DBG · Nachwuchsförderung

Herbert Braunschmid (Universität Salzburg)

Herbert Braunschmid erhielt den Preis für die beste pflanzenwissenschaftliche Master-Arbeit, die an der Universität Salzburg im Jahr 2016 erstellt wurde, von der Deutschen Botanischen Gesellschaft.

Titel der ausgezeichneten Arbeit

"Divergierende Blütenmerkmale und Bestäuber von Cypripedium calceolus L."

Die Arbeit analysiert, ob sich die Blütenmerkmale des Gelben Frauenschuhs (Cypripedium calceolus) wegen des Selektionsdrucks verschiedener Bestäuber auf verschiedenen Höhenstufen unterscheiden.

Hintergrund und Ziele
Studien zu Adaption von Blüten an verschiedene Bestäuber sind wichtig, um die Evolution von Blüten und die Artbildung bei Pflanzen zu verstehen. Cypripedium calceolus, der Gelbe Frauenschuh, ist eine Orchidee mit einer Verbreitung von Seehöhe bis 2500 Metern Meereshöhe. Für eine erfolgreiche Bestäubung ist die Größe der bestäubenden Insekten entscheidend, denn diese müssen die Blüte durch einen schmalen Ausgang verlassen, der in etwa ihre Größe hat und in dem sie den Pollen sowohl auf die Narbe abgeben als auch auf ihrem Rücken aufnehmen. Dadurch ergibt sich die Frage, ob Blüten in höheren Lagen kleinere Ausgänge haben, falls dort die Bestäuber kleiner sind. Der Vergleich von floralen und vegetativen Merkmalen soll herauszufinden helfen, ob mögliche Unterschiede in Blütengrößen evolutionär oder umweltbedingt sind.

Methoden
Die Unterschiede in den Pflanzeneigenschaften wurden durch die Messung von floralen und vegetativen Merkmalen in fünf Populationen zwischen 450 und 1450 m über dem Meeresspiegel charakterisiert. An drei dieser Standorte wurden Blütenbesucher beobachtet, gesammelt und auf Familien- oder Gattungsniveau bestimmt. Ihre Austrittsmodi wurde aufgezeichnet, d.h. ob sie durch die hintere Austrittsöffnung entweichen und Pollen auf dem Rücken tragen (Bestäuber), durch die zentrale Öffnung des Labellums entkommen oder im Labellum sterben. Die Größen der Blütenbesucher wurden zusammen mit den Größen der Pflanzen und Blüten gemessen, in denen sie gefangen wurden, um Pflanzen-Besucher-Korrelationen in unterschiedlichen Höhenstufen zu ermöglichen.

Ergebnisse
Die Größen der floralen und vegetativen Merkmale von Cypripedium calceolus unterschieden sich in den Studienpopulationen und ihre Veränderung in der Größe korreliert negativ mit der Meereshöhe. Dies gilt sowohl für florale als auch vegetative Eigenschaften. Die Merkmalsgrößen der Blütenbesucher und Bestäuber unterscheiden sich nicht zwischen den Standorten. Größen der Pflanzenmerkmale korrelierten nicht mit den Größen ihrer jeweiligen Bestäuber. Im Tiefland waren die meisten Blütenbesucher Bienen, während im Gebirge zwei Drittel von ihnen Syrphidae waren. Fast alle Bestäuber waren Bienen, die meisten von ihnen von der Gattung Lasioglossum (32), fünf waren Andrena und zwei Nomada. Nur drei Bestäuber waren Syrphidae. Die meisten Syrphidae haben die Blüten durch die zentrale Öffnung des Labellums verlassen oder sind im Labellum gestorben.

Schlussfolgerungen
Die Merkmalsgrössen von Cypripedium calceolus unterscheiden sich zwischen den Standorten und korrelieren mit der Meereshöhe. Dies kann jedoch nicht durch ein variables Bestäubungsklima erklärt werden, weil sich die floralen und vegetativen Merkmale in ähnlicher Weise verändern, und weil weiters die Bestäubergrößen sich bezüglich der Standorte nicht unterscheiden.

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Herbert Braunschmid fertigte die Arbeit am Institut für Ökologie und Evolution der Universität Salzburg in der Arbeitsgruppe von Prof. Stefan Dötterl an.


Gemessene Blütenmerkmale: Länge und Höhe des Labellums; Breite der zentralen Öffnung (a) und Höhe des hinteren Ausgangs (b, mit einer Biene, die den Ausgang verlässt). Foto: Herbert Braunschmid