Eine aktuelle Forschungsarbeit von Chiminazzo und Kollegen, veröffentlicht in AoB PLANTS, sieht an wie holzige Pflanzenarten trotz häufiger Brandereignisse überleben und sogar gedeihen können. Da der Klimawandel voraussichtlich die Feuerregime verändern wird, wird das Verständnis dieser Überlebensstrategien von entscheidender Bedeutung für den Erhalt der Artenvielfalt und die Vorhersage zukünftiger Ökosystemveränderungen.
Pflanzen in feuergefährdeten Ökosystemen haben sich entwickelt, um Feuerereignisse mithilfe einer Strategie zu überstehen, die als bekannt ist sprießt wieder – die Fähigkeit, nach einer Brandstörung neue Zweige wachsen zu lassen. Chiminazzos Team hebt einen Faktor hervor, der bisher in dieser Forschung weniger erforscht wurde – die „Modularität“ von Holzpflanzen, das Konzept, dass Pflanzen aus verschiedenen Teilen oder Modulen bestehen, die auf einzigartige Weise mit ihrer Umgebung interagieren.
Die Forscher argumentieren, dass beim Wachstum von Holzpflanzen jedes Modul (neue Wachstumseinheit) seine Umgebung anders erlebt, was sich auf das Gesamtüberleben und die Anpassung an Feuer auswirkt. Dazu gehört auch, wie schnell sich diese Module vor Bränden schützen und zum Überleben der Anlage beitragen können. Das zu verstehen, könnte dabei helfen, vorherzusagen, welche Arten den wechselnden Feuerbedingungen standhalten werden.
Die Forscher präsentieren ein faszinierendes Konzept, die „Feuerfalle“, ein Phänomen, das die Häufigkeit kürzerer Pflanzen wie Halbsträucher und Kräuter in häufig verbrannten Savannen erklärt. Diese Pflanzen lagern den größten Teil ihrer Biomasse unter der Erde, sicher vor Feuer, und ihr Überleben hängt von ihrer Fähigkeit ab, sich von Sämlingen zu erwachsenen Pflanzen zu entwickeln, indem sie ihre Baumkronen über Flammen erheben. Aufgrund häufiger Brände sterben jedoch viele Arten oft, bevor sie diese Höhe erreichen. Das Verständnis, wie diese feuergefährdeten Ökosysteme funktionieren, kann Aufschluss geben Brandschutzstrategien und helfen bei der Vorhersage der Auswirkungen des Klimawandels.
Anschließend wenden die Autoren ihre Ideen auf den Cerrado an, die tropische Savanne im Osten Brasiliens. Sie konzentrieren sich darauf Miconia albicans, eine Pflanze, die als Baum oder Strauch wachsen kann. In ihrem Artikel schreiben die Autoren:
Die Luftknospen von M. albicans sind unterschiedlich geschützt, wenn diese Art als Strauch oder Baum wächst. Wenn er als Strauch in einer offenen Savanne wächst, sind seine Knospen nicht durch die Rindenschicht geschützt (Chiminazzo et al. 2021). Wenn man jedoch als Baum in einer waldreichen Savanne wächst, sind die Knospen gut geschützt (DeAntonio et al. 2020), der sich an der Basis von Vertiefungen in der Rindenschicht befindet (Abb. 1). Dieser Unterschied könnte entweder auf die phänotypische Plastizität oder den Entwicklungsstand der untersuchten Wachstumsmodule zurückzuführen sein. Charles-Dominique et al (2017) fanden einen positiven Zusammenhang zwischen der Rindenproduktion und dem oberirdischen Knospenschutz aus der Luft, was bedeutet, dass Arten, die mehr Rinde produzieren, ihre Knospen auch oberirdisch besser schützen konnten. Wir stellen hier fest, dass bei den meisten Arten die Knospenposition im Verhältnis zur Rindenoberfläche im Laufe der Zeit erhalten bleibt, was bedeutet, dass die Knospen im gleichen Tempo wie die Rindenoberfläche wachsen und dass ihre Position durch ein Gleichgewicht zwischen Rindenproduktion und Knospenbildung aktiv aufrechterhalten wird Wachstum (Abb. 1; Chiminazzo et al. 2023). Die Verschiebung des Knospenschutzes in M. albicans, verbunden mit seiner Entwicklung zu alternativen Wachstumsformen, beeinflusst seine Reaktionen nach einem Brand: Wenn er als Strauch wächst, sprießt er nach Brandereignissen aus basalen Teilen neu (aus der Wurzelkrone; Pilon et al. 2021b); Wenn es als Baum wächst, kann es auch aus oberirdischen Knospen sprießen (Chiminazzo und Rossatto, Pers. Obs.).
Chiminazzo et al. 2023.
Chiminazzo und Kollegen kommen zu dem Schluss:
Holzarten weisen eine große Vielfalt an Eigenschaften und Strategien auf, die es ihnen ermöglichen, Brände zu überleben, was die große Vielfalt der Brandregime widerspiegelt. Daher besteht die Notwendigkeit, die Vielfalt der Feuerpersistenzmerkmale detaillierter zu untersuchen, um vorherzusagen, welche Arten vorherrschen werden, wenn sich die Feuerregime durch Klima und Landnutzung ändern, und warum. Daher müssen wir dringend Pflanzenreaktionen auf Modulebene untersuchen, da diese Reaktionen empfindlich auf die Position der Module relativ zur Flammenhöhe reagieren und durch ontogenetische Muster bestimmt werden, die sich je nach Fähigkeit darin niederschlagen, dass Pflanzen schnell oder langsam geschützt werden von Pflanzen, ihre Entwicklung mit der Umwelt zu bewältigen. Die Untersuchung der Feuerpersistenzeigenschaften von Holzpflanzen und ihre Einbeziehung in Zwischenstrategien sollten als vorrangige Aufgaben angesehen werden, da die Struktur offener Ökosysteme weltweit stark von Veränderungen der Holzpflanzendichte infolge veränderter Feuerregime beeinflusst wird.
Chiminazzo et al. 2023.
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Chiminazzo, MA, Charles-Dominique, T., Rossatto, DR, Bombo, AB und Fidelis, A. (2023) „Warum muss die Modularität von Gehölzen im Laufe der Zeit und im Raum in die Brandforschung einbezogen werden?" AoB PLANTS, 15(3), p. Junge029. Verfügbar um: https://doi.org/10.1093/aobpla/plad029.
