Leaf wax compounds of tropical understorey plants affect epiphyll community growth

Die Blattoberflächen von terrestrischen Samenpflanzen und Farnen werden von hoch angepassten Organismen, den so genannten Epiphyllen besiedelt. Analog zur Rhizosphäre wurde das Blatt als Mikrohabitat charakterisiert und Phyllosphäre genannt. Besonders in tropischen Regenwäldern findet sich auf den Blättern vieler Pflanzen ein üppiger Bewuchs an Epiphyllen aus unterschiedlichsten taxonomischen Gruppen wie Bakterien, Cyanobakterien, Algen, Pilzen, Flechten und Moosen, ja sogar kleinen Farnen. Klimatische Bedingungen, insbesondere relative Luftfeuchtigkeit, die Jahresniederschlagsverteilung und diurnale Temperaturschwankungen sind die Hauptfaktoren, die die Zusammensetzung und die Wachstumsraten der Epiphyllengemeinschaft beeinflussen. Epiphylle Organismen dringen nicht durch die Blattoberfläche ins Gewebe ihrer Trägerpflanzen ein und werden daher nicht als pflanzenschädigend angesehen. Da jedoch Flechten und Moose bisweilen die gesamte adaxiale Blattseite tropischer Unterwuchspflanzen überwachsen, reduzieren sie die Photosyntheserate der Trägerpflanze empfindlich. Zudem trocknet die Oberfläche stark epiphyllierter Blätter durch die Wasserhaltekapazität der Besiedler kaum ab, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Infektion durch Pathogene erhöht ist. Als mögliche positive Effekte des Epiphyllenbewuchses für die Trägerpflanze werden diskutiert, ob Inhaltsstoffe von epiphyllen Moosen und Flechten Herbivoren und pathogene Organismen abwehren oder ob Stickstoffmetaboliten, die von auf den Blättern lebenden diazotrophen Bakterien und Cyanobakterien produziert werden, für die Trägerpflanze verfügbar sind. Es wird derzeit jedoch davon ausgegangen, dass sich starke Epiphyllierung insgesamt negativ auf die Trägerpflanze auswirkt. In vorangegangenen Studien konnte gezeigt werden, dass weder die Form, noch die Größe und Oberflächentextur der Wirtspflanzenblätter die Besiedelungsrate und Diversität der Epiphyllen beeinflussen. Dennoch werden am gleichen Standort manche Pflanzenarten deutlich schneller als andere von epiphyllen Moosen und Flechten besiedelt. Es konnte gezeigt werden, dass Pflanzenarten deren Blätter langlebig sind, meist beträchtlich langsamer von Epiphyllen bewachsen werden als solche deren Blätter eine vergleichbar kurze Lebensdauer aufweisen. In der vorliegenden Arbeit wurde untersucht, ob die chemische Zusammensetzung der Blattcuticula die Geschwindigkeit der Blattbesiedelung durch die Epiphyllen- gemeinschaft beeinflusst. Als Studienpflanzen wurden sechs Pflanzenarten ausgewählt, die häufig im Unterwuchs des Esquinas Regenwalds nahe der Tropenstation La Gamba vorkommen: Asplundia pittieri, Carludovica drudei, Costus laevis, Dieffenbachia concinna cf., Pentagonia wendtlandii und Polybotrya cervina. An Standorten des Schluchtwalds und des Hangwalds wurden die biometrischen Daten der Pflanzen erhoben und voll entwickelte sowie seneszente Blätter gesammelt. Für jedes Individuum wurden der Epiphyllierungsgrad und die Zusammensetzung der Epiphyllengemeinschaft bestimmt und die mittlere Blattlebensdauer jeder Pflanzenart ermittelt. Nach Entfernen der Epiphyllen wurde die adaxiale Blattseite mit Ethanol oder mit Hexan überspült, um Blattwachsextrakte zu gewinnen. Außerdem wurden Blattextrakte und Extrakte von Epiphyllen hergestellt. Am Department für chemische Ökologie und Ökosystemforschung der Universität Wien wurden die Extrakte mittels HPLC-UV- und GC-MS- Messung aufgetrennt und anschließend ihre chemische Zusammensetzung anhand der erhaltenen UV- und MS- Spektren charakterisiert.