Autoreferat - Wydział Biologii | Uniwersytet Szczeciński

Transkrypt

Załącznik 2
Autoreferat
dr Helena Więcław
Katedra Taksonomii Roślin i Fitogeografii
Wydział Biologii
Uniwersytet Szczeciński
Szczecin 2014
Helena Więcław
Autoreferat/Załącznik 2
1. Imię i nazwisko
Helena Więcław
2. Posiadane dyplomy, stopnie naukowe – z podaniem nazwy, miejsca i roku ich uzyskania
oraz tytułu rozprawy doktorskiej.
Dyplom ukończenia studiów wyższych w zakresie biologii, specjalność biologia ogólna.
Wydział Biologii i Nauk o Morzu (obecnie Wydział Biologii), Uniwersytet Szczeciński, 25
czerwca 1992 r.
Tytuł pracy magisterskiej: Parazytofauna żaby wodnej (Rana esculenta L.) i trawnej
(Rana temporaria L.) okolic Ińska i Przelewic
Promotor: dr Małgorzata Pilecka-Rapacz
Recenzent: prof. dr hab. Teresa Orecka
Dyplom doktora nauk biologicznych w specjalności biologia. Wydział Nauk Przyrodniczych,
Uniwersytet Szczeciński, 11 grudnia 2002 r.
Tytuł rozprawy doktorskiej: Flora roślin naczyniowych Ińskiego Parku Krajobrazowego
i jej antropogeniczne przeobrażenia
Promotor: prof. dr hab. Marian Ciaciura
Recenzenci: prof. zw. dr hab. Adam Zając
prof. zw. dr hab. Maciej Rogalski
3. Informacje o dotychczasowym zatrudnieniu w jednostkach naukowych.
1995-2003 – asystent w Katedrze Taksonomii Roślin i Fitogeografii, Wydział Nauk
Przyrodniczych, Uniwersytet Szczeciński
od 2003r. – adiunkt w Katedrze Taksonomii Roślin i Fitogeografii, Wydział Nauk
Przyrodniczych (obecnie Wydział Biologii), Uniwersytet Szczeciński
4. Wskazanie osiągnięcia wynikającego z art. 16 ust. 2 ustawy z dnia 14 marca 2003 r. o
stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. nr
65, poz. 595 ze zm.):
a) tytuł osiągnięcia naukowego
Carex flava agg. in Poland
b) autor publikacji, rok wydania, nazwa wydawnictwa
Helena Więcław, 2014, Biodiverity Research and Conservation 33: 3-88.
2
Helena Więcław
c) omówienie celu naukowego ww. pracy i osiągniętych wyników wraz z omówieniem ich
ewentualnego wykorzystania.
Taksony z agregatu Carex flava należą do sekcji Ceratocystis Dumort. i wchodzą w
skład kompleksu gatunków zwanego grupą Carex flava, która jest znana ze swojego
skomplikowanego
wzorca
zmienności
morfologicznej
i
niejednoznacznego
ujęcia
taksonomicznego (np. Palmgren 1959; Chater 1980; Schmid 1983; Pykälä & Toivonen 1994;
Sell 1996; Egorova 1999; Hedrén 2002). Ujęcie taksonomiczne grupy C. flava jest nadal
przedmiotem dyskusji naukowych, które koncentrują się zazwyczaj wokół dwóch głównych
ujęć: syntetycznego i analitycznego, czyli jeden lub dwa biologiczne gatunki wobec czterech
gatunków morfologicznych (Jiménez-Mejías i in. 2012). Podejście syntetyczne, bazujące na
analizie stopnia płodności pojawiających się mieszańców (Schmid 1982, 1983) budzi ciągle
kontrowersje i nie odzwierciedla złożonego wzorca zmienności w obrębie tej krytycznej grupy
(np. Hedrén 2002, 2004). Zwolennicy koncepcji syntetycznej łączą gatunki: C. lepidocarpa
Tausch, C. demissa Hornem. oraz C. oederi Retz. (=C. viridula Michx.) w jeden zbiorczy
gatunek o nazwie C. viridula agg. i nadają im rangę podgatunków, czyli C. viridula subsp.
brachyrrhyncha (Tausch) B. Schmid (=C. lepidocarpa), C. viridula subsp. oedocarpa
(Andersson) B. Schmid (=C. demissa) oraz C. viridula Michx. subsp. viridula (=C. oederi) (np.
Schmid 1983; Bruederle & Jensen 1991). Według ujęcia analitycznego w obrębie grupy C.
flava istnieją cztery następujące gatunki: C. flava L., C. lepidocarpa, C. demissa oraz C.
viridula (=C. oederi). Wśród nich najbardziej zmienna morfologicznie jest C. viridula, która
tworzy małe i izolowane populacje o zmiennej morfologii, identyfikowane jako odmiany [C.
viridula Michx. var. viridula, C. viridula var. pulchella (Lönnr.) B. Schmid i C. viridula var.
bergrothii (Palmgr.) B. Schmid (np. Pykälä & Toivonen 1994), lub podgatunki [C. viridula
Michx. subsp. viridula, C. viridula subsp. bergrothii (Palmgr.) Tzvelev i C. viridula subsp.
pulchella (Lönnr.) Malyschev (np. Blackstock 2007).
W związku z obserwowaną w grupie C. flava zmiennością cech morfologicznych,
brakiem wyraźnego hiatusu między taksonami oraz częstą hybrydyzację, ustalenie granic
segregatów stwarza problemy i często prowadzi do błędnych oznaczeń.
