Distribution and evolution of C4 and C3 eudicots: insights from global and local analyses using extensive data sources
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Das Thema dieser Arbeit war die Erforschung der komplexen Beziehung zwischen Pflanzenanpassung, Klima und Biodiversität, mit einem Schwerpunkt darauf, wie Pflanzen verschiedene photosynthetische Wege nutzen, um in unterschiedlichen Umgebungen zu überleben. Die Photosynthese, die für das Leben von wesentlicher
Bedeutung ist, variiert zwischen Pflanzenarten, wobei die Anpassung an verschiedene Klimabedingungen eine entscheidende Rolle für das Überleben spielt. Die erste Studie untersucht die globale Verbreitung und Umweltpräferenzen von C4-Eudikotylen im Vergleich zu C4-Gräsern und hebt die unabhängige Evolution der C4-Photosynthese in verschiedenen Abstammungslinien hervor. Sie identifiziert Hotspots der C4-Eudikotyledonen-Diversität in trockenen Regionen wie Mexiko, dem Süden der Vereinigten Staaten und Australien. Diese Eudikotyledonen gedeihen unter trockeneren, extremeren Bedingungen und passen sich durch Merkmale wie Sukkulenz, Salztoleranz und die Nutzung spezifischer Decarboxylierungsenzyme an. Die Forschung kommt zu dem Schluss, dass die C4-Photosynthese bei Eudikotyledonen als Anpassung an eine ursprüngliche Trockenheit entstanden ist, was ihnen ermöglichte, härtere Umgebungen als C4-Gräser zu besiedeln. Die zweite Studie konzentriert sich auf die Diversifizierung der australischen Camphorosmeae, einem Tribus innerhalb der Familie der Amaranthaceae, in den ariden Landschaften Australiens. Durch die Integration phylogenetischer und bioklimatischer Daten zeigt die Studie, dass diese Arten vorab an trockene Lebensräume angepasst waren und sich während der Perioden zunehmender Trockenheit vom Miozän bis zum Pliozän signifikant diversifizierten. Beide Studien verdeutlichen zusammen das komplexe Zusammenspiel von Klima bei der Gestaltung der evolutionären Entwicklung sowohl von C3- als auch von C4-Arten. Das Klima erweist sich als treibende Kraft, die die Verbreitung und Evolution von Arten bestimmt. Beide Studien basieren auf großen Biodiversitätsdatensätzen, wie denen der Global Biodiversity Information Facility und dem Atlas of Living Australia. Die Arbeit betont die Bedeutung der Datenbereinigung und -validierung, wobei sowohl automatisierte Werkzeuge als auch manuelle Prozesse verwendet wurden, um die Zuverlässigkeit der Daten vor den Analysen sicherzustellen. Abschließend liefert die Arbeit Erkenntnisse darüber, wie sich Pflanzen durch
verschiedene photosynthetische Strategien an das Klima anpassen, mit Implikationen für das Verständnis evolutionärer Prozesse im Kontext des Klimawandels. Durch die Untersuchung sowohl globaler als auch lokaler Maßstäbe wird hervorgehoben, wie Pflanzen sich kontinuierlich an veränderte Umweltbedingungen anpassen.