Forschen gehen: Zur Verholzung von Pflanzen auf Inseln

Was führt zur Verholzung auf Inseln? das hat ein deutsch-niederländisches Forschungsteam herausgefunden.
Verstärkte Trockenheit, das Fehlen von Fressfeinden und Abgeschiedenheit bilden die wichtigsten Gründe dafür, dass Pflanzen auf Inseln dazu neigen, zu verholzten Wuchsformen überzugehen. Daneben wirken jedoch auch andere Faktoren darauf hin, eine krautige Form aufzugeben – je nach Lage der Inseln, auf der die betroffenen Arten heimisch sind.
Das hat eine deutsch-niederländische Forschungsgruppe unter Federführung des Marburger Biologen Prof. Dr. Alexander Zizka herausgefunden, indem sie Daten von 375 Inseln zusammengetragen und analysiert hat. Das Team berichtet in der Wissenschaftszeitschrift „PNAS“ über seine Ergebnisse.
Das Leben auf Inseln entwickelt sich anders als auf Kontinenten. So nimmt die Körpergröße von Tieren ab. Kräuter neigen dazu, eine holzige Wuchsform zu entwickeln.
„Die Verholzung ist einer der auffälligsten Aspekte der Inselflora“, erklärte Zizka. Der Biologe von
der Philipps-Universität ist der Leitautor des Fachaufsatzes. „Berühmte Beispiele sind die hawaiianischen Silberschwertgewächse und Holzveilchen sowie die Gänsedisteln und Natternkopfgewächse auf den zentralatlantischen Vulkaninseln Makaronesiens“, erläuterte er.
Was führt dazu, dass sich auf Inseln gehäuft verholzte Arten aus krautigen Vorläufern entwickeln? Die Wissenschaft hat seit Charles Darwin verschiedene Gründe dafür ausgemacht. Unter anderem sind das ein günstiges Jahreszeitenklima, verstärkte Trockenheit, das Fehlen großer Pflanzenfresser und den Wettbewerb um Sonnenlicht.
„Die vorliegenden Informationen darüber, unter welchen Bedingungen Verholzung auf Inseln vorliegt, reichten jedoch bisher nicht aus, um die möglichen Ursachen zu überprüfen“, legte Mitverfasser Prof. Dr. Frederic Lens vom Naturalis Biodiversitätszentrum in Leiden dar. Um herauszufinden, welche der Gründe zutreffen, stellte das Team einen Datensatz holziger Arten von Bedecktsamern zusammen, die auf Inseln vorkommen und krautige Vorfahren haben. Die Forschungsgruppe nutzte darüber hinaus bestehende Datensammlungen, um mehr darüber zu erfahren, welche Übergänge von der krautigen zur holzigen Wuchsform auf den Inseln vorgekommen sind.
Wie oft hat sich Verholzung auf Inseln entwickelt? In welchen Abstammungslinien tritt sie auf? Ist sie gleichmäßig über alle Inseln verteilt? Lassen sich die Gründe für den Übergang bestimmen, treffen sie auf alle Inseln gleichermaßen zu?
„Insgesamt identifizierten wir 1.097 holzige Arten mit krautigen Vorfahren auf 375 Inseln“, berichtete Zizka. „Aus den Informationen lässt sich ableiten, dass es mindestens 175-mal zum Übergang von einer krautigen zu einer holzigen Wuchsform gekommen ist.“
Das Team zog Daten über die Artenzusammensetzung, das Klima und die Umweltbedingungen heran, um die bestehenden Hypothesen zu testen. „Das Fehlen von Pflanzenfressern und die verstärkte Trockenheit passen am besten mit dem Vorkommen von Verholzung auf Inseln zusammen“, lautet das Ergebnis.“
Dabei gibt es jedoch Unterschiede je nach Lage der Inseln: Liegen diese im Ozean, so wirkt sich das Jahreszeitenklima am förderlichsten auf die Verholzung aus. Bezieht man hingegen Inseln im Randbereich der Kontinente ein, so kommt den fehlenden Fressfeinden und der Abgeschiedenheit neben der Trockenheit die größte Bedeutung zu.
„Unsere Ergebnisse zeigen Inseln als natürliche Laboratorien der Evolution“, fasste Zizka zusammen. „Ähnliche Umweltbedingungen führten hier dazu, dass sich ähnliche Merkmale mehrmals – unabhängig voneinander – entwickelt haben.“
Zizka leitet die Arbeitsgruppe Biodiversität der Pflanzen an der Philipps-Universität. Die Arbeit zur insularen Verholzung hat er als Mitarbeiter am Deutschen Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig begonnen.
Neben ihm und Prof. Dr. Frederic Lens vom Naturalis Biodiversitätszentrum in Leiden beteiligten sich Wissenschaftler sowie eine Wissenschaftlerin der Universitäten Leipzig, Göttingen, Bayreuth und Halle-Wittenberg an der Forschungsarbeit. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) förderte die Studie insbesondere über iDiv.

* pm: Philipps-Universität Marburg

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