Einige Pflanzen können dem Trockenstress „entkommen“, indem sie ihre Lebenszyklen beschleunigen, den Wasserverlust minimieren und den Wurzeln mehr Ressourcen zuweisen, wenn Wasser verfügbar ist. Mehr als die Hälfte der schlimmsten Unkräuter der Welt sind einjährige Pflanzen und kommen in trockenen oder halbtrockenen Regionen vor. Zu verstehen, wie einige Unkräuter Wasserstress tolerieren oder ihm entkommen können, kann bei der Vorhersage der Unkrautverteilung in der Zukunft hilfreich sein.
Drs Shana Welles und Jennifer Funk von der Chapman University und UC Davis untersuchten den invasiven kalifornischen Wildrettich (Hybrid zwischen Raphanus raphanistrum und R. sativus) Populationen über ein Trockenheitsgefälle in Kalifornien. Das fanden die Wissenschaftler heraus invasive wilde Radieschen aus ariden Regionen blühen früher und wachsen anders als wilde Populationen in den südlichen Regionen und kultivierte Radieschen. Während es keine deutlichen Unterschiede in den Wildpopulationen entlang des Breitengradienten gab, ist dies die erste Studie, die die Dürreflucht und Toleranz des kalifornischen Wildrettichs dokumentiert. Die Forscher haben kürzlich daran gearbeitet Evolution des Invasiven Salsola Ryanii Pflanze die Tumbleweeds und die bilden können phänotypische Plastizität des Kalifornischen Beifußes, Artemisia californica.
Zwei wilde Radieschen (Raphanus raphanistrum und R. sativus) wurden im 19. Jahrhundert in Kalifornien eingeführt. Die beiden Arten hybridisierten, was zu dem invasiven kalifornischen wilden Rettich führte, der alle einheimischen ersetzt hat R. raphanistrum.
Die Wissenschaftler sammelten Samen von sechs Wildpopulationen in Kalifornien und kauften auch Samen von fünf kultivierten Rettichsorten. Die Samen wurden gewogen und die Pflanzen zwei Jahre lang unter zwei Bewässerungsregimen („hoch“ und „niedrig“) außerhalb der Chapman University gezüchtet. Die Forscher maßen Pflanzenwachstum, Gasaustausch, Photosyntheserate, Wassernutzungseffizienz, Blattmasse pro Fläche und nachdem sie einige der Radieschen nach dem ersten Jahr geerntet hatten, maßen sie die Stickstoffkonzentration (N) in den Blättern und das Trockengewicht von ober- und unterirdischen Pflanzenteilen. Im zweiten Jahr wurden erneut zwei Wildpopulationen unter geringeren Bodennährstoffbedingungen angebaut.
Welles und Funk stellten fest, dass die kultivierten Rettichsorten eine verzögerte Blüte, mehr unterirdische Biomasse und eine geringere Blattmasse pro Fläche aufwiesen als wilde Populationen. Wilde kalifornische Rettichpopulationen aus ariden Regionen blühten früher als nördliche, aber insgesamt unterschied sich die phänotypische Plastizität entlang des Breitengradienten nicht.
Trockenheit korrelierte negativ mit den Tagen bis zur Reife und Pflanzen, die früher blühten, hatten eine hohe Ressourcenaufnahme, Blatt-N-Konzentration und Wachstumsrate. Insgesamt senkte Wasserstress die Photosyntheserate, kleinere Blattmasse pro Fläche (LMA), aber höhere Blatt-N-Konzentration.
„Während die LMA entlang von Trockenheitsgradienten auf globaler Ebene zunimmt, könnten einjährige Pflanzen, die eine Dürrefluchtstrategie aufweisen, mehr von der Maximierung der Kohlenstoffassimilations- und Wachstumsraten profitieren, um vor dem Einsetzen der Sommerdürre zu blühen und zu säen“, Welles und Funk schrieb.
„Daher ist es vorteilhaft, dünnere Blätter (niedrige LMA) zu schaffen, um die Kohlenstoffassimilation zu maximieren, was mit unseren Beobachtungen in dieser Studie übereinstimmt.“
„Studien wie diese, die untersuchen, inwieweit sich invasive Arten an den Klimawandel anpassen, sind dringend erforderlich, um Verbreitungsmodelle für invasive Arten zu verbessern.“
