Warum haben einige Pflanzenarten gelappte Blätter, während ähnliche Arten im selben Lebensraum dies nicht tun?

Das ist eine Frage, auf die wir, glaube ich, im Moment keine klare Antwort haben.

Es ist wichtig zu bedenken, dass das Blatt eine Reihe wichtiger Rollen in der Pflanze spielt (Photosynthese, Thermoregulation usw.), sodass sich die Blattformen wahrscheinlich durch einen Prozess sukzessiver Kompromisse entwickelt haben. Dies kann es schwierig machen, die genauen Selektionsprozesse zu identifizieren, die bei einer Art durchgeführt werden. Im Gegensatz dazu hat so etwas wie das Auge eine genau definierte Einzelfunktion, was es zumindest im Prinzip einfacher macht, den Zusammenhang zwischen Form und Funktion zu verstehen.

Aus Niklas (1988):

Die Lebensgeschichte und die Optimierungstheorie legen nahe, dass die Anzahl der phänotypischen Lösungen, die verschiedene, gleichermaßen erfolgreiche Merkmalskombinationen ermöglichen, mit zunehmender Anzahl der Kompromisse zunimmt – eine Schlussfolgerung, die sowohl für Merkmale innerhalb des Blattes (z. B. für die Form) als auch für das Blatt gilt. Filialbeziehungen.

Es gibt jedoch eine Reihe von Ideen, um die Vielfalt der Blattformen zu erklären, darunter:

• Thermoregulierung

Es wurde gezeigt, dass durch das Hinzufügen von Lappen zu Blättern die Wärmeübertragungsrate über ein Blatt größer ist als die eines ungelappten Blattes derselben Fläche (z. B. Gurevich und Schuepp 1990). So können unter bestimmten Umweltbedingungen gelappte Blätter ausgewählt werden.

• hydromechanische Einschränkungen

Gelappte Blätter können eine größere hydraulische Effizienz haben. Bei kleineren Venen steigt der hydraulische Druck, da sie dem Wasserfluss einen erhöhten Widerstand entgegensetzen. Dadurch wird das empfindliche äußere Blattgewebe belastet. Wenn gelappte Blätter relativ weniger Mesophyllgewebe haben als große, hochleitfähige Adern, haben sie im Vergleich zu ungelappten Blättern möglicherweise einen geringeren hydraulischen Widerstand (Sack und Tyree 2005).

• Optimierung für die Photosynthese

• Anpassungen gegen pflanzenfressende Tiere

• zufällige (nicht ausgewählte) Variation. Dies ist eine Möglichkeit, obwohl aufgrund der Bedeutung des Blattes in Pflanzen wahrscheinlich unwahrscheinlich.

Einige oder alle der oben genannten Möglichkeiten (die sich nicht notwendigerweise gegenseitig ausschließen) können also die Blätter von Arten formen, die scheinbar sehr ähnlichen Selektionsdrücken ausgesetzt waren.

Dies ist eine gute Lektüre von Nicotra et al. (2011), die den Stand der Dinge zusammenfasst.

Gurevich J, Schuepp PH (1990)Grenzschichteigenschaften von stark zerlegten Blättern – eine Untersuchung mit einem elektrochemischen Flüssigkeitstunnel. Pflanze, Zelle & Umwelt 13, 783–792. doi:10.1111/j.1365-3040.1990.tb01094.x

Nicotra et al., Die Evolution und funktionelle Bedeutung der Blattform bei Angiospermen, Functional Plant Biology, 2011, 38, 535–552

Niklas KJ (1988) Die Rolle des phyllotaktischen Musters als Entwicklungsbeschränkung für das Abfangen von Licht durch Blattoberflächen. Entwicklung 42, 1–16. doi:10.2307/2409111

Sack L, Tyree MT (2005) Blatthydraulik und ihre Auswirkungen auf Pflanzenstruktur und -funktion. In 'Gefäßtransport in Pflanzen.' (Hrsg. NM Holbrook, MA Zwieniecki) S. 93–114. (Elsevier Academic Press: Burlington, MA, USA)