Interviewt: Alison Kim Shan Wee, Molekularbiologin (kimshan.weenottingham.edu.my )
(Foto: Zweimal täglich im Meerwasser, Mangrovenbäume haben sich an die herausfordernde Umgebung angepasst / Bild von Alison Kim)
WIE SIND Mangroven, die an tropischen und subtropischen Küsten wachsen, mit Pflanzen in Wüsten oder der Arktis identisch? Nun, sie sind alle Extremophile – eine Gruppe von Organismen, die in extremen Umgebungen gedeihen können.
Laut der molekular-ökologischen Forscherin Alison Kim Shan Wee können Mangrovenbäume in Böden mit hohem Salzgehalt leben, was die meisten anderen Bäume töten könnte.
Küstenboden kann den 10-fachen Salzgehalt des Binnenbodens aufnehmen. Wie überleben Mangrovenbäume eine so feindliche Umgebung?
Mangroven sind eine Gruppe von Bäumen und Sträuchern, die dort wachsen, wo sich Meer und Land treffen. Zusammen mit Korallenriffen und Seegras bilden sie die Gezeitenzone.
Diese Zone enthält normalerweise hohe Salzkonzentrationen aufgrund der Gezeiten, die zweimal täglich Meerwasser einbringen.
Mangroven entwickelten drei Möglichkeiten, Salz zu tolerieren: Salzausschluss (Wurzeln), Ausscheidung und Akkumulation (Blätter).
Malaysia hat vier Hauptgruppen von Mangrovenarten, nämlich Bruguiera parviflora, Avicennia-Arten (lokal bekannt als Api-api), Rhizophora-Arten (Bakau Minyak) und Sonneratia-Arten.
Diese Bäume haben auffällige Wurzeln: die Pfahl- und Stützenwurzeln von Rhizophora, die die Bäume zu heben scheinen, und die Bleistiftwurzeln von Avicennia, die aus dem Boden ragen.
“ Stelzen- und Stützenwurzeln wachsen wie ein Tongkat (Stöcke), um die Rhizophora-Bäume aufrecht zu stützen. Solche Wurzeln stammen von einer anderen Pflanzenlinie ab als die Bleistiftwurzeln von Avicennia-Bäumen „, sagt Alison.
Aber sie alle haben ähnliche Anpassungen entwickelt, um in der salzreichen Gezeitenzone zu gedeihen. „Das nennt man konvergente Evolution“, sagt sie — genau wie Enten und Frösche, die Schwimmhäute entwickelt haben, um besser zu schwimmen.
Die Pfahlwurzeln von Rhizophora-Bäumen spielen eine wichtige Rolle bei der Regulierung ihres Salzgehalts. Während andere Pflanzen Drüsen in ihren Blättern verwenden, um Salz durch Sekretion zu entfernen, sind Rizhopora ‚Nicht-Sekretoren‘ und ihnen fehlen die Salzdrüsen.
Vielmehr nutzen Rhizophora-Bäume ihre Wurzeln und reduzieren die Salzaufnahme durch Ultrafiltration, erklärt Alison. Schichten von mikroskopisch kleinen Poren in den Wurzeln schließen Salze aus.
Andererseits haben Avicennia, eine Salzsekretionsart, Blätter, die eine bemerkenswerte Rolle bei der Entfernung von Salzen aus dem Baum spielen. Diese Pflanzen haben Salzdrüsen in ihren Blättern. Die Drüsen filtern Salze aus dem Wasser in der Pflanze und scheiden sie aus.
Die ausgeschiedenen Salze bilden dann Salzkristalle unter winzigen behaarten Blättern. Sie schmecken salzig, wenn Sie sie lecken.
Einige Arten sammeln Salz in ihren Blättern und Rinden an. Wenn diese Teile alt und bereit sind zu vergießen, fallen sie vom Mutterbaum ab. Die Salze kehren schließlich ins Meer zurück.
Diese Anpassungen – in den Wurzeln oder Blättern – spielen eine Rolle, wenn wir auswählen, welche Arten in Küstengebieten gepflanzt werden sollen. Ein besseres Verständnis dieser Anpassungen würde das Überleben von Setzlingen und die Effizienz in einem Restaurierungsprojekt verbessern.
Lucy Wong (@lucy_cfc) ist eine Nanga Parbat Journalistin. Wir danken den Unterstützern der Sprouts-Initiative, die diese Geschichte ermöglicht haben.
Weiterführende Literatur
G.G. Jiang et al. 2017. Die Salzmanagementstrategie definiert die Stamm- und blatthydraulischen Eigenschaften von sechs Mangrovenbaumarten. Baum Physiologie 37: 389-401.
R. Reef et al. 2015. Regulierung des Wasserhaushalts in Mangroven. Annalen der Botanik 115: 385-395.
H.T. Nguyen et al. 2015. Wachstumsreaktionen der Mangroven Avicennia marina auf den Salzgehalt: Entwicklung und Funktion der hydraulischen Systeme erfordern salzhaltige Bedingungen. Annalen der Botanik 115: 397-407.
M. Griffiths et al. 2008. Differentielle Salzablagerung und Ausscheidung auf Blättern von Avicennia germinans Mangroven. In: Caribbean Journal of Science. 44: 267-271.