Moja praca jest monografią turzyc z grupy Carex flava i składa się z dwóch
następujących części: (1) Carex flava agg. (section Ceratocystis, Cyperaceae) in Poland:
taxonomy, morphological variation, and soil conditions (2) Carex flava agg. (section
Ceratocystis, Cyperaceae) in Poland: distribution maps and locality lists.
W pierwszej części monografii, wykorzystując techniki statystyczne, ustaliłam zakres
zmienności cech morfologicznych taksonów i mieszańców z grupy C. flava oraz określiłam
relacje takson-parametry gleby, ponadto zamieściłam klucz do oznaczania oraz opis
morfologiczny wszystkich występujących w Polsce taksonów i mieszańców. W opisie oraz
3
Helena Więcław
skonstruowanym przeze mnie kluczu uwzględniłam również C. hostiana oraz mieszańce
miedzy C. hostiana DC i gatunkami z grupy C. flava. C. hostiana oraz taksony z agregatu C.
flava tworzą wspólnie sekcję Ceratocystis. W części drugiej zamieściłam wykazy stanowisk
oraz mapy rozmieszczenia gatunków i mieszańców z sekcji Ceratocystis, wykonane zgodnie
z systemem ATPOL.
Przystępując do pracy nad taksonami z kompleksu C. flava postawiłam następujące
hipotezy badawcze: (i) zastosowanie fenetycznej koncepcji gatunku z wykorzystaniem
analizy numerycznej pozwoli na ustalenie granic zmienności morfologicznej taksonów z
kompleksu C. flava, (ii) ujęcie taksonomiczne łączące C. lepidocarpa, C. viridula i C. demissa
w jeden gatunek nie pasuje do obserwowanej w Polsce wyraźnej odrębności morfologicznej i
siedliskowej tych taksonów, (iii) na terenie Polski występują co najmniej 4 dobrze
zdefiniowane gatunki z grupy C. flava, (iv) w populacjach, gdzie rosną sympatrycznie dwa
lub trzy badane taksony pojawiają się mieszańce o zmiennym stopniu płodności, (v) taksony
z agregatu C. flava preferują wilgotne siedliska i częściej występują na glebach lekko
zasadowych .
Konfirmacja sformułowanych powyżej hipotez wymagała realizacji następujących
zadań badawczych: (i) ustalenia liczby i rangi taksonów z grupy C. flava w Polsce, (ii)
określenia stopnia zmienności morfologicznej i ustalenia cech najbardziej przydatnych w ich
rozpoznawaniu, (iii) opracowania klucza do oznaczania, (iv) wykonania analizy parametrów
glebowych oraz (v) sporządzenia list stanowisk wszystkich taksonów oraz map ich
rozmieszczenia na obszarze Polski.
Badania terenowe przeprowadziłam w latach 2008-2012 w różnych regionach
fizyczno-geograficznych Polski oraz zweryfikowałam materiał zielnikowy zdeponowany w 26
herbariach (BIL, BNPH, BSG, BYDG, DRAPN, KRA, KRAM, KRAB, KTC, KTU, LBLM, LOD,
OLTC, OPOL, POZ, PUMA, TRN, SLTC, SPNH, SZCZ, SZUB, UGDA, WA, WRSL, WSRP,
ZAMU) i w siedmiu prywatnych kolekcjach. Analizowałam również materiał zielnikowy w
herbarium w Berlinie (B), Leiden (L) i w Wiedniu (W) oraz zbierałam materiał porównawczy
podczas badań terenowych w Czechach, Szwajcarii, Austrii i Holandii. W trakcie badań
laboratoryjnych oszacowałam 45 cech morfologicznych (34 ilościowych i 11 jakościowych)
na 1852 okazach turzyc z grupy C. flava agg., zebranych podczas badań terenowych i na
1500 okazach, pochodzących z polskich herbariów. Z 80 stanowisk zebrałam próby glebowe
i dla każdej z nich określiłam 9 parametrów glebowych. Wszystkie dane przeanalizowałam
statystycznie, wykorzystując jednowymiarowe, dwuwymiarowe i wielowymiarowe techniki
statystyczne.
4
Helena Więcław
Uzyskane przeze mnie wyniki wykazały odrębność morfologiczną taksonów
łączonych w agregat C. flava i pozwoliły na wyróżnienie czterech następujących gatunków:
C. flava s.s., C. lepidocarpa, C. demissa i C. viridula. Stwierdziłam: (i) wysoki stopień
separacji morfologicznej tych taksonów, wynikający głównie z różnic w wielkości cech
generatywnych, (ii) integralność taksonów na stanowiskach, w których współwystępują,
pomimo obecności mieszańców oraz (iii) odmienne preferencje siedliskowe gatunków,
zwłaszcza C. lepidocarpa vs C. demissa. W Polsce, badane taksony są zatem
morfologicznie dobrze zdefiniowanymi bytami i wykazują wyraźne preferencje ekologiczne.
Ciągłą zmienność cech morfologicznych stwierdziłam wśród okazów C. viridula, w związku z
czym nie było podstaw do wyróżniania, podawanych wcześniej w literaturze, gatunków lub
podgatunków. Zgodnie z definicjami formy, odmiany i podgatunku podanymi przez Du Rietz
(1930), okazy C. viridula potraktowałam jako lokalne warianty gatunku, czyli odmiany: var.
viridula i var. pulchella ze względu na ich odmienne wymagania siedliskowe. C. viridula var.
pulchella rośnie zwykle na solniskach wzdłuż wybrzeży morskich, natomiast C. viridula var.
viridula zasiedla łąki, bagna, torfowiska, brzegi jezior, stawów, rowy, przydroża i zagłębienia
międzywydmowe.
