Pollenqualität ist wichtig. Pflanzen kreuzen Pollen im Allgemeinen gerne aus, daher ist externer Pollen besser als der eigene Pollen einer Pflanze. Wenn Samen nicht weit von einer Pflanze entfernt sind, sind Nachbarn wahrscheinlich nahe Verwandte. Pollen von entfernten Pflanzen schneiden also besser ab als nähere Pflanzen. Aber wenn man zu weit geht, werden die genetischen Unterschiede zu groß und Pollen werden immer weniger fruchtbar. Vermutlich gibt es eine optimale Outcrossing-Distanz, aber wie weit ist diese entfernt? Bronwyn Ayre und Kollegen haben experimentiert, um es zu finden die optimale Auskreuzungsdistanz von Anigozanthos manglesii.

A, manglesii, die Red and Green Kangaroo Paw, ist eine Pflanze, die in Südwestaustralien vorkommt und etwa 30 cm bis 80 cm hoch ist (zwischen einem Fuß hoch und zweieinhalb Fuß). An der Spitze befindet sich eine auffällige rote und grüne Blume. Die Blume ist unverwechselbar und richtet sich an Vögel, weshalb Ayre sich engagierte: „Diese Arbeit ist Teil meiner Doktorarbeit, die sich mit der entscheidenden Rolle befasst, die Vögel bei der Bestäubung der Roten und Grünen Kängurupfote spielen. Hier, im Südwesten Westaustraliens, haben wir einen höheren Prozentsatz an von Vögeln und Säugetieren bestäubten Arten als anderswo (15 % unserer Blütenpflanzen). Dazu gehören leider 40 % der vom Aussterben bedrohten Pflanzenarten. Wir wissen nicht, warum von Vögeln und Säugetieren bestäubte Pflanzen ein höheres Risiko haben, bedroht zu werden – wir brauchen mehr Informationen!“

Das Überleben verbessert sich, wenn eine Pflanze mehr Samen produziert. Glücklicherweise, sagte Ayre, wurde in anderen Werken viel daran gearbeitet. „Wir haben auf einem Experiment aufgebaut, das viele Male durchgeführt wurde, indem wir Pflanzen per Handbestäubung in unterschiedlichen Entfernungen kreuzten, um festzustellen, ob es eine Entfernung gibt, die die „beste“ ist. Während frühere Experimente dies fast ausschließlich mit Spenderpollen von einer einzelnen Pflanze durchgeführt haben, haben wir auch Pollen von mehreren Pflanzen gleichzeitig bereitgestellt und Genetik verwendet, um zu bestimmen, welche Spenderpflanze die meisten Samen zeugt. Wir fanden heraus, dass Pollen aus der Nähe von Nachbarn einen Vorteil gegenüber Pollen hatten, die von weiter entfernten Pflanzen stammten, indem sie mehr Samen in Kreuzungen mit mehreren Spendern zeugten und zu einem höheren Samensatz in Kreuzungen mit einzelnen Spendern führten.“

Das Experiment verwendet zwei Ansätze, um die genetischen Effekte zu untersuchen. Man schaut sich die Gene an, aber viele frühere Studien haben dies nicht getan. Stattdessen betrachteten sie die räumliche Distanz. Ayre erklärte: „Räumliche Distanz ist eine andere Sichtweise auf genetische Distanz – eine Art Abkürzung.“

„Genetik ist teuer, zeitaufwändig, und die genetischen Werkzeuge, die wir heute haben, waren vor zehn, zwanzig Jahren wirklich nicht verfügbar. Das bedeutet, dass viele Studien Handbestäubungskreuzungen zwischen Pflanzen in unterschiedlichen räumlichen Abständen durchführen, und wir gehen davon aus, dass zwei einzelne Pflanzen umso weniger miteinander verwandt sind, je weiter sie voneinander entfernt sind.“

