Das Xylem des Pflanzenstamms erfüllt mehrere wichtige Funktionen. Die Aufklärung der Koordination oder der Kompromisse zwischen Xylemfunktionen ist entscheidend für das Verständnis der ökologischen Strategie und Anpassung von Pflanzen an verschiedene Umgebungen. Allerdings bleibt ungeklärt, wie Xylemzellgewebe ihre Funktionen bei verschiedenen Wachstumsformen beeinflusst.
In eine Studie veröffentlicht in der Amerikanisches Journal für BotanikForscher des Xishuangbanna Tropical Botanical Garden (XTBG) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften untersuchten die Variationen und Zusammenhänge im Wassertransport, der mechanischen Unterstützung und den Speicherfunktionen des Stamm-Xylems zwischen Lianen und Bäumen in drei verschiedenen Ökosystemen im Südwesten Chinas.
Die Forscher haben 18 Xylem-Funktionsmerkmale im Zusammenhang mit Wassertransport, mechanischer Unterstützung und Speicherung in 15 Lianenarten und 16 Baumarten an drei verschiedenen Standorten gemessen, darunter einem tropischen Regenwald, einer heißen und trockenen Talsavanne und einem subtropischen immergrünen Laubwald in Yunnan Provinz, Südwestchina.
Sie analysierten Unterschiede in den funktionellen Merkmalen des Stamm-Xylems zwischen Lianen und Bäumen, identifizierten Schlüsselmerkmale, die mit diesen Funktionen verbunden sind, und untersuchten die Beziehungen zwischen Wassertransport, mechanischer Unterstützung und Speicherfunktionen in beiden Wachstumsformen.
Die Ergebnisse zeigten unterschiedliche ökologische Strategien zwischen Lianen und Bäumen, wobei Lianenarten eine höhere hydraulische Effizienz und Baumarten eine größere mechanische Festigkeit aufwiesen. Variationen in den hydraulischen und mechanischen Merkmalen der Stängel hingen sicherlich neben der Wachstumsform und dem Lebensraum auch mit der Xylemstruktur zusammen, während Variationen in den Merkmalen der Stängellagerung hauptsächlich mit dem Standort (Umwelt) zusammenhingen. Stärke und löslicher Zucker scheinen Lianen dabei zu helfen, sich an veränderte Umweltbedingungen anzupassen.
Bei Lianen gibt es einen konsistenten Kompromiss zwischen der Wassertransportkapazität und der mechanischen Unterstützung durch Xylem, im Gegensatz zu Bäumen, wo solche Kompromisse weniger häufig oder selten sind. Darüber hinaus sind die Beziehungen zwischen Wassertransport- und Speicherfunktionen sowohl in Lianen als auch in Bäumen komplex und vielschichtig.
„Unsere Studie befasst sich mit der bestehenden Lücke in der Forschung zu Speicherfunktionen verschiedener Pflanzenarten in verschiedenen Umgebungen. Sie liefert wertvolle Erkenntnisse darüber, wie sich Pflanzen an Umweltveränderungen anpassen und welche unterschiedlichen ökologischen Strategien Lianen und Bäume nutzen, um die Anforderungen des hydraulischen Transports auszugleichen. mechanische Unterstützung und Lagerung“, sagte Zhang Jiaolin von XTBG.
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Ke-Yan Zhang et al., Verknüpfungen zwischen Stamm-Xylem-Transport, Biomechanik und Speicherung in Lianen und Bäumen in drei gegensätzlichen Umgebungen, Amerikanisches Journal für Botanik (2024). DOI: 10.1002/ajb2.16290