Na terenie Polski spotykałam również populacje, składające się z kilku gatunków
reprezentujących kompleks C. flava. W takich populacjach rosły zwykle mieszańce,
morfologicznie pośrednie względem gatunków rodzicielskich lub bardziej przypominające
swoją morfologią jednego z nich (np. Kiffe 1998, Więcław & Wilhelm 2014). Zwykle były one
całkowicie sterylne; jednakże znalazłam również mieszańce częściowo płodne, co
sugerowałoby występowanie zjawiska introgresji. Na obszarze Polski stwierdziłam
występowanie pięciu mieszańców, powstałych w wyniku hybrydyzacji zachodzącej w obrębie
grupy C. flava (C.  alsatica Zahn [= C. demissa × C. flava], C. × ruedtii Kneuck. [= C. flava
× C. lepidocarpa], C. × schatzii Kneuck. [= C. lepidocarpa × C. viridula], C. × subviridula
Fernald [= C. flava × C. viridula]) oraz dwa mieszańce z C. hostiana jako jednym z rodziców
(C.  fulva Gooden. [= C. demissa × C. hostiana] i C. × leutzii Kneuck. [= C. hostiana × C.
lepidocarpa]).
Ważnymi cechami przy oznaczaniu gatunków, podobnie jak i mieszańców, okazały
się wymiary pęcherzyka i dzióbka oraz procentowy stosunek długości dzióbka do całkowitej
długości pęcherzyka. Pomocne były równie takie cechy jak: długość i szerokość podsadek,
stosunek długości podsadki do długości kwiatostanu, długość (lub brak) szypułek, na których
osadzone są kłosy męskie oraz długość, szerokość, liczba i sposób rozmieszczenia kłosów
żeńskich. W przypadku mieszańców trudno było mi jednoznacznie wskazać cechy dla nich
najbardziej charakterystyczne, oprócz obniżonej płodności, wyrażonej obecnością pustych
pęcherzyków. Na podstawie przeprowadzonych analiz statystycznych zaobserwowałam
wprost proporcjonalną korelację między długością pęcherzyka i jego dzióbka u mieszańców
5
Helena Więcław
a rozmiarem tych cech u taksonów rodzicielskich. Stwierdziłam, że okazy C. alsatica (C.
demissa  C. flava) posiadały stosunkowo długie pęcherzyki i dzióbki, które u wielu z nich
osiągały wymiary zbliżone do wielkości obserwowanych u okazów C. flava. Podobnie,
wielkość tych cech u hybrydy C. demissa × C. viridula odpowiadała zwykle wymiarom
stwierdzonym u czystych C. demissa. Poza tym u niektórych mieszańców pokolenia F1
stwierdziłam występowanie kilku cech pozytywnie transgresywnych (Więcław & Wilhelm
2014).
Najbardziej istotne różnice w wartościach parametrów glebowych stwierdziłam na
stanowiskach C. lepidocarpa i C. demissa. W próbach glebowych pobranych na siedliskach
C. lepidocarpa odnotowałam wyższe wartości pH, wyższą zawartość węglanu wapnia i
wapnia oraz węgla, azotu i materii organicznej niż w próbach pochodzących z siedlisk C.
demissa. C. lepidocarpa preferuje siedliska wybitne wapienne, C. flava występuje zwykle na
siedliskach lekko zasadowych, natomiast C. demissa, zwykle na glebie lekko kwaśnej. W
najszerszym zakresie wartości parametrów glebowych notowana była C. viridula, która rosła
sympatrycznie zarówno z C. lepidocarpa jak i z C. demissa oraz rzadziej z C. flava. Dwa
gatunki, czyli C. lepidocarpa i C. demissa, wydają się być na obszarze Polski najbardziej
izolowanymi siedliskowo taksonami z agregatu C. flava; zarówno w trakcie badań
terenowych, jak i podczas prac laboratoryjnych z arkuszami zielnikowymi nie znalazłam
mieszańców między tymi gatunkami.
Na podstawie materiału zdeponowanego w polskich herbariach oraz własnych badań
terenowych stwierdziłam, że: (i) na terenie Polski C. flava s.s. jest najbardziej pospolitym
gatunkiem z sekcji Ceratocystis, natomiast C. hostiana najrzadszym, (ii) najwięcej stanowisk
C. demissa znajduje się w południowej części kraju, zwłaszcza na terenie województwa
małopolskiego, podkarpackiego i śląskiego, (iii) C. lepidocarpa najliczniej występuje na
obszarze Polesia i Wyżyny Lubelskiej, Małopolski oraz Pomorza, (iv) C. viridula var. viridula
jest częsta w Polsce, natomiast C. viridula var. pulchella posiada tylko dwa stanowiska na
północy kraju, (v) najczęściej występuje w Polsce hybryda C. alsatica, rzadziej rosną C.
ruedtii, C. subviridula oraz C. schatzii, bardzo rzadko występują C. demissa  C. viridula,
C. fulva oraz C. leutzii. Jako pierwsza w Polsce zamieściłam w mojej monografii wykaz
stanowisk oraz mapy rozmieszczenia C. demissa oraz mieszańców z sekcji Ceratocystis
(por. Zając & Zając 2001). Według Zając i Zając (2001) C. lepidocarpa dość często była
notowana w południowej części Polski, głównie w Karpatach Wschodnich i w Bieszczadach;
jednakże po przeprowadzonych przeze mnie badań i rewizjach materiałów zielnikowych
uzyskałam inny obraz rozmieszczenia C. lepidocarpa w Polsce. Nie potwierdziłam licznego
występowania tego gatunku na południu Polski, bowiem większość arkuszy zielnikowych z
okazami opisanymi jako C. lepidocarpa zawierała okazy C. flava lub mieszańce. W trakcie
6
Helena Więcław
badań terenowych, które prowadziłam na obszarze Karkonoszy i Bieszczadów nie znalazłam
żadnego stanowiska C. lepidocarpa.
