Physikalische Dormanz (PY) wird durch eine oder mehrere wasserundurchlässige Palisadenzellschichten in der Samen- oder Fruchthülle sowie durch fest verschlossene Chalaza- und Mikropylenöffnungen verursacht. PY wurde bei Arten aus 18 Angiospermenfamilien nachgewiesen oder vermutet, ist aber bei Gymnospermen unbekannt. Samen einiger Arten mit PY weisen auch physiologische Dormanz (PD) auf; daher werden sie als kombinatorisch dormant (CD) eingestuft. Die Aufhebung der PY erfolgt durch die Zerstörung oder Ablösung von „Wasserspalt“-Strukturen, wodurch die Samen/Früchte durchlässig werden. Die Wasserspaltregion ist ein morpho-anatomisch spezialisierter Bereich und unterscheidet sich vom Rest der Samen- oder Fruchthülle. Lage, Anatomie, Morphologie und Ursprung der Wasserspalten können zwischen und sogar innerhalb von Familien variieren. Zwölf verschiedene Wasserspaltregionen in sieben Familien wurden bereits charakterisiert. In vielen anderen Familien sind die Wasserspalten jedoch noch nicht charakterisiert worden.
Ein kürzlich erschienener Artikel in Annals of Botany untersucht die Samen-/Fruchthüllen-Anatomie und -Morphologie bei 15 Pflanzenarten in sieben Familien und berichtet über zehn neue Wasserspaltkomplexe. Komplexe bestehen aus: (1) einer Öffnung, die sich bildet, nachdem PY gebrochen ist; (2) eine spezialisierte Struktur, die die Lücke verschließt; und (3) assoziierte spezialisierte Gewebe. Basierend auf der Lage, Anatomie und Morphologie gibt es 24 verschiedene Arten von Wasserspaltregionen in 16 Familien. Aus Gründen der Klarheit und zur Vermeidung von Mehrdeutigkeiten wurden bestimmten Wasserlücken, über die zuvor in der Literatur berichtet worden war, neue Namen zugewiesen. Kreisförmige Wasserspalten mit pfropfenartigen Strukturen, die die Öffnung verschließen, erhielten den Namen „oculus“ (Auge), kreisförmige oder schmale lineare Wasserspalten, die von deckelartigen Strukturen aus Palisadenzellen verschlossen wurden, wurden als „Gap“ bezeichnet und schmale lineare Wasserspalten wurden benannt 'Schlitz'.
Diese neue Klassifizierung erkennt drei Grundtypen (I, II und III) von Wasserspaltkomplexen an, die weiter in einfache und zusammengesetzte Wasserspaltkomplexe unterteilt werden, basierend auf der Anzahl der Öffnungen, die an der anfänglichen Wasseraufnahme beteiligt sind. Die Ergebnisse dieser Studie bilden eine Grundlage für die Entwicklung eines Identifizierungsschlüssels für verschiedene Arten von Wasserspaltkomplexen in PY-Samen und -Früchten.
Identifizierung und Charakterisierung von zehn neuen Wasserlücken in Samen und Früchten mit physikalischer Ruhephase und Klassifizierung von Wasserlückenkomplexen. Ann Bot (2013) 112 (1): 69-84. doi: 10.1093/aob/mct094
Physikalische Ruhe (PY) tritt in Samen oder Früchten von 18 Angiospermenfamilien auf und wird durch eine oder mehrere wasserundurchlässige Palisadenzellschichten in Samen- oder Fruchthüllen verursacht. Vor der Keimung muss die Samen- oder Fruchthülle von Arten mit PY durchlässig werden, um Wasser aufzunehmen. Das Aufbrechen von PY beinhaltet die Bildung einer oder mehrerer kleiner Öffnungen (Wasserlücke) in einem morphoanatomisch spezialisierten Bereich in Samen oder Früchten, der als Wasserlückenkomplex bekannt ist. Zwölf verschiedene Wasserspaltregionen in sieben Familien wurden zuvor charakterisiert. Die Wasserspaltregionen waren jedoch bei Cucurbitaceae nicht charakterisiert worden; Klade Cladrastis von Fabaceae; Unterfamilien Bombacoideae, Brownlowioideae und Bythnerioideae von Malvaceae; Nelumbonaceae; Unterfamilie Sapindoideae von Sapindaceae; Rhamnaceae; oder Surianaceae. Das primäre Ziel dieser Studie war es, die Wasserspalten dieser Taxa zu identifizieren und zu beschreiben und alle bekannten Wasserspaltregionen basierend auf ihren morphoanatomischen Merkmalen zu klassifizieren. Die physische Ruhephase wurde bei 15 Arten unterbrochen, indem Samen oder Früchte unter Laborbedingungen nasser oder trockener Hitze ausgesetzt wurden. Wasserlückenregionen von Früchten und Samen wurden identifiziert und durch Verwendung von Mikrotomschnitten, Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie, Farbstoffverfolgung und Blockierungsexperimenten charakterisiert. Zehn neue Wasserspaltregionen wurden in sieben verschiedenen Familien identifiziert, und zwei zuvor hypothetische Regionen wurden bestätigt. Wasserspaltkomplexe bestehen aus (1) einer Öffnung, die sich bildet, nachdem PY gebrochen ist; (2) eine spezialisierte Struktur, die die Lücke verschließt; und (3) assoziierte spezialisierte Gewebe. Bei einigen Arten ist mehr als eine Öffnung an der anfänglichen Wasseraufnahme beteiligt. Basierend auf morphoanatomischen Merkmalen wurden drei grundlegende Wasserspaltkomplexe (Typ-I, -II und -III) bei Arten mit PY in 16 Familien identifiziert. Abhängig von der Anzahl der an der anfänglichen Aufnahme beteiligten Öffnungen wurden die Wasserspaltkomplexe in einfache und zusammengesetzte Komplexe unterteilt. Das vorgeschlagene Klassifizierungssystem ermöglicht das Verständnis der Beziehungen zwischen den Wasserspaltkomplexen von taxonomisch nicht verwandten Arten mit PY.
