Ein Forscherteam hat zehn Jahre lang die Anpassung an den Klimawandel von Kreuzblütlern beobachtet. Die Wissenschaftler sind zu einem aus ihrer Sicht überraschenden Ergebnis gekommen.
Eine Pflanzenart kann sich im Laufe der Evolution weiterentwickeln und ihren Umgang mit Wassermangel an neue Umweltbedingungen anpassen. Das ist das Ergebnis einer Langzeitstudie der Universität Tübingen zusammen mit Wissenschaftlern aus Münster und Hildesheim sowie der renommierten Professorin Juliette de Meaux von der Universität Köln. Doch nicht alle Pflanzen reagieren gleich auf den Klimawandel.
Klimawandel wurde künstlich über zehn Jahre „nachgestellt“
Über einen Studienzeitraum von zehn Jahren wurde der Niederschlag für ganze Pflanzengemeinschaften manipuliert, entweder durch zusätzliche Bewässerung oder durch die Reduzierung des Niederschlags mit speziellen Regenschutzanlagen. Vier Standorte in Israel entlang eines sehr steilen Niederschlagsgradienten wurden dabei in das Experiment eingebunden. „Solche Langzeitversuche werden selten durchgeführt. Deshalb gibt es auch kaum Studien, in denen die Evolution der Pflanzen unter naturnahen Bedingungen untersucht werden kann“, erklärt Studienleiterin Professorin Dr. Katja Tielbörger.
Untersucht wurde die Pflanze Biscutella didyma, die wie zum Beispiel Kohlarten oder Raps, zu den Kreuzblütlern gehört. Die Pflanzenart wächst in extremen Wüsten bis hin zu feuchten Mittelmeerregionen. Die Forscher beobachteten, dass innerhalb von nur neun Jahren Pflanzen, die ursprünglich an feuchtere Bedingungen angepasst waren, eine frühere Blütezeit entwickelten, wenn sie eine geringere Wasserversorgung hatten.
Kreuzblütler reagieren unterschiedlich
Juliette de Meaux bewertete zusammen mit ihrem Kölner Kollegen Hannes Dittberner die Dichte der Spaltöffnungen, bei der die Anpassung weniger typisch ausfiel. „Es hat uns erstaunt, dass die untersuchten Kreuzblütler Biscutella didyma in der Anpassung an trockene Bedingungen eine geringere Spaltöffnungsdichte aufweisen. Denn wir haben zuvor bei einem anderen Kreuzblütler, der Ackerschmalwand Arabidopsis thaliana, das umgekehrte Muster beobachtet“, so de Meaux. Die Ackerschmalwand ist in unseren Breitengraden als Schotenkresse oder Gänserauke bekannt und gilt in der Landwirtschaft als Unkraut. „Für uns deutet dies darauf hin, dass das lebenswichtige Merkmal der Spaltöffnung je nach Ökologie der Pflanzenart unterschiedlich anpassungsfähig ist.“
Fazit des Studienteams: Obwohl die Botanikerinnen und Botaniker zeigen, dass Pflanzen sich in wichtigen Merkmalen zügig an den Wassermangel anpassen, gibt es Merkmale, die nicht mit dem Klimawandel Schritt halten und somit die vollständige Anpassung bremsen können. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler halten es für notwendig, die genetischen Grundlagen für pflanzliche Anpassungen an Umweltveränderungen intensiver zu erforschen, um damit besser verstehen zu können, warum manche Merkmale sich schneller anpassen können als andere.