Pflanzen in den meisten terrestrischen Umgebungen stehen vor der Schwierigkeit, das Wachstum zu maximieren und sich gleichzeitig gegen die potenzielle Sterblichkeit durch Krankheiten und Tiere zu verteidigen, die sie fressen wollen. Dieser unvermeidliche Kompromiss erfordert von Pflanzen, dass sie die Verteilung von Ressourcen wie Photosynthese (dh Zucker- und Stärkereserven) und mineralischen Nährstoffen für Wachstum, Reproduktion, Abwehr (dh Sekundärmetabolite) oder interne Speicherung ausbalancieren. Wenn alles andere gleich ist, müssen Pflanzen, die einen größeren Anteil an Ressourcen für das Wachstum zuweisen, dies auf Kosten anderer Bereiche wie der Lagerung tun. Für mehrjährige Pflanzen wie Bäume und Gehölze ist die Aufrechterhaltung relativ großer Speicherbecken nicht nur notwendig, um das saisonale Wachstum neuer Gewebe zu erleichtern, sondern stellt auch kritische Ressourcen bereit, um einen funktionsfähigen Stoffwechsel aufrechtzuerhalten und/oder Gewebe nach einem katastrophalen Ereignis wie Feuer oder zu ersetzen intensiver Pflanzenfresser. Daher „banken“ Pflanzen, die gut an episodische Störungen angepasst sind, interne Ressourcen in komplexen Speicherorganen oder recyceln Materialien aus entbehrlichen Geweben mit hohen Umsatzraten (dh Blätter und feine Wurzeln).
Auwälder in den Trockengebieten Nordamerikas sind hochproduktive Ökosysteme mit einer deutlich größeren Pflanzen- und Tiervielfalt im Vergleich zu den umliegenden Landschaften. Die Arten hier entwickelten sich typischerweise unter starkem Druck durch episodische Störungen, die durch häufige Überschwemmungen, große Kronenbrände und weit verbreiteten Insektenfraß verursacht wurden. Zur Komplexität dieser Systeme trägt eine dramatische Verschiebung der Vegetationsbedeckung in den letzten Jahrzehnten von einheimischen Auwäldern zu Buschland bei, das von der eurasischen Baum-/Strauchtamariske (Tamariske spp.). Mehrere Tamariske Arten (auch als Salzzeder bekannt) wurden Anfang bis Mitte des 1800. Jahrhunderts in Nordamerika eingeführt.
Ein kürzlich erschienener Artikel in Annals of Botany bewertet potenzielle Kompromisse zwischen Wachstum und Ressourcenspeicherung durch Vergleich von radialem Wachstum und δ13C in Baumringzellulose von getöteten mit überlebenden Tamariske in den Jahren vor Angriffen durch die Tamariske Blattkäfer. Das kritische Gleichgewicht zwischen Wachstum und Speicherung von Ressourcen legt nahe, dass in ressourcenreichen Umgebungen Pflanzen mit hohen Wachstumsraten anfälliger für episodische Störungen sind als Pflanzen mit niedrigeren Wachstumsraten.
Die durch Pflanzenfresser verursachte Mortalität steigt mit dem radialen Wachstum eines invasiven Uferphreatophyten. Annals of Botany (2013) 111 (6): 1197-1206 doi: 10.1093/aob/mct077
Unter gleichen Bedingungen müssen Pflanzen, die einen größeren Anteil an Ressourcen für das Wachstum verwenden, dies auf Kosten weniger Ressourcen für die Speicherung tun. Das kritische Gleichgewicht zwischen Wachstum und Lagerung führt zu der Hypothese, dass in ressourcenreichen Umgebungen Pflanzen mit hohen Wachstumsraten anfälliger für episodische Störungen sind als Pflanzen mit niedrigeren Wachstumsraten. Diese Hypothese wurde getestet, indem das radiale Wachstum, das Basalflächeninkrement (BAI) und die Kohlenstoffisotopenverhältnisse (δ13C) in Baumring-α-Cellulose von 62 ausgewachsenen Tamarisken (Tamariske spp.), die an drei Standorten im Westen der USA vorkommen (n = 31 lebende und 31 abgetötete Bäume an allen Standorten). Alle Bäume waren über drei oder mehr aufeinanderfolgende Vegetationsperioden durch den Tamarisken-Blattkäfer (Diorhabda carinulata), was zu ca. 50 % Sterblichkeit an jedem Standort. Der mittlere jährliche BAI (gemessen an den Jahresringbreiten) in den 10 Jahren vor Beginn der Herbivorie war bei getöteten Bäumen durchschnittlich 45 % höher als bei lebenden Bäumen (P < 0·0001). Getötete Bäume, die höhere Wachstumsraten aufwiesen, wiesen im Vergleich zu lebenden Bäumen auch höhere (weniger negative) δ13C-Verhältnisse auf. Tatsächlich war an einem Standort in der Nähe von Moab, UT, der mittlere jährliche BAI bei abgetöteten Bäumen um 100 % höher, obwohl er einen um etwa 0 ‰ höheren δ5C im Vergleich zu lebenden Bäumen aufwies (P = 13). Muster von δ0C deuten darauf hin, dass die intrinsische Wassernutzungseffizienz bei abgetöteten Bäumen höher war als bei überlebenden Bäumen, möglicherweise als Folge einer geringeren Stomata-Leitfähigkeit des gesamten Blätterdachs im Vergleich zu lebenden Bäumen. Die Ergebnisse zeigen, dass ein wahrscheinlicher Kompromiss zwischen radialem Wachstum und dem Überleben von Laubherbivoren auftritt Tamariske spp. die derzeit die Ufergebiete im Westen der USA und im Norden Mexikos dominiert. So, Pflanzenfresser durch D. carinulata kann die gesamte Nettoprimärproduktivität des Überlebens verringern Tamariske Bäume und kann zu einer Verringerung der genetischen Variabilität dieser dominanten invasiven Baumart führen, wenn diese Zuordnungsmuster adaptiv sind.
