Unterschiedliche Mechanismen der verminderten Wachstumsleistung bei Betula ermanii-Setzlingen aus Höhenlagen und niedrigen Breitengraden

Pflanzenarten sind in ihren bevorzugten Klimazonen verbreitet, und Pflanzen, die am Rande ihres natürlichen Verbreitungsgebiets wachsen, zeigen oft ein schlechtes Wachstum, wenn sie in eine andere Umgebung umgesiedelt werden. Dieses Phänomen wird auf zwei Faktoren zurückgeführt: 1) Die Umgebung am Rande des Verbreitungsgebiets ist für die Art extrem, was dazu führt, dass sie ihre Anpassungsfähigkeit an eine andere Umgebung verliert, und 2) die geringe Größe und Isolation der Population macht sie zu einem Problem anfällig für Inzucht und genetische Drift. Die spezifischen Mechanismen, durch die diese beiden Faktoren zu einem verringerten Wachstum führen, sind jedoch nicht vollständig verstanden.

in dieser StudieForscher der Universität Tsukuba sammelten Setzlinge von Betula ermanii, einer Baumart, die in den alpinen Gebieten Japans vorkommt, an 11 Standorten im ganzen Land. Sie führten standortspezifische Untersuchungen an acht Standorten in ganz Japan durch, um das Wachstum der Setzlinge zu vergleichen und den Zusammenhang zwischen klimatischen Bedingungen und genetischen Eigenschaften zu untersuchen. Sie veröffentlichten ihre Ergebnisse in der Zeitschrift Vererbung.

Die Ergebnisse zeigten, dass Setzlinge aus der Waldgrenze der Zentralalpen geringere Überlebensraten und Populationsgrößen aufwiesen. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass sich Setzlinge von der Kii-Halbinsel, der südlichen Grenze der Verbreitung, genetisch von anderen Populationen unterscheiden und geringere Wachstumsraten aufweisen. Auch die Population von B. ermanii auf der Kii-Halbinsel wies eine geringe genetische Vielfalt auf, was auf Inzucht hindeutet.

Es wird angenommen, dass Sämlinge aus den Zentralalpen aufgrund ihrer Anpassung an die Niedertemperaturumgebung der Baumgrenze und der Selektion auf kleinere Individuengrößen in verschiedenen Umgebungen ein schlechtes Wachstum aufweisen.

Umgekehrt wird angenommen, dass die Population der Kii-Halbinsel durch genetische Drift und Inzucht beeinträchtigt wird, was zu verringerten Überlebens- und Wachstumsraten führt. Somit kann das verminderte Überleben und Wachstum von B. ermanii-Setzlingen, die vom Rand der Verbreitung stammen, auf diese beiden unterschiedlichen Mechanismen zurückgeführt werden.

Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass Populationen, die am Rande ihres natürlichen Verbreitungsgebiets wachsen, mit dem Fortschreiten der globalen Erwärmung wahrscheinlich verschwinden werden, was die Notwendigkeit sofortiger Schutzmaßnahmen unterstreicht.