Część wyników badań dotyczących agregatu C. flava została opublikowana także
poza wskazaną monografią, jako odrębne artykuły w czasopismach polskich i zagranicznych
(Więcław 2011; Więcław & Podlasiński 2013; Więcław & Koopman 2013, Więcław & Wilhelm
2014).
Do najważniejszych wyników moich badań zaliczam:
1. Poznanie stopnia zmienności morfologicznej turzyc z agregatu Carex flava i ustalenie
liczby i rangi taksonów rosnących w Polsce.
2. Wykonanie kompleksowych analiz morfometrycznych cech makromorfologicznych z
wykorzystaniem wielowymiarowych analiz statystycznych.
3. Wskazanie cech morfologicznych najbardziej pomocnych przy oznaczaniu taksonów i
mieszańców dzięki zastosowaniu odpowiednich technik statystycznych.
4. Opracowanie
klucza
do
oznaczania
oraz
podanie
szczegółowego
opisu
morfologicznego taksonów oraz mieszańców z sekcji Ceratocystis.
5. Stwierdzenie występowania mieszańców (C.  alsatica, C.  ruedtii, C.  schatzii, C.
 subviridula, C. demissa  C. viridula, C.  fulva, C.  leutzii), które dotychczas nie
były notowane w Polsce.
6. Przeprowadzenie oceny parametrów glebowych na stanowiskach gatunków z grupy
C. flava oraz określenie relacji gatunki-czynniki glebowe.
7. Weryfikację materiału zielnikowego zdeponowanego w polskich herbariach.
8. Sporządzenie list stanowisk oraz wykonanie map rozmieszczenia wszystkich
taksonów i mieszańców z sekcji Ceratocystis, występujących na obszarze Polski.
Bibliografia
BLACKSTOCK N. 2007. A re-assessment of the yellow sedges Carex flava agg. (Cyperaceae) in the
British Isles. Ph. D. Thesis, University of Lancaster, England.
BRUEDERLE L. P., JENSEN U. 1991. Genetic differentiation of Carex flava and Carex viridula in West
Europe (Cyperaceae). Systematic Botany 16: 41–49.
CHATER A. O. 1980. Carex L. W: T. G. TUTIN, V. H. HEYWOOD, N. A BURGES., D. M. MOORE, S. M.
W ALTERS & D. A. W EBB (red.). Flora Europaea, vol. 5 Alismataceae to Orchidaceae
(Monocotyledones), ss. 290-323. Cambridge University Press, Cambridge.
DU RIETZ G. E. 1930. The fundamental units of biological taxonomy. Svensk Botanisk Tidskrift 24:
333–428.
EGOROVA T. V. 1999. The sedges (Carex L.) of Russia and adjacent states (within the limits of the
former USSR). 772 ss. Missouri Botanical Garden Press, Saint-Louis.
7
Helena Więcław
HEDRÉN M. 2002. Patterns of allozyme and morphological differentiation in the Carex flava complex
(Cyperaceae) in Fennoscandia. Nordic Journal of Botany 22: 257-301.
HEDRÉN M. 2004. Species delimitation and the partitioning of genetic diversity - an example from the
Carex flava complex (Cyperaceae). Biodiversity and Conservation 13: 297-316.
JIMÉNEZ-MEJÍAS P., MARTÍN-BRAVO S. & LUCEÑO M. 2012. Systematics and taxonomy of Carex sect.
Ceratocystis (Cyperaceae) in Europe: a molecular and cytogenetic approach. Systematic Botany
37(2): 382-398.
KIFFE K. 1998. Aktuelle Vorkommen von Hybriden innerhalb der Carex flava Gruppe (Cyperaceae) in
Westfalen. Natur und Heimat 58(1): 1-8.
PALMGREN A. 1959. Carex-gruppen Fulvellae Fr. i Fennoskandien I. Flora Fennica 2: 1-165.
PYKÄLÄ J. & TOIVONEN H. 1994. Taxonomy of the Carex flava complex (Cyperaceae) in Finland. Nordic
Journal of Botany 14: 173-191.
SCHMID B. 1982. Karyology and hybridization in the Carex flava complex in Switzerland. Feddes
Repertorium 93: 23-59.
SCHMID B. 1983. Notes of nomenclature and taxonomy of the Carex flava group in Europe. Watsonia
14: 309-319.
SELL P. 1996. Carex section Ceratocystis Dumort. W: P. SELL & G. MURRELL (red.). Flora of Great
Britain and Ireland, vol. 5. ss. 109-111. Cambridge University Press, Cambridge.
W IĘCŁAW H. 2011. Morphological variability of the Carex oederi s.l. inflorescence. Biodiversity
Research and Conservation 21: 13-18.
W IĘCŁAW H. & KOOPMAN J. 2013. Numerical analysis of morphology of natural hybrids between Carex
hostiana DC. and the members of Carex flava agg. (Cyperaceae). Nordic Journal of Botany 31(4):
464-472.
W IĘCŁAW H & PODLASIŃSKI M. 2013. Morphological differences between natural populations of Carex
viridula (Cyperaceae): effects of soil conditions. Annales Botanici Fennici 50 (1-2): 13-22.
W IĘCŁAW H. & W ILHELM M. 2014. Natural hybridization within the Carex flava complex (Ceratocystis,
Cyperaceae) in Poland. Morphometric studies. Annales Botanici Fennici 51: 129-147.
ZAJĄC A. & ZAJĄC M. (red.). 2001. Distribution Atlas of Vascular Plants in Poland. xii+714 ss. Edited by
Laboratory of Computer Chorology, Institute of Botany, Jagiellonian University, Kraków.
