Plastyczność morfologiczna u inwazyjnych

Plastyczność morfologiczna u inwazyjnych gatunków
nawłoci (Solidago L. i Euthamia (L.) Nutt.)
a
Nutt.)
- raport
z obserwacji.
Maria Kolon a, b, Anna
Adamczyk
, Jagoda
Gawlik a, Sylwia Kacperska a, Ewelina Panek a
a –Studenckie Koło Naukowe Ekologów, Katedra Ekologii, Biogeochemii i Ochrony
Środowiska, Uniwersytet Wrocławski
b -autor do korespondencji [email protected]
Plastyczność morfologiczna jest fenotypowym wynikiem właściwości genotypu.
Odzwierciedla ona fakt, iż ten sam komplet genów może tworzyć odmienne fenotypy po
ekspozycji na różne warunki środowiska. Plastyczności przypisuje się kluczową rolę w
adaptacji do zmiennych warunków środowiska. W eksperymencie badano plastyczność
morfologiczną wywołaną zmiennością warunków glebowych u inwazyjnych w Europie
gatunków z rodzaju nawłoć.
Metody:
Badane gatunki:
Do obserwacji wybrano cztery obce taksony z rodzaju nawłoć (Solidago i Euthamia):
Solidago altissima L., Solidago canadensis L., Solidago gigantea Aiton, Euthamia
graminifolia (L.) Nutt. oraz dwa rodzime gatunki: wrotycz zwyczajny (Tanacetum vulgare
L.) i nawłoć pospolita (Solidago virgaurea L.). Wszystkie gatunki są bylinami
wytwarzającymi kłącza i należą do rodziny Asteraceae.
1
Eksperyment:
Doświadczenie założono w Stacji Doświadczalnej Uniwersytetu Przyrodniczego we
Wrocławiu (południowozachodnia Polska, środkowa Europa 51°6’54 N, 17°7’42 E),
położonej na wysokości 115 m n.p.m. Średnia temperatura roczna w miejscu badań wynosi
9°C (lipiec 18,8, styczeń -0,4). Rośliny rosły w pełnym nasłonecznieniu. Do doświadczenia
użyte zostały trzy rodzaje podłoża : komercjalne podłoże ogrodnicze (P), lokalna gleba
użytkowana rolniczo (S) i mieszanka żwiru, piasku i lokalnej gleby (Z/P/S). Parametry
chemiczne podłoża przedstawia tabela 1.
Tab.1. Właściwości chemiczne podłoży użytych w eksperymencie.
pH w H2O pH w KCL
S
Z/P/S
P
6,9
6,9
6,1
6,5
6,7
5,3
N
[ g / kg ]
0,52
0,28
8,04
P
K
Mg
[mg /kg ] [mg /kg ] [mg /kg ]
155,37
113,33
46,87
89,19
13,33
21,78
42,25
295,00
157,21
C
[% ]
0,78
0,32
≥ 30
Rośliny były sadzone w plastikowych pojemnikach o wymiarach 72x40x40cm,
którym obcięto dno. Pojemniki wkopano w ziemię i wypełniono odpowiednimi podłożami.
Pojemniki zaaranżowano w bloki po trzy kolumny, gdzie w każdym rzędzie było inne
podłoże. Bloki ułożono w schemacie losowym. Pojemniki umieszczono w odstępach, aby
uniknąć oddziaływania roślin z sąsiednich pojemników. Do każdej kolumny wprowadzono
inny gatunek rośliny. Gatunki również rozmieszczono losowo. Schemat eksperymentu
przedstawia rysunek 1. W sumie użyto 54 pojemników zaaranżowanych w 6 bloków.
2
Rys. 1 Schemat eksperymentu. Różne kolory reprezentują podłoża, a duże litery poszczególne
gatunki.
