Floral ecology in South African Bruniaceae
Final Report Abstract
Die südafrikanischen Bruniaceen (80 Arten) gehören als größte endemische Pflanzenfamilie der Kapflora zu den `Cape floral clades´, deren Biologie von besonderem Interesse ist, um die Evolution des kapländischen Florenreiches zu rekonstruieren. Im Rahmen des durchgeführten Projektes wurde der Frage nachgegangen, inwieweit die Anpassung an unterschiedliche Bestäuber zur Artbildung in den Bruniaceen beigetragen haben könnte. Des Weiteren wurden geographische und standortökologische Daten auf die Phylogenie der Familie bezogen, um Aufschluss über mögliche Isolationsmechanismen und den Gefährdungsgrad einzelner Arten zu erhalten. Schließlich wurden Untersuchungen zum Reproduktionssystem der Bruniaceen (10 Arten) und zur genetischen Diversität innerhalb und zwischen Populationen von fünf Arten unterschiedlicher Arealgröße durchgeführt. Die Studie gibt zum ersten Mal einen Einblick in die Blüten- und Reproduktionsbiologie der Brunieae. Die Daten basieren auf drei Geländearbeiten von insgesamt acht Monaten Dauer. Drei Blütenformen werden unterschieden, von denen die beiden häufigsten von unspezialisierten Insekten bestäubt werden, während die dritte an die für Südafrika typischen, langrüsseligen Fliegen angepasst ist (Lonchostoma monogynum). Die Bruniaceen benötigen einen Vektor zur Pollenübertragung; nur im Falle von Pseudobaeckea africana liegt Autogamie vor. Die P/O-ratio reicht von 500:1 bis 5.000:1, der Samenansatz variiert von (0-)30-80%. Signifikante Unterschiede zwischen Resproutern und Reseedern werden nicht gefunden. Das Reproduktionssystem der Brunieae ist durch Protandrie und Protogynie gekennzeichnet. Die Protogynie geht mit einer Veränderung der Narbenoberfläche einher und ist mindestens zweimal in der Familie entstanden. Unterschiedliche Aufblühsequenzen (bis hin zur temporären Diözie bei Berzelia abrotanoides) und Andromonözie (Brunia alopecuroides) deuten darauf hin, dass das Reproduktionssystem unter hoher natürlicher Selektion liegt. Basierend auf einer Haplotypen-Netzwerkanalyse (ndhF-rpl32, psbA-trnH) wird die genetische Konstitution von 14 Populationen und fünf Arten geographisch interpretiert. Die vorläufigen Daten deuten auf eine genetische Verarmung kleiner und/oder isolierter Populationen hin. Die familienweite Rekonstruktion der Areale und bevorzugten Vegetationszonen, Höhenstufen und Blühzeiten zeigt, dass viele Schwestergruppen durch geographischokologische Faktoren voneinander separiert sind. Insgesamt weist die Studie darauf hin, dass die Diversifizierung innerhalb der Bruniaceen eher auf geographischer Isolation und standortökologischer Vielfalt als auf Adaptation an bestimmte Bestäubergruppen beruht. Geographische Fragmentierung und limitierter Genfluss tragen wahrscheinlich zur genetischer Verarmung von Populationen und zur Gefährdung von Arten bei.
Publications
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2009 Shaping inflorescence architecture – a successful alternative to floral specialisation. SAAB 2009, Stellenbosch
Claßen-Bockhoff, R.
