Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     Siemens  n-tv 
Datenbankrecherche:

Fachgebiet (optional):

 

Why juniper trees can live on less water

29.02.2008
An ability to avoid the plant equivalent of vapor lock and a favorable evolutionary history may explain the unusual drought resistance of junipers, some varieties of which are now spreading rapidly in water-starved regions of the western United States, a Duke University study has found.

Anzeige

"The take-home message is that junipers are the most drought-resistant group that has ever been studied," said Robert Jackson, a professor of global environmental change and biology at Duke's Nicholas School of the Environment and Earth Sciences.


...mehr zu:
drought drought-resistant juniper resistant xylem

"We examined 14 species from the U.S. and Caribbean, and they're all relatively drought-resistant -- even ones in the mountains of Jamaica that get hundreds of inches of rain a year," he said.

"They've been expanding for about 100 years in some places, and drought plays a role in that," added Jackson, who is corresponding author of the new report published Feb. 27 in the American Journal of Botany's online edition. "For example, recent droughts have decimated pinyon pine populations in pinyon-juniper woodlands of the Southwestern U.S. but left the junipers relatively unscathed."

Many juniper species -- including several popularly known as cedars -- "are invading drier habitats and increasing in abundance where they already exist by surviving droughts that other conifers cannot," the report said.

The work was funded by the National Science Foundation, Duke University and the Andrew W. Mellon Foundation.

To understand why junipers are so successful, Jackson's graduate student Cynthia Willson and Duke associate biology professor Paul Manos assessed structural and genetic features in the 14 species that can explain their special drought tolerance.

They found a key structural adaptation in junipers: resistance to what scientists call "cavitation" -- a tendency for bubbles to form in the water-conducting xylem tissues of plants.

Water is sucked through xylem tissues under a partial vacuum, "so it's almost like a rubber band being stretched out," explained Jackson. "The dryer the conditions, the greater the tension on that 'rubber band' and the more likely that it will snap. If it snaps, air bubbles can get into the xylem."

The scientists found that xylem tissues of juniper species tend to be reinforced with extra woody material to prevent rupture. Such rupturing can introduce bubble-forming air either through seepage from adjacent cavities or by coming out of solution from the water itself, Jackson said.

The scientists also determined that the more cavitation-resistant Juniper species have thicker but narrower leaves -- a trait known as low specific leaf area (SLA) -- and live primarily in the western United States.

"Plants in drier environments typically have lower SLA," said Willson, the study's first author, who having completed her Ph.D. at Duke is now a student at North Carolina State University's College of Veterinary Medicine. "We found that junipers from the driest environments were more drought resistant and also had the lowest SLA."

Their research found that the most cavitation-resistant species is the California juniper, which grows in California's Mojave Desert, while the least resistant is the eastern red cedar -- the most widespread conifer in the relatively-moist eastern U.S.

While less drought-tolerant than other junipers, eastern red cedars still handle dry spells well and are in fact invading into Midwestern states including Nebraska, Jackson noted. Juniper species growing in wet parts of the Caribbean also benefit from drought tolerance because they "tend to grow in shallow, rocky soils that don't hold a lot of water," Jackson said.

In parts of the Southwest undergoing an extended drying period, junipers are edging out another hardy, water-thrifty conifer -- the pinyon pine. "They're both very drought- resistant, but the pinyons aren't as resistant as the junipers are," Jackson said.

The scientists also investigated how and where these tree types evolved their collective drought tolerance by analyzing each juniper species' DNA. That analysis found that junipers evolved into different species relatively recently, separating into eastern and western groups -- technically called "clades."

"The center of diversity for junipers is in arid regions of Mexico," said Willson. "The fact that many juniper species seem to be more drought-resistant than necessary for their current range suggests that a common ancestor of those two clades was also quite drought-resistant."

Monte Basgall | Quelle: EurekAlert!
Weitere Informationen: www.duke.edu

Weitere Berichte zu: drought drought-resistant juniper resistant xylem

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Mütterliche Antikörper behindern Impfschutz bei jungen Katzen
22.05.2012 | Paul-Ehrlich-Institut - Bundesinstitut für Impfstoffe und biomedizinische Arzneimittel

nachricht Der nukleare GAU ist wahrscheinlicher als gedacht
22.05.2012 | Max-Planck-Institut für Chemie

Alle Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>


Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Meilenstein in der Nanopartikel-Forschung: Nanopartikel-Testhandbuch setzt Standards


Unter Federführung der Empa erscheint ein neues Standardwerk, das die europäische Forschung an Nanopartikeln vereinheitlichen soll.

