Was Pflanzen erfolgreich macht
Pflanzenarten aus bestimmten geographischen Regionen sind erfolgreicher darin, sich au?erhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebiets anzusiedeln, als andere – doch warum? Ein internationales Forschungsteam unter Leitung Konstanzer ?kologInnen liefert Antworten. Es untersuchte, wie die ?kologische und evolution?re Geschichte von Pflanzen deren Beziehung zum Menschen und deren Erfolg als invasive Pflanzen beeinflussen kann.
Menschliche Aktivit?ten – wie globaler Handel und Reisen – treiben die weltweite Ausbreitung von Pflanzen über ihre natürlichen Verbreitungsgebiete hinaus voran. Allerdings profitieren nicht alle Arten gleicherma?en von diesen Standortwechseln. Nur einige sind in der Lage, sich in neuen Gebieten dauerhaft zu etablieren. Gelingt dies, sprechen ?kologInnen von ?Naturalisierung“. Daten zu der weltweiten Verbreitung gebietsfremder Pflanzen zeigen, dass Pflanzen aus bestimmten geographischen Herkunftsregionen erfolgreicher bei der Naturalisierung sind als andere.
Die Hypothese des evolution?ren Ungleichgewichts (engl.: evolutionary imbalance hypothesis, EIH) bietet m?gliche Erkl?rungen für dieses Ph?nomen, wurde jedoch auf globaler Ebene noch nicht überprüft. Einem internationalen Forschungsteam um den Biologen Mark van Kleunen von der Universit?t Konstanz ist es nun gelungen, zentrale Vorhersagen dieser Hypothese anhand umfangreicher globaler Daten zu untermauern. In ihrer Studie in Nature Ecology & Evolution entdecken die Forschenden au?erdem verblüffende ?hnlichkeiten zwischen Pflanzen, die erfolgreich Populationen au?erhalb ihres natürlichen Verbreitungsgebiets etablieren, und denen, die als Kulturpflanzen genutzt werden. Dies deutet darauf hin, dass biologische und kulturelle Systeme auf ?hnliche Weise durch biogeografische Faktoren beeinflusst werden.
Charles Darwin als gedanklicher Vater der Hypothese
Im Kern gehen die Ideen der EIH auf ?berlegungen Charles Darwins zurück. ?Darwin schlug vor, dass die ?kosysteme der Erde durch natürliche geographische Grenzen in verschiedene evolution?re Arenen aufgeteilt werden“, berichtet Trevor Fristoe, Erstautor der Studie und ?kologe am Fachbereich Biologie der Universit?t Konstanz. Innerhalb jeder dieser Arenen w?ren die dort lebenden Organismen einzigartigen geographischen und ?kologischen Begebenheiten ausgesetzt, welche die Intensit?t der natürlichen Selektion beeinflussen. ?Das Ergebnis sind 澳门金沙城中心_金沙电子游戏-赌场|官网@e in der absoluten Fitness von Arten, die aus verschiedenen Regionen stammen – evolution?re Ungleichgewichte. Diese wiederum haben Auswirkungen darauf, welche Arten sich eher erfolgreich in neuen Gebieten etablieren, wenn Grenzen wegfallen", führt Fristoe weiter aus.
Aus diesen ?berlegungen leitet die EIH Vorhersagen über die Merkmale globaler Regionen ab, die die Evolution besonders erfolgreicher gebietsfremder Arten f?rdern. Beispielsweise, dass gr??ere Regionen umfangreichere Populationen und eine h?here genetische Vielfalt begünstigen, was eine wirkungsvollere natürliche Selektion erm?glicht. Oder, dass artenreiche Regionen ihre Bewohner auf eine harte Bew?hrungsprobe stellen, bei der sich Arten entwickeln und durchsetzen, die in der Gegenwart einer Vielzahl von Konkurrenten und Feinden überleben k?nnen.
Die aktuelle Studie testete diese Vorhersagen auf globaler Ebene. Die Forschenden bedienten sich hierfür eines beispiellosen Datensatzes, der die natürlichen und gebietsfremden Verteilungen von über 99 Prozent aller bekannten Samenpflanzen berücksichtigte – mehr als 330.000 Arten. Im Einklang mit der EIH konnten sie nachweisen, dass Pflanzen, die aus ausgedehnten, artenreichen Regionen stammten, zu den erfolgreichsten gebietsfremden Pflanzen z?hlen. ?Damit konnten wir zwei zentrale Vorhersagen der EIH auf globaler Ebene untermauern“, betont Mark van Kleunen, Leiter des internationalen Forschungsteams.
Kulturpflanzen zeigen vergleichbares Muster
Darüber hinaus legten die Daten eine bisher unerkannte Verbindung zwischen dem evolution?ren Ungleichgewicht und der wirtschaftlichen Nutzung von Pflanzen durch den Menschen offen: diejenigen Merkmale von Ursprungsgebieten, die zur Selektion besonders erfolgreicher invasiver Pflanzen führen, sind gleicherma?en mit den Arten verknüpft, die der Mensch für die wirtschaftliche Nutzung anbaut. ?Bei sonst gleichen Voraussetzungen entscheiden sich Menschen für den Anbau solcher Pflanzen, die eine h?here ?berlebens-, Wachstums- und Vermehrungsf?higkeit haben. Dadurch entstehen Rückkopplungen, bei denen Arten mit hohem Invasionspotenzial auch eher absichtlich rund um den Globus verbreitet werden. Unsere Studie verdeutlicht diese faszinierenden Zusammenh?nge und zeigt, wie evolution?re Ungleichgewichte in biologischen und kulturellen Systemen sogar zusammenwirken k?nnten", so van Kleunen.
Faktenübersicht:
- Originalpublikation: T. S. Fristoe et al. (2023) Evolutionary imbalance, climate and human history jointly shape the global biogeography of alien plants. Nature Ecology & Evolution; DOI: 10.1038/s41559-023-02172-z
- 澳门金沙城中心_金沙电子游戏-赌场|官网@es Forschungsteam unter Leitung Konstanzer BiologInnen best?tigt zentrale Vorhersagen der ?Hypothese des evolution?ren Ungleichgewichts“ zum Naturalisierungserfolg von Pflanzen aus bestimmten Herkunftsregionen.
- Die Studie berücksichtigt Verteilungsdaten von über 330.000 Pflanzen und damit nahezu aller (99,5%) bekannten Samenpflanzen.
- F?rderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