5. Omówienie pozostałych osiągnięć naukowo - badawczych.
Przebieg pracy naukowej przed uzyskaniem stopnia doktora
W czasie studiów na Wydziale Biologii i Nauk o Morzu (obecnie Wydział Biologii)
Uniwersytetu Szczecińskiego w Szczecinie interesowałam się przyrodą we wszystkich jej
aspektach, bez preferowania określonej dziedziny wiedzy. W tym okresie należałam do koła
naukowego
Hydrobiologów,
działającego
przy
Katedrze
Ekologii
Zwierząt.
Pracę
magisterską pt. „Parazytofauna żaby wodnej (Rana esculenta L.) i trawnej (Rana temporaria
8
Helena Więcław
L.) okolic Ińska i Przelewic”, napisałam pod kierunkiem dr Małgorzaty Pileckiej-Rapacz, zaś
recenzentem pracy była prof. dr hab. Teresa Orecka. Pod koniec studiów (jeszcze w trakcie
pisania pracy magisterskiej) jeździłam na botaniczne wyprawy terenowe, które prowadził
profesor Marian Ciaciura. Od tego czasu zaczęłam się interesować szatą roślinną Polski, a z
czasem zainteresowanie to przerodziło się w pasję. W 1995 roku zostałam zatrudniona na
stanowisku asystenta w Katedrze Taksonomii Roślin i Fitogeografii US, kierowanej przez
profesora Mariana Ciaciurę.
W latach 1997-2001 prowadziłam badania florystyczne na obszarze Ińskiego Parku
Krajobrazowego w ramach tematu pracy doktorskiej: „Flora roślin naczyniowych Ińskiego
Parku Krajobrazowego i jej antropogeniczne przeobrażenia”, której promotorem był profesor
Marian Ciaciura. Zasadniczym celem badań było poznanie kierunku oraz zakresu
antropogenicznych
przeobrażeń
we
florze
roślin
naczyniowych
Ińskiego
Parku
Krajobrazowego. Realizacja tego celu wymagała ode mnie: (i) opracowania możliwie
kompletnej listy gatunkowej roślin naczyniowych, które w sposób spontaniczny występują
bądź występowały na terenie Ińskiego Parku Krajobrazowego, (ii) określenia charakteru i
zakresu zmian jakie zaszły we florze badanego obszaru, (iii) poznania współczesnych
zasobów florystycznych Parku oraz (iv) określenia tendencji synantropodynamicznych
poszczególnych gatunków. Praca składała się dwóch części. W pierwszej z nich,
zamieściłam wykaz stanowisk gatunków roślin naczyniowych, dokonałam analizy flory pod
kątem częstości występowania roślin, składu geograficzno-historycznego, występowania
grup socjologiczno-ekologicznych i synantropodynamicznych oraz zakresu hemerobii
siedlisk. Opisałam również przebieg procesu synantropizacji flory na obszarze Ińskiego
Parku Krajobrazowego, porównując zachodzące na jego obszarze zmiany i tendencje z
obserwowanymi przekształceniami flory w innych blisko położonych parkach krajobrazowych
województwa
zachodniopomorskiego.
W
drugiej
części
pracy
zamieściłam
mapy
rozmieszczenia 852 taksonów roślin naczyniowych. Mapy rozmieszczenia wykonałam
zgodnie z systemem kwadratów ATPOL; za stanowisko przyjęłam kwadrat o boku 1km.
Przed obroną pracy doktorskiej część uzyskanych wyników została opublikowana w
formie artykułów w polskich czasopismach (IID: 4.2, 4.3, 4.4, 4.61) oraz rozdziałów w
monografiach (IID: 2.2, 2.3, 2.4) lub została zaprezentowana na konferencjach (IIIB: 1-6).
Zasadnicza część wyników pracy doktorskiej została opublikowana w późniejszym okresie w
postaci dwutomowej monografii (IID: 1.1, 1.2); poza tym niektóre zagadnienia ukazały się
również jako odrębne artykuły (IID: 4.9, 4.10, 4.13, 4.15, 4.16) i rozdziały w innych
monografiach (IID: 2.5, 2.6, 2.11, 2.14, 2.15) oraz zostały zaprezentowane na kolejnych
konferencjach naukowych (IIIB: 7, 8, 12, 15, 16, 20). Wydanie monografii zostało
1
Numeracja publikacji zgodna z załączonym wykazem (Załącznik 4)
9
Helena Więcław
dofinansowane przez Wojewódzki Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej w
Szczecinie. W 2007 r. zorganizowałam i przeprowadziłam sesję terenową pt. „Flora roślin
naczyniowych Pojezierza Ińskiego”, w ramach 54 Zjazdu Polskiego Towarzystwa
Botanicznego, które odbyło się w Szczecinie.
Wykonywanie i pisanie typowo florystycznej dysertacji stworzyły mi możliwość
dobrego poznania: (i) specyfiki pracy w terenie, (ii) różnorodności i zmienności gatunków
roślin naczyniowych i ich siedlisk oraz (iii) zbiorowisk roślinnych. Okazało się to bardzo
przydatne w dalszych etapach mojej pracy naukowej, związanej z florystyką, ochroną
przyrody i taksonomią roślin.
Przebieg pracy naukowej po uzyskaniu stopnia doktora.