Exakte Laborvorschriften zur Herstellung definierter Nanopartikel und zu deren Analytik stellen die Arbeiten auf diesem Gebiet auf eine neue Grundlage und machen sie erstmals vergleichbar. Herausgeber ist Harald Krug, Leiter des Empa-Departements «Materials meet Life».

Das neue Standardwerk soll Schluss machen mit dem «babylonischen Sprachgewirr», das derzeit noch in der Nanoforschung ...

Im Focus: Frühdiagnostik bei Rheuma: SPECT zeigt Knochenveränderungen schon im Frühstadium


Bei rheumatischen Erkrankungen erlauben moderne bildgebende Verfahren weit mehr als nur die Darstellung der knöchernen Gelenkstrukturen.

Mit funktionellen Untersuchungsmethoden wie der hochauflösenden Einzelphotonen-Emissions-Computertomographie (SPECT) können pathologische Knochenumbauvorgänge bereits sehr früh nachgewiesen werden, mitunter schon zu einem Zeitpunkt, zu dem selbst die MRT-Diagnostik noch unauffällig ist. Eine Studie der Universitätsradiologie Düsseldorf, die jetzt auf dem 93. Deutschen Röntgenkongress vorgestellt wurde.

In der Rheumatologie hat sich in den letzten ...

Im Focus: Rizinusöl wirkt über einen G-Protein-gekoppelten Rezeptor


Wirkmechanismus eines der ältesten Arzneimittel der Menschheit aufgeklärt

Rizinusöl ist vor allem als effektives Abführmittel bekannt, wurde aber auch bereits in der Antike bei Schwangeren zur Förderung der Wehentätigkeit eingesetzt.

Erst jetzt ist es Wissenschaftlern vom Max-Planck-Institut für Herz- und Lungenforschung gelungen, die entscheidenden Details des Wirkmechanismus zu entschlüsseln. Verantwortlich ist demnach ein Rezeptor mit dem Namen EP3 auf ...

Im Focus: Gelenkige Schildkröte - Zwei neue Arten der Landschildkröte Kinixys in Afrika entdeckt


Pünktlich zum morgigen Weltschildkrötentag wird die Artenliste der Panzerträger um zwei Namen reicher.

Wissenschaftler des Senckenberg Forschungsinstitutes in Dresden haben gemeinsam mit einem internationalen Forscherteam zwei neue Arten der afrikanischen Gelenkschildkröte identifiziert. Die zugehörige Studie ist kürzlich im Fachjournal „Journal of Zoological Systematics and Evolutionary Research“ erschienen.

Gelenkschildkröten sind die Bewegungskünstler unter den landlebenden Schildkröten. Aufgrund eines Scharniers im Rückenpanzer können die in Afrika ...

Im Focus: Wichtige Rolle bei der Steuerung der postnatalen Neurogenese nachgewiesen


Eine Forschungsgruppe der Universität Ulm hat einen neuartigen molekularen Schalter im Gehirn identifiziert, der eine wichtige Rolle bei der Steuerung der postnatalen Neurogenese im Gyrus dentatus spielt, der Unterregion im Hippocampus, in der lebenslang Nervenzellen aus neuralen Stammzellen gebildet werden.

„Unsere Untersuchungen beschreiben erstmals einen neuen und letztlich unerwarteten Signalweg bei der Regulation der Neurogenese im Hippocampus“, sagt Professor Stefan Britsch, Direktor des Instituts für Molekulare und Zelluläre Anatomie, der die Arbeit dieser Tage gemeinsam mit Dr. Ruth Simon im international renommierten Fachblatt EMBO-Journal veröffentlicht. An dem von der Deutschen ...

Alle Focus-News des innovations-reports >>>

Anzeige

B2B Suche
Produkt / Dienstleistung
Firma / Organisation

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Aktuell

Mütterliche Antikörper behindern Impfschutz bei jungen Katzen

22.05.2012 | Biowissenschaften Chemie

Researchers Improve Fast-Moving Mobile Networks

22.05.2012 | Kommunikation Medien

New microscope uses rainbow of light to image the flow of individual blood cells

22.05.2012 | Medizintechnik

VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Veranstaltungen

Bericht zum Lachsmanagement: Die BLE auf der NASCO-Jahrestagung

22.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Plagiate und wissenschaftliches Fehlverhalten

22.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

Der IdeenPark weckt Begeisterung für Technik

22.05.2012 | Veranstaltungsnachrichten

FindAndHelp