idw – Informationsdienst Wissenschaft
Nachrichten, Termine, Experten
Nachrichten, Termine, Experten
Wie passen sich Pflanzen an Trockenheit und Hitze an? Neue Studien zu Pflanzen der Kanarischen Inseln zeigen, dass Anpassung nicht durch ein einzelnes Merkmal bestimmt wird, sondern durch das Zusammenspiel ganzer Eigenschaftspakete. Selbst nahverwandte Pflanzen können dabei sehr unterschiedliche Wege einschlagen.
Offenbar sind die Überlebensstrategien sukkulenter Pflanzen deutlich vielfältiger als nur ein an Wassermangel angepasster Photosynthese-Mechanismus. Vielmehr entwickeln Pflanzen in Trockengebieten ein ganzes Bündel an zusätzlichen Eigenschaften, um optimal an ihre Umwelt angepasst zu sein. In Klimakammer-Versuchen im Botanischen Garten München-Nymphenburg fanden Forschende nun heraus, dass selbst nahverwandte Pflanzen vom selben Standort teilweise sehr unterschiedliche Eigenschaften und Merkmale kombinieren.
Zwei Forschungsteams um Prof. Dr. Gudrun Kadereit, Dr. Thibaud Messerschmid und Dr. Jessica Berasategui an den Staatlichen Naturwissenschaftlichen Sammlungen Bayerns (SNSB) untersuchten die Dickblattgewächs-Gattungen Aeonium und Aichryson, beide heimisch auf den Kanarischen Inseln. Beide Pflanzengattungen nutzen die wassersparende sogenannte CAM-Photosynthese (Crassulaceen-Säure-Stoffwechsel), die man auch von Kakteen kennt. Dabei schließen die Pflanzen die Spaltöffnungen ihrer Blätter am trocken-heißen Tag und „atmen“ nur nachts.
Die Versuche zeigten nun, mit welchen zusätzlichen Anpassungen sich die Pflanzen vor Austrocknung schützen. So verfügen Aeonium-Pflanzen über einen ausgeprägten Schutzmechanismus: Je stärker die CAM-Photosynthese in diesen Pflanzen abläuft, desto stärker schützt die dünne wachsartige Schicht auf ihren Blattoberflächen, die Kutikula, vor Wasserverlust. „Unsere Vergleiche von 80% aller Aeonium-Arten haben den Zusammenhang zwischen diesen scheinbar unabhängigen Merkmalen offengelegt. Ganz offensichtlich hat sich diese Anpassungsstrategie im Lauf der Evolution bereits etabliert und stabilisiert“, so Dr. Thibaud Messerschmid, Experte für Kakteen und Sukkulenten im Botanischen Garten.
Pflanzen der ebenfalls kanarischen Gattung Aichryson variieren ihren Umgang mit Trockenheit je nach Standort: Manche Arten sind an feuchtere, andere an trockenere Regionen angepasst. Gewächse aus feuchten Klimaten haben stets einen kurzen Lebenszyklus und manche davon verloren gar ihre Fähigkeit, die CAM-Photosynthese optional einzuschalten. Aichryson-Pflanzen in trockenen Regionen haben hingegen – neben einer stärkeren CAM-Photosynthese – zusätzlich eine mehrjährige Lebensweise, strauchförmigen Wuchs sowie einen starken Transpirationsschutz durch ihre Kutikula.
„Inselgruppen wie die Kanaren sind für uns optimale ‚natürliche Labore der Evolution‘. Wir beobachten ganz verschiedene Überlebensstrategien unter den Pflanzenarten, die dort entstanden sind, als Anpassung an sehr diverse Umweltbedingungen. Unsere Ergebnisse sind im Kontext des Klimawandels besonders relevant. Sie verdeutlichen, dass die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegenüber Trockenheit und Hitze nicht nur von extremen Anpassungen abhängt, sondern auch von Flexibilität. Wir sehen, dass es mehrere evolutionäre Wege gibt, um Umweltveränderungen zu begegnen“, so Dr. Jessica Berasategui, Erstautorin der Aichryson-Studie.
Dr. Thibaud Messerschmid
SNSB - Botanischer Garten München Nymphenburg
Tel.: 089 17861 370
E-Mail: messerschmid@snsb.de
Dr. Jessica Berasategui
SNSB – Botanische Staatssammlung München
& LMU München, Fakultät für Biologie
E-Mail: berasategui@snsb.de
Messerschmid, T.F.E., de Vos, J.M., Hamburger, S.E., Berasategui, J.A. and Kadereit, G. (2026), Stronger expression of crassulacean acid metabolism (CAM) requires effective cuticular transpiration barriers but not necessarily strong succulence. New Phytol 249: 2760–2775 https://doi.org/10.1111/nph.70909
Berasategui, J. A., Messerschmid, T. F. E., Abrahamczyk, S., Bañares-Baudet, Á., Bobon, N., and Kadereit G. (2026). Evolutionary Changes in Crassulacean Acid Metabolism (CAM) and Related Traits During the Diversification of Aichryson (Crassulaceae) on the Macaronesian Islands. Ecology and Evolution 16, no. 1: e72864. https://doi.org/10.1002/ece3.72864
https://www.snsb.de - Staatliche Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns (SNSB)
https://botmuc.snsb.de - SNSB-Botanischer Garten München-Nymphenburg
Aichryson parlatorei am natürlichen Standort im oberen Bereich des Barranco del Carrizal, Ge-meinde ...
Source: Jessica Berasategui
Copyright: SNSB
Aeonium cuneatum am natürlichen Standort im Unterholz eines Lorbeerwaldes im Anaga-Gebirge Teneriffa ...
Source: Thibaud Messerschmid
Copyright: SNSB
Criteria of this press release:
Journalists, Scientists and scholars, Students, Teachers and pupils, all interested persons
Biology, Environment / ecology, Oceanology / climate
transregional, national
Miscellaneous scientific news/publications, Research results
German
You can combine search terms with and, or and/or not, e.g. Philo not logy.
You can use brackets to separate combinations from each other, e.g. (Philo not logy) or (Psycho and logy).
Coherent groups of words will be located as complete phrases if you put them into quotation marks, e.g. “Federal Republic of Germany”.
You can also use the advanced search without entering search terms. It will then follow the criteria you have selected (e.g. country or subject area).
If you have not selected any criteria in a given category, the entire category will be searched (e.g. all subject areas or all countries).
