Bachelor Thesis

Energy regulating morphological traits in tropical alpine giant rosette plants

Kevin Wobedo (08/2017-11/2017)

Support: Severin D.H. Irl

Schopfbäume bzw. Riesenrosettenpflanzen sind in vielen Habitaten auf mehreren Kontinenten endemisch. Sie zeichnen sich durch einen abgewandelten morphologischen Habitus aus. Dieser weist entweder eine bodennahe Blatt Rosette mit daraus wachsendem Stamm und folgendem Blütenstand, oder eine Blatt Rosette am apikalen Ende des Stammes sitzend, aus welcher der Blütenstand wächst, auf. Die meisten Schopfbäume wachsen in subtropischen oder tropisch alpinen Regionen. Sie zeichnen sich durch ihre besondere Anpassungsfähigkeit, an die extremen Umweltbedingungen in diesen geographischen Lagen, aus. In dieser Arbeit vergleiche und analysiere ich die morphologischen Merkmale die sich innerhalb der verschiedenen Familien und Gattungen ausgebildet haben und spezialisiere mich auf ihre Energie regulierenden Eigenschaften, die es diesen Pflanzen ermöglichen, in den vorherrschenden extremen Umweltbedingten in Meereshöhen von bis zu 5000m, zu überleben.
Ich erörtere die starke Korrelation zwischen Rosetten-Blattlänge und Blütenstandlänge und die damit einhergehende energetische Regulierung des Pflanzenwachstums. Außerdem zeige ich Habitats limitierende Faktoren auf, welche zumeist durch einen fehlenden hohen, lignifizierten Stamm oder fehlende morphologische Merkmale, zur Überwindung der vorliegenden Umweltbedingungen, gekennzeichnet sind. Da nächtlicher Frost und tägliche Sonnenstrahlung, einhergehend mit stark schwankenden Temperaturen, in der tropisch alpinen Zone, das ganze Jahr über vorliegen, haben Schopfbäume eine Vielzahl an morphologischen Merkmalen und Techniken entwickelt, die es ihnen ermöglichen, diese Umweltfaktoren zu bewältigen. Es wird gezeigt, dass viele dieser Merkmale, wie zum Beispiel Blattbehaarung, sowohl gegen Kälte als auch gegen Sonnenstrahlung schützt. Zusätzlich bedingen einige Faktoren wie die z.B. genannte Blattbehaarung, förderliches Wachstum in hohen Meereshöhen, während sie in tieferen Lagen hinderlich sind.
Unterschiede, zwischen iteroparer und semelparer/hapaxanther Fortpflanzung und die daraus resultierenden Habitats Restriktionen, werden aufgezeigt. Es stellt sich heraus, dass iteropare Arten in Meereshöhen über 3500m deutlich häufiger vorkommen, während in niedrigeren Meereshöhen häufigerer hapaxanthe Arten nachzuweisen sind.
Mit Hinblick auf die Frage nach konvergierender Evolutionen in Schopfbäumen, weise ich auf Familien übergreifenden Merkmale hin, die sowohl bei in Afrika endemischen Arten, als auch in jenen Süd-Amerikas vorkommen. Auch ohne verlässlichen molekularen Nachweis der Abstammung vieler Arten, kann man eine konvergierende Adaption an vorliegende Umweltbedingungen, in tropisch alpinen Hochgebirgen, deutlich an vorhandenen konvergierenden Merkmalen erkennen.