Die funktionellen Merkmale von Pflanzen variieren häufig über den Raum hinweg, insbesondere wenn Arten in ihrem gesamten Verbreitungsgebiet kontrastierenden Umweltbedingungen ausgesetzt sind. Eine solche phänotypische Variation wird sowohl durch genetische als auch durch Umwelteinflüsse bestimmt. Das Verständnis ihres relativen Beitrags zur Merkmalsvariation und wie sie die Pflanzenanpassung beeinflussen, sind zentrale Fragen der Evolutionsökologie. Sie sind jedoch auch von potenzieller Bedeutung für die Landwirtschaft, insbesondere wenn Variationen in funktionellen Merkmalen in natürlichen Populationen von wilden Verwandten von Kulturpflanzen beobachtet werden.

In einer neuen Studie veröffentlicht in AoBP, Matesanz et al. bewertet adaptive Differenzierung und phänotypische Plastizität in Populationen von Lupinus angustifolius, ein wilder Verwandter der Mittelmeerpflanze, aus zwei Regionen der Iberischen Halbinsel. Die Autoren vergleichen, wie Pflanzen aus verschiedenen Populationen auf zwei Wasserverfügbarkeitsbehandlungen (Dürre und gut bewässert) reagieren, indem sie mehrere funktionelle Merkmale messen (einschließlich solcher, die mit Wachstum, Physiologie, Morphologie, Phänologie und Fortpflanzung zusammenhängen). Es wurde festgestellt, dass sich Pflanzen unter Dürre schneller vermehren, größere Samen produzieren und Veränderungen in der Blattmorphologie zeigen, die mit adaptiver Plastizität übereinstimmen. Signifikante Unterschiede in der Reaktion auf Trockenheit wurden zwischen Pflanzen aus verschiedenen geografischen Regionen gefunden und spiegeln wahrscheinlich die Anpassung südlicher Populationen an trockenere Umgebungen wider. Die Autoren schlussfolgern, dass sowohl die genetische Differenzierung als auch die Plastizität zur Anpassung von beitragen können Lupinus angustifolius an unterschiedliche Wasserverfügbarkeitsumgebungen. Die Studie identifizierte auch potenziell wertvolle genetische Ressourcen, um den derzeit kleinen genetischen Pool von domestiziertem Lupinenmaterial zu verbessern.

Forscher-Highlight

Silvia Matesanz ist Evolutionsökologin für Pflanzen. Sie promovierte über die funktionelle Ökologie von Pflanzen aus Gipsböden an der Universidad Rey Juan Carlos in Madrid, Spanien. Anschließend hatte sie eine zweijährige Postdoktorandenstelle an der Wesleyan University, CT, USA, in der sie den adaptiven Wert der phänotypischen Plastizität und ihr evolutionäres Potenzial untersuchte. Derzeit hat sie eine Tenure-Track-Stelle an der Universidad Rey Juan Carlos.

Silvias Forschungsgruppe untersucht phänotypische Variationen in natürlichen Pflanzenpopulationen und konzentriert sich dabei insbesondere darauf, wie einzelne Pflanzen unterschiedlich auf unterschiedliche Umweltbedingungen reagieren. Um das Zusammenspiel zwischen umweltbedingten (Plastik) und genetischen Effekten zu untersuchen, nutzt sie eine Kombination aus Feld-, Labor- und Gartenexperimenten.