Rorippa elata-Proben und gemeinsame Gartenversuchsstandorte. Experimentelle Proben von R. elata-Genotypen werden als farbige Punkte aus dem südlichen (rot) und nördlichen (blau) HDM dargestellt, wobei graue Punkte Standorte zeigen, die sich über artenweite Vorkommen erstrecken. Farbige Sterne stellen Standorte von Gemeinschaftsgärten in geringer Höhe (grün; XMG, 2.843 m) bzw. großer Höhe (orange; PNP, 3.867 m) dar. Das rechte Feld stellt die Höhenverteilung auf Artenebene dar. Die orangefarbenen und grünen gepunkteten Linien stellen die Höhenlagen üblicher Hoch- und Tiefgärten dar. Kredit: Zeitschrift für Pflanzenökologie (2024). DOI: 10.1093/jpe/rtae048
Das im Südwesten Chinas gelegene Hengduan-Gebirge (HDM) ist einer der Biodiversitäts-Hotspots der Welt und zeichnet sich durch eine vielfältige Topographie und eine außergewöhnlich hohe Artenvielfalt in den Bergen aus. Rorippa elata (Brassicaceae) ist eine in der HDM-Zone endemische krautige Pflanze und stellt ein ideales Material zur Untersuchung der alpinen Anpassung dar.
In einer im veröffentlichten Studie Zeitschrift für PflanzenökologieForscher des Xishuangbanna Tropical Botanical Garden (XTBG) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften erklärten, wie die Alpenpflanze Rorippa elata ihre phänotypischen Merkmale anpasste, um sich an Umweltveränderungen in verschiedenen Höhenlagen anzupassen.
Durch gemeinsame Gartenexperimente enthüllten die Forscher die Arten und phänotypischen Grundlagen seiner Anpassungsstrategien und bewerteten den Beitrag verschiedener Effekte zu seiner phänotypischen Variation.
Zwischen 2021 und 2022 beprobten sie 37 Genotypen aus repräsentativen HDM-Populationen in verschiedenen Höhen (2.800 m vs. 3.800 m) und maßen neun adaptiv verknüpfte Phänotypen, darunter die Blührate und den Pflanzenglycosidgehalt.
Mit statistischen Methoden wie linearen gemischten Modellen bewerteten sie die Beiträge der Umwelt oder des Genotyps zur phänotypischen Variation bei Rorippa elata und identifizierten wichtige Umweltfaktoren, die die Anpassungsfähigkeit beeinflussen.
Die Ergebnisse zeigten, dass die phänotypische Variation von Rorippa elata gemeinsam durch Umwelteinflüsse und Genotyp-Umwelt-Interaktionseffekte beeinflusst wurde. Die Breitengradheterogenität wurde als zentrale Umweltvariable identifiziert und erklärt 32 % der adaptiven phänotypischen Variation. Rorippa elata passt sich an die Höhenlage an, indem es seine phänotypischen Merkmale anpasst. Zu diesen Merkmalen können Wachstumsrate, Blattgröße, Photosyntheseeffizienz usw. gehören.
Genotypen aus dem nördlichen Teil des Hengduan-Gebirges zeigten eine höhere Plastizität bei morphologischen Phänotypen wie der Blührate, während Genotypen aus verschiedenen Höhenlagen im südlichen Teil des Hengduan-Gebirges eine signifikante lokale Anpassungsfähigkeit bei metabolischen Phänotypen wie dem Glykosidgehalt von Senföl zeigten.
„Unsere Studie wird einen Rahmen zum Verständnis der Anpassungsstrategie alpiner Pflanzen und zur Förderung der Erhaltung der biologischen Vielfalt in den Bergen bieten“, sagte Xing Yaowu von XTBG.
Mehr Informationen:
Zhi-Qiang Du et al., Auswirkungen von Umwelt und Genotyp durch Umweltinteraktion auf den Phänotyp von Rorippa elata (Brassicaceae), einer im Hengduan-Gebirge endemischen Alpenpflanze, Zeitschrift für Pflanzenökologie (2024). DOI: 10.1093/jpe/rtae048
Zur Verfügung gestellt von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften
Zitat: Studie zeigt, dass sich endemische Pflanzen an große Höhen anpassen, indem sie phänotypische Merkmale anpassen (17. Juni 2024), abgerufen am 17. Juni 2024 von https://phys.org/news/2024-06-endemic-high-altitude -adjusting-phenotypical.html
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