Bei Blumen denken wir vielleicht an ihre Farbe und ihren Duft, aber was ist mit ihrer Temperatur? Eine neue Rezension in Annals of Botany sieht an Die thermische Ökologie der Blumen. In der Veröffentlichung untersuchen Casper van der Kooi und Kollegen, wie Blumen ihre Temperatur manipulieren. In der Lage zu sein, oder Organe in der Blüte zu züchten, kann den Fortpflanzungserfolg unterstützen.
Van der Kooi erklärte, warum die Temperatur für Ökologen so wichtig ist. „Die Temperatur ist ein wichtiger Vermittler bei der Blüte, und die Reproduktionsleistung vieler Arten (über die Zeit oder Stoffwechselprozesse) wird durch niedrige Temperaturen begrenzt. Daher wird in vielen Fällen eine (leichte) Erhöhung der Blütentemperatur das Fenster vergrößern, in dem eine Reproduktion stattfinden kann. Wenn beispielsweise eine Blume wärmer ist, ist es wahrscheinlicher, dass sie häufiger und länger von bestäubenden Insekten besucht wird. Ebenso werden Stoffwechselprozesse mit der Temperatur beschleunigt, zumindest in gemäßigten Klimazonen. Daher wird eine Erhöhung zu einer schnelleren Befruchtung und Samenreife führen.“
Erhöhte Temperaturen können daher von Vorteil sein. Van der Kooi und Co-Autoren untersuchten Blumen, die in vier Formenkategorien passen: (1) scheiben- und schalenförmige Blumen, (2) umgekehrte Glocken, (3) hängende Glocken und (4) „Mikrogewächshäuser“. Im Fall der Mikrogewächshäuser stellt das Team fest, dass die Temperatur im Inneren der Blüte an einem sonnigen Tag bis zu 10 °C höher sein kann als die Umgebungstemperatur. Was mir an den aufgeführten Formen aufgefallen ist, ist, dass sie sehr verbreitet zu sein scheinen. Also fragte ich, ist die Entwicklung des Wärmemanagements wahrscheinlich so verbreitet oder häufiger als die Entwicklung von Blumenpräsentationen für Bestäuber?
Van der Kooi sagte: „Ich würde nicht so weit gehen zu sagen, dass Temperaturen für Blumen wichtiger sind als Bestäuber anzulocken, sicherlich nicht, aber das Wärmemanagement von Blumen ist sicherlich ein weit verbreitetes Phänomen. In fast allen Regionen außerhalb des Äquators gibt es bestimmte Jahreszeiten oder Tage, an denen Pflanzen nicht blühen. In vielen Fällen liegt dies an suboptimalen (oft niedrigen) Temperaturen. Daher ist die Temperatur für eine große Anzahl von Angiospermen der Schlüssel zur Bestimmung ihrer Blütezeit und -dauer.“
Es ist auch verlockend, Farben als Teil des Werkzeugkastens zum Erhöhen der Temperatur zu sehen, wobei dunklere Blumen Wärme einfangen. Dies ist jedoch nicht immer der Fall. Van der Kooi sagte: „Der Effekt der Farbe auf die Temperatur ist tatsächlich geringer als oft angenommen. Es scheint, dass eine dunklere Färbung bei einigen, aber sicherlich nicht bei allen Blumen die Temperatur erhöht. Wenn man bedenkt, dass andere negative Ergebnisse, die zeigen, dass die Temperatur NICHT dazu beiträgt, weniger wahrscheinlich veröffentlicht werden als positive Ergebnisse, sollten wir vorsichtig sein, wenn wir die Bedeutung der Farbe für die Blütentemperatur verallgemeinern. Wahrscheinlich sind Form und Ausrichtung im Großen und Ganzen wichtiger, denn sie tragen dazu bei, Sonnenstrahlung einzufangen und vor Wind zu schützen.“
Neben der Struktur der Blume berücksichtigen die Autoren auch Bewegungen. Heliotropismus ist, wo die Blume der Sonne über den Tag folgt, berühmt, wenn auch nicht genau von Sonnenblumen bekannt, wo der Heliotropismus aufhört, wenn die Blüte beginnt. Eine andere Bewegung ist das Öffnen und Schließen von Blumen. Die Autoren sagen, dass die Nachtschließung auch helfen könnte, Wärme einzufangen. Sie stellen einige Experimente fest, die gezeigt haben, dass das Verhindern des Blütenschlusses die Lebensfähigkeit der Pollen verringert. Sie warnen jedoch davor, dass dies eher auf Feuchtigkeit oder nachtaktive Krankheitserreger als auf die Temperatur zurückzuführen sein könnte.