D
D
D
E
E
E
F
F
F
B
B
B
D
D
D
F
F
F
E
E
E
C
C
C
B
B
B
A
A
A
B
B
B
C
C
C
A
A
A
E
E
E
C
C
C
D
D
D
F
F
F
A
A
A
Z/S/P
S
P
A – S. altissima
B – S. canadensis
C – S. gigantea
D – E. graminifolia
E – S. virgaurea
F – T. vulgare
Rośliny sadzono w terminie 11 – 12 maja 2015 roku. Do każdego pojemnika sadzono
po 3 sadzonki danego gatunku. Każdy gatunek w każdym podłożu był reprezentowany w
trzech powtórzeniach (9 osobników). W sumie wysadzono 162 rośliny. Sadzonki pozyskano
w terenie, z populacji roślin rosnących w pobliżu Wrocławia. W obrębie każdego gatunku
sadzonki pochodziły z jednego klonu. W trakcie sezonu wegetacyjnego rośliny podlewano i
odchwaszczano. Pomiarów dokonano 18 września 2015 roku. Termin pomiarów został
wybrany na podstawie wcześniejszych obserwacji, które wskazują, że w tym okresie rośliny
osiągają maksimum biomasy (Szymura i Szymura 2014). Mierzono wysokość roślin,
określano liczbę ramet oraz kwitnienie (1-rośliny kwitnące, 0-brak kwitnienia
Metody statystyczne:
Do zbadania istotności różnic pomiędzy średnimi wysokościami i liczbą ramet roślin
rosnących na różnych podłożach zastosowano test Anova rang Kruskala-Wallisa. Aby
3
porównać zmienność pomiędzy gatunkami obliczono współczynnik zmienności, istotność
jego zróżnicowania pomiędzy taksonami testowano również Anovą rang.
Wyniki
Wyniki pomiarów i rezultaty testów statystycznych przedstawiono w tabelach 2 i 3,
oraz na rysunkach 2 i 3. W tabelach i na rysunkach użyto następujących skrótów: S.alt Solidago altissima L.; S.can - Solidago canadensis L.; S.gig - Solidago gigantea Aiton;
E.gram - Euthamia graminifolia (L.) Nutt.; S.virg - Solidago virgaurea L.; T.v. - Tanacetum
vulgare L. Wyniki wykazały, że różne typy podłoża istotnie wpływały na średnią wysokość
E. graminifolia i były bliskie istotności u T. vulgare i S. altissima. Pozostałe gatunki nie
różniły się istotnie wysokością na różnych podłożach (Tab. 2). U żadnego z badanych
gatunków nie stwierdzono aby rodzaj podłoża powodował zmienność w liczbie ramet (Tab.
3). Gatunki różniły się istotnie swoją zmiennością morfologiczną wyrażoną współczynnikami
zmienności. Stwierdzono małą zmienność u E. graminifolia zarówno w wysokości jak i
liczbie ramet (Rys. 2 i 3)
Tab. 2 Średnie (średn.) wysokości, odchylenia standardowe (S.D) i wyniki testów
statystycznych (H i p) ramet badanych gatunków rosnących na różnych podłożach.
4
Tab. 3 Średnie (średn.) liczby pędów, odchylenia standardowe (S.D) i wyniki testów
statystycznych (H i p) ramet badanych rosnących na różnych podłożach.
Rys. 2 Średnie wartości, błąd standardowy, odchylenie standardowe i wyniki testów
statystycznych współczynników zmienności wysokości.
Rys. 3 Średnie wartości, błąd standardowy, odchylenie standardowe i wyniki testów
statystycznych współczynników zmienności liczby ramet.
5
Podziękowania
Eksperyment prowadzono przy współpracy z Kołem Naukowym Studentów Łąkarstwa i
Kształtowania Terenów Zielonych . Badania finansowano ze środków Uniwersytetu
Wrocławskiego i Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Autorzy dziękują dr.
Magdalenie Szymura za pomoc przy pracach pomiarowych.
Literatura:
Szymura, M., & Szymura, T. H. (2014). Growth, phenology, and biomass allocation of alien
Solidago species in central Europe. Plant Species Biology.
Wojciechowska, A. (2002). Plastyczność morfologiczna – podstawy genetyczne i ewolucja.
Wiadomości Botaniczne 46(1/2): 27-34
Wrocław, 23.09.2015
6