Wie Blumen den Wasserhaushalt verschiedener Angiospermenzweige aufrechterhalten

Blumen spielen eine wesentliche Rolle bei der Erhaltung der genetischen Stabilität einer Art. Das Verständnis, wie Blumen Wassernutzungsstrategien regulieren, um sich an ihre Umgebung anzupassen, ist für ein besseres Verständnis der Blütenentwicklung und der Wechselwirkungen zwischen Pflanze, Bestäuber und Umwelt von entscheidender Bedeutung. Allerdings sind die Mechanismen, mit denen Blüten den Wasserhaushalt in allen Angiospermenzweigen aufrechterhalten, nur unzureichend verstanden.

In einer Studie veröffentlicht in PflanzenbiologieForscher des Xishuangbanna Tropical Botanical Garden (XTBG) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften untersuchten die Unterschiede in den Blumenwassernutzungsstrategien zwischen basalen Angiospermen und abgeleiteten Gruppen (Monokolysen und Dikotyledonen).

Sie haben 29 Blütenmerkmale im Zusammenhang mit Wassertransport, -speicherung und -verlust bei 24 Arten aus der ANA gemessen [Amborellales (A), Nymphaeales (N), Austroballeyales (A)] Klasse, Magnoliiden, Monokotyledonen und Eudikotyledonen.

Sie fanden heraus, dass es einen starken Zusammenhang zwischen der hydraulischen Struktur und Funktion der Blüten gibt, dieser Zusammenhang unterscheidet sich jedoch zwischen basalen Angiospermen und Monokotylen/Eudikotylen. Basale Angiospermen zeigten Blütenmerkmale, die mit höheren Wasser- und Kohlenstoffkosten verbunden sind, wie z. B. die Stomatadichte der Blütenblätter, den Stomataporenflächenindex, den hydraulischen Stieldurchmesser, den maximalen Gefäßdurchmesser und die theoretische hydraulische Leitfähigkeit.

Umgekehrt wiesen Monokotyledonen und Eudikotyledonen höhere Werte für Merkmale auf, die mit geringeren Kohlenstoffkosten verbunden sind, mit höheren Werten für Merkmale wie die Größe der epidermalen Blütenblattzellen, die Dicke der adaxialen Epidermis der Blütenblätter und die Verstärkung der Gefäßwand des Blütenstiels.

Darüber hinaus gab es signifikante Unterschiede in der Koordination und den Kompromissen zwischen Blütenmerkmalen bei basalen Angiospermen, Monokotyledonen und Eudikotyledonen. Die Korrelation zwischen der theoretischen hydraulischen Leitfähigkeit des Stiels und der Gefäßdichte des Stiels war nur bei basalen Angiospermen negativ, während die Korrelation zwischen der theoretischen hydraulischen Leitfähigkeit des Stiels und der Gefäßwandverstärkung nur bei einkeimblättrigen und eudikotylen Pflanzen negativ war.

Darüber hinaus gab es starke Korrelationen zwischen reproduktiven und hydraulischen Merkmalen bei Blumen, was darauf hindeutet, dass Änderungen in der Verfügbarkeit von Wasserressourcen die Pflanzenreproduktion erheblich beeinflussen können.

Die Forscher kamen daher zu dem Schluss, dass basale Angiospermen den Wasserhaushalt bei hoher Wasserverfügbarkeit aufrechterhalten, während Monokotyledonen und Eudikotyledonen einen konservativeren Wasserhaushalt aufrechterhalten.

„Unsere Ergebnisse offenbaren systematisch die Variation der wirtschaftlichen und hydraulischen Merkmale von Blüten aus verschiedenen Angiospermenzweigen und vertiefen so unser Verständnis der Strategien zur Blütenwassernutzung bei diesen Pflanzentaxa“, sagte Zhang Jiaolin von XTBG.