Van der Kooi und Kollegen ziehen auch Pflanzen in Betracht, die ihre eigene Wärme erzeugen. war mir bekannt Arum Hitze erzeugen, aber aus der Zeitung etwas über Stinktierkohl gelernt. „Stinktierkohl (Symplocarpus renifolius) zum Beispiel hält selbst bei Umgebungstemperaturen von -23°C eine konstante Temperatur von 10°C…“
Eines der auffälligsten Merkmale der Überprüfung ist, wie viele Möglichkeiten es gibt, in diesem Bereich etwas Neues zu finden. Ich habe mich gefragt, ob einige Zeit mit einem 3D-Drucker einige interessante Ergebnisse liefern könnte. In einigen Fällen hat es sicherlich funktioniert, aber vielleicht nicht in diesem. Zunächst einmal ist Farbe nicht einfach nachzuahmen. In einem anderen kürzlich erschienenen Artikel diskutieren van der Kooi und Stavenga Mohnfarben. Van der Kooi sagte: „Die optischen Eigenschaften sind komplex, das heißt, Licht wird von verschiedenen Blumenarten unterschiedlich reflektiert und übertragen. Farbe ist mehr als Farbton; Auch Luminanz und Sättigung sind wichtig. Diese optischen Eigenschaften beeinflussen zusätzlich die für die Erwärmung wichtigen internen Lichtreflexionen der Blume.“
Bei Mohnblumen bestehen die Blütenblätter nur aus drei Zellschichten. Dies ist ein weiterer Grund, warum der 3D-Druck keine einfache Lösung ist, wie van der Kooi erklärte: „Es ist verlockend zu glauben, dass der 3D-Druck helfen kann, und zwar unter bestimmten Bedingungen, aber das Material der Pflanze ist der Schlüssel zur Blütentemperatur, und Da wir Polymere drucken, die ganz andere optische Eigenschaften als Pflanzen haben, ist es schwierig, diese Ergebnisse auf echte Blumen zu übertragen.“
„Was wirklich langfristig gebraucht wird, sind ganzheitliche und detaillierte Studien, die verschiedene Aspekte einbeziehen. Beispielsweise wurden Ausrichtung, Farbe und Form relativ isoliert untersucht, aber zu wissen, welcher Aspekt für welche Art und unter welchen Umweltbedingungen wichtig ist, erfordert einen großen Aufbau.“
Van der Kooi sagt, dass vergleichende Studien, die gemeinsame florale Merkmale mit Umwelt- oder phylogenetischen Variablen verknüpfen, in Kombination mit experimentelleren Arbeiten funktionieren könnten, die jeweils ein Merkmal manipulieren. Van der Kooi und Kollegen geben in der Veröffentlichung ein Beispiel für die Art von Experimenten, die nützliche Ergebnisse liefern könnten: „Bei farbpolymorphen Blumen, bei denen die Fortpflanzungsorgane von der Blütenhülle umschlossen sind (z Anthirrhinum): Sind hellere Blüten wärmer, weil sie lichtdurchlässiger sind und daher stärkere Mikrotreibhauseffekte aufweisen, oder sind dunklere Blüten wärmer aufgrund der Umwandlung von Licht in Wärme?“
Van der Kooi schlussfolgert: „Unsere Forschung zeigt, dass die Blütentemperatur sowohl für die Pflanzenfruchtbarkeit als auch für die Steigerung der Bestäubung durch Tiere wichtig ist. Außerdem zeigen wir, dass die Blütentemperatur durch verschiedene Dinge moduliert wird, sechs große Hauptfaktoren: Form, Orientierung, Farbe, Behaarung, Öffnung/Schließung und Thermogenese.“ Bei so vielen zu untersuchenden Faktoren sollte die thermische Ökologie noch lange ein produktives Feld sein.
