärkere Mittel auf makroevolutionärer Ebene ist, wo sie zu reproduktiver Isolation, Speziation und Abstammungsdivergenz führen kann“, schrieben Grossenbacher und Kollegen.
„Zweitens funktioniert die Rolle von Anthocyanen bei der Stresstoleranz vielleicht am häufigsten unter ausgleichender Selektion in sehr heterogenen Umgebungen und nicht als Richtungsselektion.“
„Da die Blütenfarbe ein konserviertes Merkmal in Affenblumen ist, könnte es schließlich sein, dass es einfach nur eine geringe Kraft gibt, um eine korrelierte Evolution zwischen Blütenfarbe und abiotischen Merkmalen in diesem System zu erkennen.“
Diese Studie hoffte, eine einfache Antwort darauf zu finden, ob Veränderungen der Blütenblattfarben durch Umweltbedingungen verursacht werden und ein Merkmal sind, das sich auf makroevolutionärer Ebene entwickelt hat. Anstelle eines klaren evolutionären Musters fanden die Forscher einige Hinweise darauf, dass rosa Blüten ein Zeichen für Trockenheitstoleranz sind. Zukünftige Experimente könnten die Wirkung von Dürre auf die Blütenpigmentierung entweder in derselben oder in anderen Affenblumen zeigen.
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