Pflanzenpopulationen variieren im Laufe der Zeit aufgrund der Auswirkungen von Umweltvariationen auf Lebenszyklusmerkmale und genetische Vielfalt. Es ist wichtig zu quantifizieren, wie stark sich Populationen im Laufe der Zeit tatsächlich verändern, um die Reaktion von Pflanzen auf schnelle Umweltveränderungen, wie sie beispielsweise durch den globalen Klimawandel verursacht werden, besser zu verstehen. Eine aktuelle Studie von Gomez et al., und als Editor's Choice-Artikel in AoBP veröffentlicht, quantifiziert das Ausmaß der phänotypischen und genetischen Veränderung im Laufe der Zeit in natürlichen Populationen der einjährigen Pflanze Arabidopsis thaliana.

A. thaliana-Pflanzen, die für das Experiment angebaut wurden
Rosetten von Individuen aus verschiedenen Populationen und Jahren, die unter Freilandbedingungen wachsen, um zeitliche Veränderungen der Blütezeit abzuschätzen. Bildnachweis: Gómez et al.

Die Autoren züchteten Samen von vier bekannten Spaniern A. thaliana Populationen wurden entweder 2003-04 oder 2012-13 beprobt und die Unterschiede in der Blütezeit zwischen diesen Beprobungen bewertet. Jährliche Wetteraufzeichnungen wurden mit historischen Aufzeichnungen verglichen, um Muster klimatischer Veränderungen im Laufe der Zeit zu extrahieren. Die genetische Diversität und Differenzierung wurden basierend auf neutralen Kernmarkern und Nukleotiddiversität in der Blütezeit des Kandidaten (Freitag und FLC) und Samenruhe (DOG1) Gene. Schließlich wurde die Rolle der genetischen Drift abgeschätzt, indem effektive Populationsgrößen mit der zeitlichen Methode berechnet wurden. Die Ergebnisse zeigten, dass Populationen von A. thaliana hat in nur einem Jahrzehnt erhebliche genetische Veränderungen erfahren. Interessanterweise schienen diese Veränderungen durch die Kombination von Erwärmung und Niederschlägen vermittelt zu werden, und die Populationen blieben im Laufe der Zeit lebensfähig, was darauf hindeutet, dass Pflanzen möglicherweise über die Mittel verfügen, um mit dem globalen Klimawandel fertig zu werden. Nichtsdestotrotz betonen die Autoren, wie wichtig es ist, das Tempo und die Intensität zeitlicher Veränderungen in Pflanzenpopulationen zu quantifizieren, indem Populationen regelmäßig neu abgetastet und Auferstehungsexperimente wie dieses durchgeführt werden. Im Fall von A. thalianaschlagen die Autoren die Notwendigkeit vor, die vorgestellte Studie auf eine größere Anzahl von Personen auszudehnen A. thaliana Populationen in verschiedenen Umgebungen auf der Iberischen Halbinsel, von denen wir Saatgut besitzen, das seit den frühen 2000er Jahren gesammelt und konserviert wurde.

Forscher-Highlight

Xavier Pico

Xavier Picó promovierte im Jahr 2000 in Biowissenschaften an der Universitat Autònoma de Barcelona (Barcelona, ​​Spanien). Xavier hatte Postdoktorandenpositionen in der Abteilung für Ökologie der Radboud-Universität, Nijmegen, Niederlande (2000-2003), der Abteilung für Pflanzen inne Molekulargenetik am CNB-CSIC, Madrid, Spanien (2003-2004) und CREAF, Barcelona, ​​Spanien (2004-2006). Seit 2006 ist Xavier assoziierter Wissenschaftler an der Estación Biológica de Doñana (EBD-CSIC) in Sevilla, Spanien. Er ist außerdem Mitherausgeber der Zeitschrift AoBP.

Xavier ist ein Populationsbiologe, der daran interessiert ist, die Prozesse zu verstehen, die die Leistung, Dynamik und Entwicklung von Pflanzenpopulationen im Raum und im Laufe der Zeit steuern. Seine multidisziplinäre Forschung integriert Daten aus Feldstudien, gemeinsamen Gartenexperimenten und molekularen Arbeiten unter Verwendung natürlicher Populationen der einjährigen Pflanze Arabidopsis thalianaaus dem Bereich des westlichen Mittelmeerbeckens.