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Wie Pflanzen die Welt erobern - Selbstbefruchtung als Schlüsselfaktor für die Ausbreitung nicht-heimischer Pflanzenarten

31.10.2016

Immer mehr Pflanzenarten werden durch den Menschen in neue Gebiete eingeschleppt. Bislang war unklar, welche Rolle Selbstbefruchtung bei der vom Menschen verursachten Ausbreitung von Pflanzen spielt. Ein internationales ForscherInnenteam unter Federführung der Universität Konstanz und unter Beteiligung von Franz Essl vom Department für Botanik und Biodiversitätsforschung der Universität Wien belegt nun erstmals, dass die Fähigkeit zur Selbstbefruchtung Pflanzen hilft, sich global auszubreiten. Die Forschungsergebnisse sind in der aktuellen Ausgabe des renommierten Wissenschaftsjournals "Nature Communications" veröffentlicht.

Über 13.000 Pflanzenarten haben sich mit Hilfe des Menschen außerhalb ihres eigentlichen geographischen Lebensraumes angesiedelt und vermehren sich dort. "Da einige dieser eingeschleppten Arten die Artenvielfalt bedrohen ist es wichtig, Pflanzenmerkmale zu finden, die ihre Ansiedlung steuern", erklärt Franz Essl von der Universität Wien. Bislang waren jedoch nur wenige Merkmale bekannt, die den Ansiedlungserfolg von verschleppten Pflanzen in neuen Gebieten begünstigen.


Ragweed ist nur eine von unzähligen eingeschleppten Pflanzenarten.

Copyright: Franz Essl

Die neue Studie zeigt nun erstmals, dass sich jene Pflanzen, die in der Lage sind, Samen ohne Partner oder Bestäuber zu produzieren, eher außerhalb ihres natürlichen Lebensraumes ansiedeln und sich somit besser weltweit verbreiten.

Anders als im Tierreich sind die meisten Pflanzen zwittrig. Das heißt, sie haben sowohl männliche als auch weibliche Fortpflanzungsorgane, wodurch Selbstbefruchtung ermöglicht wird. "Selbstbefruchtung ist bei kurzlebigen Pflanzen, die sich nur einmal im Leben fortpflanzen, häufiger als bei langlebigen Pflanzen und führt auch zu einem größeren natürlichen Verbreitungsgebiet. Das macht es schwierig, den tatsächlichen Einfluss auf den Ausbreitungserfolg zu bestimmen", erläutert Mialy Razanajatovo von der Universität Konstanz.

Selbstbestäubung: ein Schlüsselfaktor bei der Ausbreitung nicht-heimischer Pflanzen

Die Biologin sammelte quantitative Daten zu Bestäubungsexperimenten, bei denen die Fähigkeit der Pflanzen zur Selbstbefruchtung getestet wurde und verglich sie mit Daten zu eingewanderten Arten. Die Zahlen hierzu stammen aus der kürzlich erstellten GloNAF-Datenbank.

Die Autoren kamen trotzdem zu eindeutigen Ergebnissen: Die Selbstbefruchtung fördert den Ausbreitungserfolg der Pflanzenarten. Sie konnten sich im Durchschnitt in mehr Weltregionen einbürgern. Dies gilt besonders für Pflanzenarten, die ein großes Heimatgebiet besiedeln.

Gerade am Beginn der Ausbreitung in einem neuen Gebiet scheint es für Pflanzen vorteilhaft zu sein, nicht von Bestäubern oder Fortpflanzungspartnern abhängig zu sein. Die Vorkommen sind in diesem frühen Ausbreitungsstadium klein, und Selbstbestäubung erleichtert daher die Bildung von Samen. "Unsere Studie zeigt, dass dieses Phänomen ein Schlüsselfaktor für die Ausbreitung nicht-heimischer Pflanzenarten ist", fasst Franz Essl zusammen.

Publikation in "Nature Communications":
Razanajatovo M, Maurel N, Dawson W, Essl F, Kreft H, Pergl J, Pyšek P, Weigelt P, Winter M, van Kleunen M (2016). Plants capable of selfing are more likely to become naturalized. Nature Communications
DOI: 10.1038/NCOMMS13313

Wissenschaftlicher Kontakt
Mag. Dr. Franz Essl
Department für Botanik und Biodiversitätsforschung
Universität Wien
1030 Wien, Rennweg 14/1
M +43-676-6091638
franz.essl@univie.ac.at

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Forschung und Lehre
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