Omówienie osiągnięć naukowo - badawczych nie będących podstawą ubiegania się o
stopień doktora habilitowanego
Po uzyskaniu stopnia doktora zaangażowana byłam w badania flory i roślinności
Pomorza Zachodniego. Zespół pracowników Katedry Taksonomii Roślin i Fitogeografii US
prowadził szczegółowe badania florystyczno-fitosocjologiczne na terenie województwa
zachodniopomorskiego. Efektem tych badań była dwuczęściowa monografia wydana pod
redakcją profesora Mariana Ciaciury pt. „Flora roślin naczyniowych województwa
zachodniopomorskiego”. Publikowane w niej prace stanowią podstawę dla monitoringu
zmian zachodzących we florze regionu oraz dostarczają wskazówek niezbędnych przy
podejmowaniu decyzji o wyznaczaniu cennych przyrodniczo obszarów i wprowadzaniu
różnych form ochrony. Poza tym monografia ta jest cennym źródłem danych uzupełniających
wiedzę o rozmieszczeniu gatunków na obszarze województwa zachodniopomorskiego. W
monografii tej znalazły się moje i współautorów prace dotyczące flory gmin (IID: 2.16, 2.17) i
wybranych rezerwatów (IID: 2.9) oraz gatunków obcych (IID: 2.10).
W tym czasie nadal interesowało mnie zjawisko synantropizacji flory, zwłaszcza
rozprzestrzenianie się gatunków ekspansywnych i inwazyjnych oraz ustępowanie gatunków
rzadkich i zagrożonych. Szczególną uwagę zwróciłam na florę obszarów chronionych, która
z jednej strony zagrożona jest przez czynniki naturalne (sukcesja), z drugiej zaś, przez
czynniki antropogeniczne. Obserwowałam stan aktualny oraz zachodzące zmiany we florze i
roślinności w wybranych rezerwatach przyrody (istniejących lub projektowanych). Z tego
okresu pochodzą opracowania florystyczno-fitosocjologiczne niektórych cennych obiektów
przyrodniczych w postaci artykułów (IID: 4.8, 4.10, 4.15, 4.17) oraz rozdziałów w
monografiach (IID: 2.6, 2.15, 2.18). W związku z intensywnym rozprzestrzenianiem się
gatunków
inwazyjnych
wzdłuż
rzek,
prowadziłam
również
badania
florystyczno10
Helena Więcław
fitosocjologiczne w dolinach rzecznych m. in. w dolinie Iny, Małej Iny i Płoni. Wyniki badań
opublikowałam jako rozdziały w monografiach (IID: 2.7, 2.13) oraz zaprezentowałam na
międzynarodowych i krajowych konferencjach (IIIB: 9, 10, 12, 17, 18). Ponadto byłam
recenzentem pracy pt. „Różnorodność florystyczna górnego odcinka doliny rzeki Rawki”,
która ukazała się w czasopiśmie Parki Narodowe i Rezerwaty Przyrody.
Zagadnienia związane z ochroną różnorodności florystycznej były również w kręgu
moich zainteresowań badawczych. Jestem współautorką czterech prac na temat rzadkich i
zagrożonych gatunków roślin naczyniowych (m.in. Wolffia arrhiza, Carex atherodes i Carex
extensa) (IID: 4.7, 4.11, 4.12, 4.19). Na szczególną uwagę zasługuje ponowne odkrycie w
okolicach Kołobrzegu stanowiska C. extensa – gatunku uznanego za wymarły w Polsce na
początku XIX w. Oprócz artykułu o tej turzycy w czasopiśmie Polish Botanical Journal (IID:
4.19), informacja o występowaniu C. extensa pojawi się w, będącym obecnie w druku,
trzecim wydaniu Polskiej Czerwonej Księgi Roślin (IID: 2.19). Wiadomość o odkryciu
stanowiska C. extensa w Polsce została zauważona w Europie, o czym świadczy m.in.
cytowanie w artykule pt.: Remote locality of the littoral Carex extensa (Cyperaceae) in
Hungary - long distance dispersal from coastal to inland salt marshes w czasopiśmie Biologia
(IF2013 0.696) (Biologia 68(5): 872-878). Jako współautor brałam również udział w
opracowaniu zasad monitoringu roślinności, flory i bioty grzybów na terenie rezerwatu
Świdwie (IIE: 1) oraz byłam koordynatorem i głównym wykonawcą opracowania w ramach
sieci Natura 2000 dokumentacji planu zadań ochronnych obszaru PLH320045 Mirosławiec
(IIE: 2). W roku 2013 nawiązałam współpracę z dr hab. Jolantą Marciniuk i drem Pawłem
Marciniukiem z Instytutu Biologii Uniwersytetu Przyrodniczo-Humanistycznego w Siedlcach.
Wspólnie prowadziliśmy badania na polskim wybrzeżu, których celem były poszukiwanie
gatunków z rodzaju Taraxacum oraz określenie warunków ekologicznych w jakich one rosną.
Obecnie wyniki tych badań są analizowane, a następnie zostaną opublikowane w
indeksowanych czasopismach.
W takcie prowadzenia badań terenowych na obszarze Pomorza Zachodniego moja
uwaga koncentrowała się na gatunkach łąkowo-torfowiskowych. Na tych siedliskach
występowały turzyce, m. in. z agregatu Carex flava, które trudno było oznaczyć do poziomu
gatunku na podstawie dostępnych kluczy. Rozpoczęłam więc poszukiwania, zarówno w
Polsce jak i poza jej granicami, publikacji na temat taksonomii grupy C. flava. Okazało się, że
w naszym kraju jest to problem otwarty i po konsultacji z profesorem Adamem Zającem z
Uniwersytetu Jagiellońskiego podjęłam się przeprowadzenia szczegółowych badań turzyc z
tego agregatu na obszarze Polski. Podczas pracy nad tą krytyczną grupą podnosiłam swoje
kwalifikacje w dziedzinie taksonomii oraz statystyki, w ramach następujących szkoleń: (i) na
Uniwersytecie Gdańskim z zakresu taksonomii (2010 r.), na Uniwersytecie Szczecińskim z
zakresu podstaw statystyki i obsługi oprogramowania Statistica (organizator StatSoft Polska,
11
Helena Więcław
2008 r.) oraz na Uniwersytecie im. M. Kopernika w Toruniu z zakresu zastosowania metod
numerycznych w ekologii i obsługi oprogramowania Canoco (2008 r.).