„Obwohl das keine schlechte Annahme ist, gibt uns die Genetik nur einen detaillierteren Einblick in das, was vor sich geht. In dieser Studie sehen wir, dass es über ~3m hinaus keinen Hinweis darauf gibt, dass eine Pflanze umso weniger verwandt ist, je weiter sie entfernt ist. Anders ausgedrückt: Es gibt keinen Beweis dafür, dass zwei Pflanzen, die 10 m voneinander entfernt sind, mehr oder weniger verwandt sind als zwei Pflanzen, die 30 m voneinander entfernt sind.“

Ayre hat das gesagt Anigozanthos manglesii war eine besonders gute Pflanze für diese Art von Experiment. „Während die Rote und Grüne Kängurupfote selbst keine bedrohte Art ist, ist sie eine großartige Modellart, mit der man arbeiten kann. Für Handbestäubungsexperimente sind sie großartig - die Blüten sind groß, robust und produzieren viel Pollen. Das einzige Problem, das ich hatte, waren einige der einheimischen Buschgrillen – sie fanden gelegentlich ihren Weg in die Tüten, die ich um meine Pflanzen legte (um zu verhindern, dass Vögel oder Bienen Zugang zu meinen experimentellen Blumen bekamen) und fraßen den ganzen Pollen über Nacht. ”

Die Handbestäubungsexperimente ergaben, dass es tatsächlich eine Inzuchtdepression gab, wenn Pollen zwischen den nächsten Nachbarn übertragen wurden. Dieser Effekt war bis etwa drei Meter sichtbar, danach befanden sich die Pollen im optimalen Abstand. Das bedeutet, dass die optimale Auskreuzungsdistanz innerhalb der lokalen Pflanzenpopulation liegt.

Die Autoren verglichen dies mit anderen Studien und stellten fest, dass vogelbestäubte Arten mit größerer Wahrscheinlichkeit eine optimale Auskreuzungsdistanz innerhalb der Population aufweisen. Dies kam überraschend, wie Ayre sagte: „Es ist definitiv nicht das, was ich erwartet hatte – wir gehen im Allgemeinen davon aus, dass die Bestäubung durch Vögel dazu führt, dass Pollen über größere Entfernungen transportiert werden als die Bestäubung durch Insekten. Also dachte ich, das würde bedeuten, dass insektenbestäubte Pflanzen häufiger einen optimalen Auskreuzungsabstand innerhalb der Population haben als vogelbestäubte Pflanzen.“

„Es ist schwierig, aus dem Muster, das wir sehen, eindeutige Schlussfolgerungen zu ziehen, da in diesem Bereich nicht viel Arbeit geleistet wurde. Wir haben in diesem Artikel nur 22 Arten verglichen. Es kann sein, dass sich der Trend, den wir hier sehen, ändern wird, wenn (oder hoffentlich wann!) diese Art von Experimenten bei anderen Arten durchgeführt werden.“

Während die Ergebnisse klar sind, ist der Grund dafür nicht so offensichtlich, sagte Ayre: „Was das Warum betrifft? Die einfache Antwort ist, dass wir es nicht wirklich wissen. Es kann sein, dass eine Kombination aus Samenausbreitung über kurze Distanzen und großräumiger Pollenausbreitung wichtig ist. Eine Samenausbreitung auf kurze Distanz würde bedeuten, dass Pflanzen innerhalb von ein paar Metern eng miteinander verwandt sind. Das bedeutet, dass die Verbreitung von Pollen über eine relativ kurze Distanz zu Kreuzungen zwischen nicht verwandten Pflanzen führt.“

Die Autoren stellen fest, dass Einzelspender-Experimente im Vergleich zur natürlichen Welt nicht realistisch sind. Der Artikel zeigt, wie Multi-Donor-Experimente möglich sind, um optimale Auskreuzungsdistanzen zu finden. Ayre sieht dies als eine Gelegenheit für Menschen, weitere Experimente durchzuführen: „Ich würde gerne mehr Studien sehen, die Genetik verwenden, Experimente mit mehreren Spendern durchführen und nicht von Bienen bestäubte Pflanzen genau untersuchen. Genetik ist zwar immer noch teuer, aber die Preise sinken, und das gibt uns wirklich einen zusätzlichen Einblick in das, was passiert.“