Normalerweise würde man erwarten, dass die Abwehrkräfte der Pflanzen zunehmen, je näher man dem Äquator kommt. Hier ist das Insektenleben aktiver, und daher ist mehr Abwehr gegen Pflanzenfresser erforderlich. Aber ist das immer so? Xoaquín Moreira und Kollegen untersuchten die Samenabwehr bei Eichen und stellten fest, dass in Europa Die Samen im Norden haben eine höhere chemische Abwehr als im Süden.
Das Wissenschaftlerteam begann mit der Arbeit an Samen, nachdem ihre früheren Arbeiten an Blättern einige Annahmen über Blatt-Pflanzenfresser widerlegten. „Wir haben zuvor diese Stieleiche gefunden Quercus robur (Fagaceae)-Populationen, die in niedrigeren Breiten gefunden wurden, wiesen ein höheres Maß an Insektenblatt-Pflanzenfresser auf und hatten geringere Konzentrationen chemischer Abwehrstoffe in den Blättern, was darauf hindeutet, dass die Breitengradvariation beim Pflanzenfresser getrieben wurde ein umgekehrter Gradient in der chemischen Abwehr“, schreiben die Autoren.
„Darüber hinaus fanden wir heraus, dass abiotische Faktoren die Blattabwehr und damit indirekt die Herbivorie von Insektenblättern beeinflussten, was auf ein Szenario hindeutet, bei dem abiotische Variationen die Pflanzenabwehr und diese wiederum formten Breitengradvariation bei Pflanzenfressern für diese Eichenart. Wir erweitern hier diese frühere Arbeit und testen auf Breitengradvariationen bei Insektensamenprädation und Samenmerkmalen, die mutmaßlich mit Insektenangriffen in Verbindung stehen Q. robur Populationen.
"Falls vorhanden, Breitengrade bei der Samenprädation kann genauso wichtig oder sogar wichtiger sein als die Muster der Blattherbivorität, da die Samenprädation direkte Auswirkungen auf die Pflanzenfitness und die Rekrutierung von Sämlingen hat und die Samenmerkmale daher einer starken Selektion unterliegen können, um die Abwehr gegen die Samenprädation zu erhöhen.“
Um herauszufinden, ob es bei Eichen über Breitengrade hinweg eine ähnliche defensive Verschiebung gab, beprobte das Team 36 Eichenpopulationen zwischen Nordspanien und Südfinnland. Sie quantifizierten die Prädation von Insektensamen sowie Samenabwehr- und Ernährungsmerkmale, von denen angenommen wird, dass sie mit Insektenfraß in diesen Bäumen in Verbindung stehen.
„Wir fanden starke, aber kontrastierende Breitengrade bei Insektensamenprädation und Samenmerkmalen für Q. robur, wobei Populationen, die in niedrigeren Breiten gefunden wurden, ein höheres Maß an Samenprädation und niedrigere Konzentrationen von Gesamtphenolen und Phosphor im Samen aufwiesen“, sagen Moreira und Kollegen. „Unsere Ergebnisse zeigten auch einen signifikanten negativen Zusammenhang zwischen Samenprädation und Gesamtphenolen und Phosphor der Samen sowie einen starken direkten Zusammenhang zwischen Temperatur, aber nicht Niederschlag, und Samenprädation, wobei der Anteil befallener Samen in wärmeren Klimazonen zunahm.“
„Außerdem stand die Temperatur in negativem Zusammenhang mit der chemischen Abwehr und den Nährstoffen der Samen, wobei Eichenpopulationen an wärmeren Standorten einen geringeren Gehalt an Gesamtphenolen und Phosphor aufwiesen.“
Das Ergebnis, dass Bäume an wärmeren Standorten stärker unter Insektenbefall litten, war keine Überraschung. Aber angesichts der Gefahr war es eine Überraschung, dass die Samen an diesen Orten nicht besser verteidigt wurden.
Während die Autoren glauben, dass ihre Ergebnisse interessant sind, räumen sie auch ein, dass noch viel mehr zu tun ist. Ein Beispiel, das sie geben, ist die Frage, ob die Chemie die primäre Verteidigung gegen Rüsselkäfer ist oder ob das Masten von Samen, um Pflanzenfresser zu überwältigen, wichtiger ist. Sie sagen, dass dies bedeutet, dass Umfragen über mehrere Jahre hinweg besser funktionieren, um den Unterschied zwischen den Jahren in der Saatgutprädation zu berücksichtigen. Sie fragen sich auch, ob nicht befallene Samen überrepräsentiert sind, wobei befallene Samen von den Bäumen fallen und schwieriger zu beproben sind.
„[Unsere] Ergebnisse weisen auf mehrere interessante Forschungsrichtungen hin, um die Mechanismen zu bewerten, die der klinalen Variation bei Samen-Raubtier-Interaktionen zugrunde liegen“, schlussfolgern Moreira und Kollegen.
