Wir neigen dazu anzunehmen, dass Pflanzen aus Samen entstehen. Allerdings stammt nicht alles, was wir sehen, aus Samen, wie in einem neuen Artikel von Jacqueline Ott und Kollegen erklärt wird: „Die Ökologie und Bedeutung unterirdischer Knospenbänke in Pflanzen“. Es ist ein Papier, das verspricht, für jeden nützlich zu sein, der mehrjährige Pflanzen studiert.
Dr. Ott erklärte gegenüber Botany One: „Mehrjährige Pflanzen nutzen oberirdische Knospen, wie beispielsweise in den Blattachseln, um neue Zweige zu bilden. In gemäßigten Klimazonen überwintern die Pflanzen mit diesen oberirdischen Knospen und treiben im Frühjahr wieder aus. Pflanzen können unterirdische Knospen auf ähnliche Weise nutzen. Unterirdische Knospen ermöglichen es einer Pflanze, während einer ungünstigen Jahreszeit, wie dem Winter, in eine Ruhephase zu verfallen. Bei günstigeren Bedingungen treiben sie dann wieder aus. Sie können auch dazu beitragen, dass die Pflanze nach Störungen wie Beweidung, Feuer oder Pflügen wieder austreibt.“
Knospenbanken können zu klonalen Pflanzen führen. Dr. Ott sagte: „Wenn eine mehrjährige Pflanze unterirdische Knospen verwendet, um neue Stängel zu produzieren, und diese neuen Stängel sich schließlich von ihrer Mutterpflanze trennen und unabhängig arbeiten könnten, würden sie als Klonpflanzen betrachtet. Klonale Pflanzenarten gibt es auf der ganzen Welt. Unterirdische Knospen sind es, die es vielen Pflanzen ermöglichen, klonal zu sein.“
Die Knospenbanken fungieren in gewisser Weise wie eine Samenbank. Es gibt einige Unterschiede. Dr. Ott erklärte: „Ähnlich wie bei einer Bodensamenbank können sich Knospen ansammeln und unterschiedlich lange im Boden gelagert werden. Knospen sind jedoch an einem Pflanzenorgan (Rhizom, Knolle, Wurzel) befestigt, das sie unterstützt, während sie ruhen, und hilft, Ressourcen bereitzustellen, wenn sie zu neuen Stängeln heranwachsen. Pflanzen können sowohl eine Samen- als auch eine Knospenbank haben und diese unter unterschiedlichen Umständen oder für unterschiedliche Zwecke verwenden.“
Es ist diese Ähnlichkeit mit Saatgutbanken, die für Ökosystem- und Gemeinschaftsökologen und Landmanager wichtig ist. Dr. Ott sagte: „Knospenbänke werden jeden interessieren, der ein mechanistisches Verständnis von Mustern der Artenzusammensetzung oder Produktivität in Stauden- und Strauchgemeinschaften sucht. Die Knospenbank ist einer der Mechanismen, die den Prozess antreiben, der die Muster erzeugt, die wir beobachten. Beispielsweise wird die Grünlandproduktivität weitgehend durch Niederschläge angetrieben, aber die Knospenbank könnte Verzögerungseffekte hervorrufen, die sich auf die jährliche Nettoprimärproduktivität in diesen Systemen auswirken.“ Aus diesem Grund sieht Dr. Ott in der Verwaltung der Knospenbank ein ähnliches Problem wie in der Verwaltung einer Samenbank in der Pflanzenkonservierung.
Es ist die Produktivität von Knospenbanken, die sie so wichtig macht. Dr. Ott sagte: „Unterirdische Knospen statt Samen können in einigen Pflanzengemeinschaften für >99 % der Stängelproduktion verantwortlich sein. Sie sind wichtig für die saisonale Regeneration von Pflanzen sowie für das erneute Keimen von Pflanzen nach Verletzungen. Unterirdische Knospenbänke spielen eine große Rolle bei der Reaktion der Pflanzen auf Störungen und Klima. Sie können auch an der Verbreitung von Unkräutern in landwirtschaftlichen Systemen beteiligt sein. Wenn eine Art nach einer Verletzung durch einen Pflug, der ihr knospentragendes Organ (Wurzel, Rhizom, Knolle) durchschneidet, viele Knospen produziert, kann diese Art in landwirtschaftlichen Umgebungen häufiger vorkommen.“
Dr. Ott fügte hinzu, dass sowohl Knospenbanken als auch Samenbanken Stängel produzieren, um Pflanzen zu regenerieren, der genetische Inhalt jedoch sehr unterschiedlich ist. „Samen sind eine Quelle genetischer Neuerungen, während Knospenbanken davon ausgehen, dass sie denselben Genotyp wie ihre Eltern verwenden. Jüngste Arbeiten in der Epigenetik könnten jedoch zeigen, dass andere Faktoren als die genetische Vielfalt die Flexibilität einer Pflanzenpopulation beeinflussen können, auf Umweltschwankungen zu reagieren. Die Knospenbank spiegelt in der Regel die oberirdische Pflanzenartenzusammensetzung wider, während die Samenbank oft wenig Ähnlichkeit mit der oberirdischen Artenzusammensetzung aufweist. Die Knospenruhe kann direkt von der Elternpflanze beeinflusst werden, während die Kontrolle der Samenruhe durch die Eltern begrenzt ist. Beide haben das gleiche Potenzial, die Populationsdynamik zu puffern und eine Quelle für neue Vegetation zu sein, wenn die oberirdische Pflanze zerstört wird. Sowohl Samen- als auch Knospenbanken ermöglichen die Verbreitung im Laufe der Zeit.“
Dr. Ott erklärte auch, wie eine Knospenbank Möglichkeiten eröffnet, die eine Samenbank nicht bietet. „Unterirdische Knospenbänke ermöglichen es Pflanzenpopulationen zu überleben, ohne sich stark auf eine erfolgreiche Samenproduktion und Keimung zu verlassen. Ein Stängel, der aus einer Knospe produziert wird, hat das gesamte Unterstützungssystem der Elternpflanze, das ihm hilft, erfolgreich zu sein, während ein Samen nur auf seine eigenen Reserven angewiesen ist. Oft sind mehrere Knospen durch die Organe der Elternpflanze verbunden. Eine Knospenbank ermöglicht es einer Pflanze, als integrierte Einheit zu arbeiten und auf Umweltfaktoren und Störungen zu reagieren.“
Jeder, der nach Forschungsproblemen sucht, sollte bei Knospenbanken viele Möglichkeiten finden, sagte Dr. Ott. „Daten zu Knospenbanken sind relativ knapp, und der größte Datensatz zu Knospenbanken konzentriert sich auf die Flora Mitteleuropas. Zusätzlich zur Untersuchung der Knospenbankmerkmale von mehr Arten wird es notwendig sein, Methoden für die Knospenklassifikation zu standardisieren, um Vergleiche zwischen Studien zu erleichtern. Weitere Forschung ist erforderlich, um die Reaktion von Knospenbanken auf Umweltvariablen und Störungen zu untersuchen. Die ökologischen Implikationen der Pflege einer Knospenbank müssen in zukünftigen Studien explizit getestet werden.“
