Pflanzen im Cerrado kombinieren mindestens zwei Strategien, um Feuer zu überleben, wie eine Studie zeigt

In einem Artikel veröffentlicht im Tagebuch FloraForscher der São Paulo State University (UNESP) in Brasilien untersuchen einige der Strategien, die Pflanzen im Cerrado, dem savannenähnlichen Biom Brasiliens, über Äonen der Evolution entwickelt haben, um sich zu schützen und nach einem Brand schnell wieder zu sprießen.

Der Artikel wird von der Zeitschrift als „Highlighted Student Research“ ausgezeichnet. Der erste Autor ist Marco Antonio Chiminazzo, ein Ph.D. Kandidat bei UNESP in Rio Claro. Die Co-Autoren sind Alessandra Fidelis, Professorin in der Abteilung für Biodiversität am Rio Claro Institute of Biosciences (IBRC-UNESP); Aline Bombo, Postdoktorandin an derselben Institution, und Tristan Charles-Dominique, Forscher an der Pariser Sorbonne und der Universität Montpellier in Frankreich. Alle drei sind Chiminazzos Betreuer für die Abschlussarbeit.

„Feuer spielt eine wichtige Rolle in der Geschichte der Savannenvegetation des Cerrado. Um Brände zu überleben, haben diese Pflanzen verschiedene Strategien entwickelt, die die verschiedenen Abstammungslinien im Laufe eines langen Evolutionsprozesses verfeinert haben“, sagte Chiminazzo.

„Seit wir mit der Erforschung des Bioms begonnen haben, wissen wir, dass die Cerrado-Pflanzen eine dicke Rinde haben, um ihr inneres Gewebe zu schützen. Sie verfügen außerdem über eine Vielzahl unterirdischer Organe, die es ihnen ermöglichen, neu zu sprießen, da sie durch die Lage unter der Oberfläche geschützt sind.“ Diese beiden Strategien erfordern jedoch, dass Pflanzen viele Ressourcen einsetzen. Unsere zentrale Frage war, ob sie beides gleichzeitig tun können – ob typische Arten des Cerrado mit unterirdischen Organen auch in der Lage sind, erhebliche Mengen an oberirdischen Organen zu produzieren. gemahlene Rinde.

Die Forscher wollten außerdem herausfinden, ob es Unterschiede zwischen klonalen und nicht-klonalen Arten hinsichtlich der Rindenproduktion und des Knospenschutzes gibt und ob die maximale Höhe mit der Fähigkeit zur klonalen Vermehrung zusammenhängt, da klonale Pflanzen aufgrund ihrer Ressourcen im Allgemeinen kleiner sind Wird verwendet, um sowohl das vertikale als auch das laterale Wachstum voranzutreiben.

„Der erste Schritt war eine Durchsicht der Literatur, um Holzarten im Cerrado zu identifizieren, deren unterirdische Organe und oberirdische Rindenproduktionsraten beschrieben wurden. Anschließend gingen wir aufs Feld, um Pflanzen in Graslandflächen zu graben und zu sammeln.“ verstreute Sträucher [campo sujo] und dichtes Wald- oder Buschland [cerrado sensu stricto] um ihre Organe zu analysieren“, sagte Chiminazzo. Die Exkursionen führten zur Santa Bárbara Ecological Station, einer Umweltschutzeinheit in Águas de Santa Bárbara im Bundesstaat São Paulo.

„Wir haben die Arten nach Klonalität oder Nicht-Klonalität und nach Arten von unterirdischen Organen gruppiert, insbesondere nach holzigen Rhizomen, die das klonale Wachstum fördern, oder nach Xylopodien und Wurzelkronen, die dies nicht tun“, sagte er.