Pierwsze wyniki mojej pracy nad turzycami z grupy C. flava, w postaci artykułów, w
których wykorzystałam zdobyte umiejętności, dotyczyły zmienności kwiatostanów C. viridula
(IID: 4.18) oraz zmienności morfologicznej w populacjach C. viridula, związanej z lokalnymi
warunkami glebowymi (IIA: 2). Stwierdziłam statystycznie istotną korelację między
zmiennością niektórych cech morfologicznych (liczba i rozmieszczenie kłosów żeńskich,
wielkość kłosa męskiego i jego szypułki) a wysokością pH, zawartością węglanów i
składników przyswajalnych w glebie. Analizy glebowe wykonał współautor artykułu dr hab.
Marek Podlasiński z Zakładu Rekultywacji i Chemii Środowiska Zachodniopomorskiego
Uniwersytetu Technologicznego, z którym nawiązałam stałą współpracę. Ze względu na
podobną tematykę badawczą (analiza wpływu warunków zewnętrznych na turzyce) redakcja
czasopisma Biologia (IF2013 0.696) zwróciła się do mnie z prośbą o recenzję pracy pt. „Leaf
anatomy of Carex humilis does not correlate with orographic, geological and bioclimatic
habitat conditions in C&SE Europe”, która, po wydaniu przeze mnie pozytywnej opinii,
została opublikowana w 2014 r. (Biologia 69/3: 332-340, 2014). Wyniki przeprowadzonych
przeze mnie analiz wpływu czynników glebowych na morfologię roślin zostały zacytowane w
pracy pt. „How does sampling strategy influence detection of morphological variation in
orchids? A case-study of the epiphyte Oberonia hosseusii, która ukazała się w 2014 roku w
czasopiśmie Plant Systematic and Evolution (IF2013 1.154) (Plant Syst Evol 300: 585-594,
2014).
Prowadząc badania turzyc z agregatu C. flava spotykałam w mieszanych
populacjach, czyli takich w których występowały co najmniej dwa dobrze zdefiniowane
gatunki z grupy C. flava, liczne formy morfologicznie pośrednie (mieszańce), zwykle
całkowicie sterylne lub częściowo płodne (w części pęcherzyków znajdowały się dobrze
wykształcone
owoce).
Stanowiska,
w
których
współwystępowały
gatunki
i
formy
mieszańcowe potraktowałam jako modelowe obiekty badawcze i wykorzystałam do
określenia relacji między mieszańcami a ich rodzicami, rosnącymi w tych samych warunkach
siedliskowych. Jest to klasyczna sytuacja, kiedy populacje hybryd rosną wspólnie z
populacjami obydwu rodziców wzdłuż tego samego gradientu środowiskowego. Celem moich
badań i analiz była próba odpowiedzi na następujące pytania: (i) czy na podstawie cech
morfologicznych można wyznaczyć wyraźne granice między mieszańcami oraz między
mieszańcami a taksonami rodzicielskimi? (ii) jakie cechy morfologiczne są najbardziej
przydatne w oznaczaniu mieszańców? (iii) w jakim stopniu pojawiające się mieszańce są
podobne/różne do/od taksonów rodzicielskich? (iv) czy w przypadku badanych roślin mamy
do czynienia ze zjawiskiem introgresji? Wyniki przeprowadzonych przeze mnie badań
zostały opublikowane w czasopiśmie Annales Botanici Fennici (IF2013 0.771) (IIA: 4). W
12
Helena Więcław
artykule tym wykazałam m. in., że naturalne hybrydy w agregacie C. flava można rozpoznać
na podstawie: (i) całkowitej lub częściowej ich sterylności (zwykle 70-100% pęcherzyków jest
pozbawionych w pełni wykształconych owoców), (ii) posiadania cech pośrednich, lub (iii)
cech jednego lub drugiego gatunku rodzicielskiego oraz (iv) cech transgresywnych. Ważnymi
cechami w delimitacji hybryd okazały się wymiary pęcherzyka i dzióbka, stosunek długości
dzióbka do długości pęcherzyka oraz cechy transgresywne, czyli długość kwiatostanu,
rozmieszczenie kłosów żeńskich oraz długość kłosa męskiego i jego szypułki. Poza tym
zaobserwowałam następujące tendencje: (i) długość pęcherzyka i jego dzióbka u
mieszańców osiąga zwykle podobną wielkość do obserwowanej u rodzica posiadającego
dłuższe pęcherzyki i dzióbki, (ii) introgresja zachodzi zwykle w kierunku rodzica, który
charakteryzuje się wcześniejszą porą kwitnienia oraz dominuje liczebnie na danym
stanowisku. Obserwowany trend w wielkości pęcherzyków i dzióbków oraz analiza wielkości
pozostałych cech morfologicznych może wskazywać następujący prawdopodobny kierunek
przebiegu introgresji: C. alsatica → C. flava, C. schatzii → C. lepidocarpa and C. demissa
 C. viridula → C. demissa. W stosunku do C. ruedtii trudno było mi wyciągnąć
jednoznaczny wniosek co do kierunku przebiegu tego procesu. Z jednej strony wielkość
pęcherzyków i dzióbków wskazuje na introgesję w kierunku C. flava, z drugiej zaś pozostałe
cechy morfologiczne, głównie związane z kwiatostanem i sposobem rozmieszczenia kłosów
żeńskich oraz czasem kwitnienia, wskazują na większe prawdopodobieństwo introgresji do
