Erhöhte Frosttoleranz und vorteilhafte Keimeigenschaften in europäischen <em>Ambrosia artemisiifolia</em> Populationen

Abstract

Die Keimeigenschaften und die Frosttoleranz von Keimlingen sind Parameter, die für die Etablierung und den Invasionserfolg von Pflanzen entscheidend sind. Wir haben Keimraten und Keimgeschwindigkeit von europäischen und nordamerikanischen Ambrosia artemisiifolia Populationen experimentell unter einem Temperaturgradienten untersucht. Mithilfe der gemessenen Werte wurden minimale, optimale und maximale Temperaturen für die Keimung berechnet. Weiterhin wurde die Frosttoleranz von Ambrosia-Keimlingen für europäische und nordamerikanische Populationen untersucht. Die europäischen Populationen wiesen im Vergleich mit den nordamerikanischen höhere Keimraten, eine höhere Keimgeschwindigkeit und auch ein breiteres Temperaturfenster, unter dem Keimung stattfinden kann, auf. Hierbei besaßen die europäischen Populationen sowohl niedrigere Werte für die minimale Keimtemperatur als auch höhere Werte für die maximale Keimtemperatur. Auch die Frosttoleranz der Keimlinge war in den europäischen Populationen signifikant höher. Die hohen Keimraten und Keimgeschwindigkeiten der europäischen Populationen dürften ein Grund für die erfolgreiche Invasion der Art in Europa sein. Die erhöhte Frosttoleranz der europäischen Populationen kann, in Kombination mit den niedrigeren minimalen Keimtemperaturen, eine frühere Keimung im Jahr ermöglichen. Dies kann aufgrund der hierdurch verlängerten Vegetationsperiode zu einer höheren Biomasseakkumulation führen. Die hieraus resultierende größere Menge an produzierten Pollen und Samen könnte die in Europa existierenden Probleme mit der Art weiter verschärfen.

Stichwörter: EICA-Hypothese, Etablierung, Gebietserweiterung, invasive Art, Neophyt, Temperatur

Increased frost tolerance and advantageous germination traits in European Ambrosia artemisiifolia populations

Germination characteristics and frost tolerance of seedlings are crucial parameters for establishment and invasion success of plants. Within this study, we investigated germination characteristics of Ambrosia artemisiifolia L. populations from native and invasive ranges. We determined germination rates and speed under different temperature conditions. From these parameters we calculated minimal, optimal, and maximal temperature for germination. We also investigated the frost tolerance of seedlings. The European populations were characterized by a higher fitness with higher germination rates and germination speed, increased biomass and higher frost tolerance of seedlings. Furthermore, the temperature niche width for germination was significantly broader for the European populations. The increased frost tolerance of the European populations might allow germination earlier in the year which may subsequently lead to higher biomass allocation – due to a longer growing period – and result in higher pollen and seed production. The increase in germination rates, germination speed and seedling frost tolerance might result in a higher fitness of the European populations which may facilitate further successful invasion and sharpen the existing problems.

Keywords: EICA hypothesis, establishment, invasive species, neophyte, range expansion, temperature