Offenbar sind die Überlebensstrategien sukkulenter Pflanzen deutlich vielfältiger als nur ein an Wassermangel angepasster Photosynthese-Mechanismus. Vielmehr entwickeln Pflanzen in Trockengebieten ein ganzes Bündel an zusätzlichen Eigenschaften, um optimal an ihre Umwelt angepasst zu sein. In Klimakammer-Versuchen im Botanischen Garten München-Nymphenburg fanden Forschende nun heraus, dass selbst nahverwandte Pflanzen vom selben Standort teilweise sehr unterschiedliche Eigenschaften und Merkmale kombinieren.
Zwei Forschungsteams um Prof. Dr. Gudrun Kadereit, Dr. Thibaud Messerschmid und Dr. Jessica Berasategui an den Staatlichen Naturwissenschaftlichen Sammlungen Bayerns (SNSB) untersuchten die Dickblattgewächs-Gattungen Aeonium und Aichryson, beide heimisch auf den Kanarischen Inseln. Beide Pflanzengattungen nutzen die wassersparende sogenannte CAM-Photosynthese (Crassulaceen-Säure-Stoffwechsel), die man auch von Kakteen kennt. Dabei schließen die Pflanzen die Spaltöffnungen ihrer Blätter am trocken-heißen Tag und „atmen“ nur nachts.
Die Versuche zeigten nun, mit welchen zusätzlichen Anpassungen sich die Pflanzen vor Austrocknung schützen. So verfügen Aeonium-Pflanzen über einen ausgeprägten Schutzmechanismus: Je stärker die CAM-Photosynthese in diesen Pflanzen abläuft, desto stärker schützt die dünne wachsartige Schicht auf ihren Blattoberflächen, die Kutikula, vor Wasserverlust. „Unsere Vergleiche von 80% aller Aeonium-Arten haben den Zusammenhang zwischen diesen scheinbar unabhängigen Merkmalen offengelegt. Ganz offensichtlich hat sich diese Anpassungsstrategie im Lauf der Evolution bereits etabliert und stabilisiert“, so Dr. Thibaud Messerschmid, Experte für Kakteen und Sukkulenten im Botanischen Garten.
Pflanzen der ebenfalls kanarischen Gattung Aichryson variieren ihren Umgang mit Trockenheit je nach Standort: Manche Arten sind an feuchtere, andere an trockenere Regionen angepasst. Gewächse aus feuchten Klimaten haben stets einen kurzen Lebenszyklus und manche davon verloren gar ihre Fähigkeit, die CAM-Photosynthese optional einzuschalten. Aichryson-Pflanzen in trockenen Regionen haben hingegen – neben einer stärkeren CAM-Photosynthese – zusätzlich eine mehrjährige Lebensweise, strauchförmigen Wuchs sowie einen starken Transpirationsschutz durch ihre Kutikula.
„Inselgruppen wie die Kanaren sind für uns optimale ‚natürliche Labore der Evolution‘. Wir beobachten ganz verschiedene Überlebensstrategien unter den Pflanzenarten, die dort entstanden sind, als Anpassung an sehr diverse Umweltbedingungen. Unsere Ergebnisse sind im Kontext des Klimawandels besonders relevant. Sie verdeutlichen, dass die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegenüber Trockenheit und Hitze nicht nur von extremen Anpassungen abhängt, sondern auch von Flexibilität. Wir sehen, dass es mehrere evolutionäre Wege gibt, um Umweltveränderungen zu begegnen“, so Dr. Jessica Berasategui, Erstautorin der Aichryson-Studie.
Staatliche Naturwissenschaftliche Sammlungen Bayerns
Originalpublikationen:
Messerschmid, T.F.E., de Vos, J.M., Hamburger, S.E., Berasategui, J.A. and Kadereit, G. (2026), Stronger expression of crassulacean acid metabolism (CAM) requires effective cuticular transpiration barriers but not necessarily strong succulence. New Phytol 249: 2760–2775 https://doi.org/10.1111/nph.70909
Berasategui, J. A., Messerschmid, T. F. E., Abrahamczyk, S., Bañares-Baudet, Á., Bobon, N., and Kadereit G. (2026). Evolutionary Changes in Crassulacean Acid Metabolism (CAM) and Related Traits During the Diversification of Aichryson (Crassulaceae) on the Macaronesian Islands. Ecology and Evolution 16, no. 1: e72864. https://doi.org/10.1002/ece3.72864