C. lepidocarpa.
Podobną tendencję, zwłaszcza w wielkości pęcherzyka i dzióbka zaobserwowałam
również u mieszańców, których jednym z rodziców jest C. hostiana, drugim zaś gatunki z
agregatu C. flava. Badania zostały przeprowadzone na materiale zebranym na obszarze
Polski, Holandii, Belgii i Szwajcarii i opublikowane w czasopiśmie Nordic Journal of Botany
(IF2013 0.844) (IIA: 3). W artykule tym, wykorzystując techniki statystyczne, (i) wskazałam
domniemane taksony rodzicielskie dla badanej grupy mieszańców, (ii) oszacowałam stopień
zmienności morfologicznej mieszańców oraz (iii) porównałam morfologię mieszańców z
morfologią domniemanych taksonów rodzicielskimi.
W 2014 roku na obszarze wschodniej Polski (dolina Bugu) znalazłam okazy turzyc
podobne do C. flava; jednakże posiadały one dłuższe pęcherzyki i krótsze dzióbki w
porównaniu z formą typową. Podobne rośliny zebrane na terenie Skandynawii i oznaczone
jako C. flava var. gaspensis widziałam w herbarium w Wiedniu. Okazy te wysłałam do dr
Pero Jiménez-Mejías (School of Biological Sciences, Washington State University), który
wykona odpowiednie analizy molekularne (dr Pero Jiménez-Mejías badał turzyce z sekcji
Ceratocystis na Półwyspie Iberyjskim). Wyniki analiz morfologicznych i molekularnych będą
przedstawione we wspólnym artykule w indeksowanym czasopiśmie zagranicznym.
13
Helena Więcław
Podsumowując, mój dorobek naukowy obejmuje ogółem 23 oryginalne prace
twórcze, 3 monografie, 19 rozdziałów w monografiach, 2 podręczniki akademickie, 2
ekspertyzy,
2
artykuły
popularne
naukowe
oraz
23
doniesienia
w
materiałach
pokonferencyjnych (300 punktów MNiSW). Szczegółowy wykaz publikacji wraz z liczbą
uzyskanych punktów znajduje się w Załączniku 4.
Obecnie moje zainteresowania badawcze rozszerzyłam na cały rodzaj Carex i
prowadzę badania, zarówno w Polsce, jak i w innych krajach Europy. Dotychczas zbierałam
turzyce z obszaru Polski, Szwajcarii, Austrii, Niemiec, Czech i Holandii oraz analizowałam
materiał zielnikowy zdeponowany w kilku zagranicznych herbariach (ATT, B, BR, L, W). Od
2012 roku jest członkiem stowarzyszenia American Society of Plant Taxonomists, dzięki
czemu mam stały kontakt z naukowcami zajmującymi się taksonomią roślin.
W czerwcu 2014 roku złożyłam wniosek grantowy (OPUS 7) do Narodowego
Centrum Nauki pt. „Relacje między Carex hirta, Carex vesicaria i Carex atherodes oraz ich
naturalnymi mieszańcami uzyskane na podstawie badań morfologiczno-anatomicznych,
siedliskowych i molekularnych”. Jako kierownik projektu zaplanowałam przeprowadzenie
wieloaspektowych badań turzyc w całym zasięgu ich występowania. Badania będą
prowadzone we współpracy z drem Marcinem Górniakiem z Katedry Ewolucji Molekularnej
Uniwersytetu Gdańskiego (Główny wykonawca w zakresie badań molekularnych), z dr Thea
Kull z Institute of Agricultural and Environmental Sciences, Estonian University of Life
Sciences (Główny wykonawca w zakresie badań terenowych i analizy materiału zielnikowego
we wschodniej Europie i części Azji) oraz drem hab. Markiem Podlasińskim z Zakładu
Rekultywacji i Chemii Środowiska Zachodniopomorskiego Uniwersytetu Technologicznego
(Wykonawca w zakresie analizy prób glebowych). Celem tego projektu jest empiryczne
sprawdzenie
następujących
hipotez
badawczych:
(i)
C.
atherodes
Spreng.
jest
ustabilizowanym mieszańcem między C. vesicaria L. i C. hirta L., natomiast C.  grossi Fiek
[C. hirta x C. vesicaria] i C. walasii Ceyn.-Giełd. [C. atherodes x C. hirta] są mieszańcami
pokolenia F1, (ii) C. atherodes i C. vesicaria z Europy nie są konspecyficzne z C. atherodes i
C. vesicaria z Ameryki Północnej i Azji, (iii) C.  walasii może występować częściej niż
wynika to z dotychczasowej wiedzy o tym mieszańcu. Materiał z terenu Ameryki Północnej
będzie zbierany i konsultowany z prof. J. Starr z Department of Biology, University of Ottawa.
Podobne badania mogą być zastosowane do określenia związków wśród turzyc z
krytycznych sekcji, np. relacji między C. brizoides L., C. pseudobrizoides Clavaud, C.
colchica Gay, C. praecox Jacq., C. curvata Knaf., C. arenaria L. i C. repens Bellardi z sekcji
Ammoglochin Dumort. Turzyce te znalazły się również w kręgu moich aktualnych
zainteresowań badawczych. Z pewnością tego typu badania przyczynią się do pełniejszego
14
Helena Więcław
15

Autoreferat - Wydział Biologii | Uniwersytet Szczeciński

Transkrypt

Podobne dokumenty

Podstawy projektowania z zastosowaniem traw ozdobnych.