Durch den Vergleich unterirdischer Organe und Rindenproduktionsraten konnten die Autoren der Studie zeigen, dass Pflanzenarten im Cerrado große Mengen Rinde produzieren können (bis zu 0,9 Millimeter pro Wachstumseinheit) und sich gleichzeitig unterirdisch entwickeln können. Bodenorgane, die auf die Neuausbreitung spezialisiert sind. Mit anderen Worten: Sie können sich vor Bränden schützen, indem sie einen großen Teil ihrer Biomasse unter der Erde verstecken.

„Wir haben auch eine klare Trennung zwischen klonalen Arten und Arten festgestellt, die während ihres gesamten Lebenszyklus denselben Raum einnehmen [in a phenomenon termed on-spot persistence]. Insbesondere klonale Arten mit holzigen Rhizomen tendieren dazu, mehr Rinde zu produzieren, sich besser zu schützen und größer zu werden als Arten mit Xylopodien und Wurzelkronen“, sagte er.

Diese Unterschiede legen nahe, dass die Pflanzen zwei unterschiedliche Strategien für das Keimen aus unterirdischen Knospen entwickelt haben: klonales Wachstum, verbunden mit einem erheblichen Aufwand zum Schutz der Luftzweige; und Beständigkeit vor Ort, möglicherweise verbunden mit einem stärkeren Fokus auf den Schutz der Knospen in Organen unter der Erde.

„Die Ergebnisse zeigen, dass Pflanzen im Cerrado in der Lage sind, in verschiedene Strategien zu investieren, um sich vor Feuer zu schützen“, sagte Bombo. „Die übliche Ansicht ist, dass sie entweder in oberirdische oder unterirdische Strategien investieren. Die Fähigkeit, in beide zu investieren, spiegelt das Ausmaß wider, in dem sich Gehölze an Feuer im Cerrado angepasst haben. Es gibt sowohl oberirdische als auch unterirdische Feuerstrategien für.“ Regeneration und Persistenz ermöglichen es diesen Arten, Feuerereignisse unterschiedlicher Intensität zu überleben.“

Zu den nächsten Schritten gehört die Untersuchung, welche Brandregime Regenerations- und Persistenzstrategien aus der Luft, unter der Erde oder in einer Kombination aus beidem begünstigen. „Dies kann uns helfen, die Unterschiede zwischen ober- und unterirdischen Kohlenstoffvorräten im Cerrado besser zu verstehen“, sagte Bombo. „Darüber hinaus wird ein Vergleich mit verschiedenen Savannen auf der ganzen Welt zeigen, ob die Ergebnisse dieser Studie möglicherweise auch auf andere Arten von Vegetation anwendbar sind, die Feuerereignissen ausgesetzt sind.“

Bedrohtes Biom

Der Cerrado ist heute das am stärksten bedrohte Biom Brasiliens. Die Entwaldung im Amazonasgebiet ist im Jahr 2023 deutlich zurückgegangen, während die Zerstörung der einheimischen Vegetation im Cerrado ein Rekordniveau erreicht hat. In den ersten fünf Monaten des Jahres stieg er im Vergleich zu Januar-Mai 2022 um 35 %.

Der Anstieg entsprach einer Zerstörung von 3.532 Quadratkilometern. Diese Zahlen des Nationalen Weltraumforschungsinstituts (INPE) sind äußerst alarmierend, da der Cerrado die Savanne mit der größten Artenvielfalt der Welt ist, 33 % der Artenvielfalt Brasiliens beherbergt und der Geburtsort der drei größten Flusseinzugsgebiete Südamerikas ist.

Während die Zerstörung voranschreitet, wurden wichtige wissenschaftliche Untersuchungen durchgeführt, um vorherzusagen und Brandausbreitung verhindern oder Feuer als Landmanagement nutzen und Naturschutzstrategie.phys.org/news/2023-04-trees-sa … as-cerrado-bark.html

Andere Studien haben auch die außergewöhnliche Widerstandsfähigkeit und Regenerationskraft der Cerrado-Pflanzenarten hervorgehoben, die sich über Millionen von Jahren in der Gegenwart von Feuer entwickelt haben.