Plastyczność morfologiczna u inwazyjnych
Transkrypt
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