Životní strategie rostlin (life history patterns)

Prezentace na téma: "Životní strategie rostlin (life history patterns)"— Transkript prezentace:

1 Životní strategie rostlin (life history patterns)

2 Evoluce strategií Alokace do různých funkcí
Trade-off mezi alokací do různých funkcí strategie (life history) – evolučně získaný způsob využití zdrojů geneticky podmíněn (určitá fenotypická plasticita) vztah k typu prostředí a roli druhu ve společenstvu

3 Trade-off

4 Alokace do orgánů příjmu
Rostliny – příjem CO2 a záření listy vs. příjem živin a vody kořeny  root/shoot ratio RW/SW resource-ratio hypothesis – rozdílná kompetiční schopnost při alokaci do nadzemní/podzemní biomasy v rozdílném prostředí (dle dostupnosti zdrojů) nadzemní biomasa – kompetice o světlo podzemní b. – kompetice v rhizosféře o živiny a vodu, produkce kořenů nákladná (potřeba transportu asimilátů listy  kořen)

5 Alokace do orgánů příjmu
15/85 30/70

6 LMR – biomasa listů/celková biomasa

7 Poměr biomasy listů a jemných kořenů
Bez podpůrné orgány (stonek, kmen, hlavní kořeny) Varianta R/S poměru

8 Životnost a účinnost asimilačního aparátu
Specifická listová plocha - SLA SLA = A/WL [m2/kg], korelace s metabolickou aktivitou a výkonností listu životnost listu – adaptivní odpověď rostlin na podmínky prostředí krátkověké listy – každoroční náklady na výstavbu X vyšší výkonnost (fotosyntéza opadavých listnáčů – max. výkon o 30–60% vyšší než u jehličnanů) vždyzelené listy – vyšší náklady na jednotku plochy, obranné mechanismy, respirace X menší každoroční investice (smrk ročně obnovuje asi 15% jehlic), využití krajních dní vegetační sezóny

9 Délka života Jednoletky Dvouletky Monokarpní (Semelparní) druhy
Polykarpní (Iteroparní) druhy

10 Jednoletky Produkce semen – mnoho malých Striktní spoléhání na semena
Dormance Vysoká investice do reprodukce – (obilí) Rychlý obrat – vysoká růstová rychlost Délka života – 1. měsíc až ozimé druhy

11 Jednoletky Autogamie Apomixie vyjímečně (Erigeron annua)
Kleistogamie – Limosella aquatica, Leersia oryzoides

12 Alokace (rozdělení živin) do různých orgánů - jednoletky
Ear - klas

13 Alokace do různých funkcí - jednoletky

14 Dvouletky Striktní: obdoba jednoletek – hořečky Takových druhů málo
Nezávislé kohorty Mortalita po odplození, né po vykvetení – regenerace po poškození Digitalis purpurea

15 Dvouletky Krátkověké monokarpy Ve skutečnosti 1-víceleté Kdy vykvést?
Určité množství zásob – Dipsacus sylvestris, Oenothera….. Vyjímečně i klimatické signály – po suchu, dlouhém dnu……

16 Monokarpické vs. polykarpické
Semel- vs. iteroparní druhy Cost of reproduction Vztah reprodukce a její cena

17 Semel- vs. iteroparní druhy
Reprodukce Růst Yucca Agave RE

18 Semel- vs. iteroparní druhy
Agave vs. Yucca – stejné stanoviště - chování opylovačů, opylovači dávají přednost velkým květenstvím u semelparních Rozdíl není daný evolucí – výjimky v obou rodech

19 Monokarpické dlouhověké druhy
Agave, bambusy 100% investice do reprodukce Nepřežije plození Vyhnutí se predaci semen Výhodné při nízké úmrtnosti semenáčků a vysoké úmrtnosti dospělých rostlin Typicky extrémní, či efemérní stanoviště

20 Alokace do růstu/zásobních orgánů - monokarpy
R – kořeny, L – listy rok 1,2, S – stonek, F – listy na lodyze, Y - semena

21 Polykarpické druhy Dlouhověkost nadzemí vs. Podzemí
Stromy vs. Hypericum Dlouhověkost ramety vs. Genety Klonální druhy Vytrvalé byliny – velká kapacita zásobních orgánů relativně nízká růstová rychlost tvorba fotosyntetického aparátu, případně reprodukčních orgánů alokace do rezervních orgánů ke konci sezóny nižší investice do reprodukčních událostí snížené riziko „špatného“ roku

22

23

24 Masting (mass flowering)
Synchronizace v produkci semen Stromy: Naše jehličnany, Fagus, Quercus…… Tropické stromy I trávy - Austrálie

25 Mast effect Závislost na klimatu – resource matching hypothesis
Větší možnost opylení – v mast roku méně nevyvinutých semen Predator saturation hypothesis – tropické druhy na ostrovech bez predátorů nedělají

26 Mast effect Pinus ponderosa a) vosy, b) veverky

27 Klasifikace růstových strategií: r- a K-selekce
Logistická křivka dN/dt = r N (K–N)/K r- růstová rychlost x K - nosná kapacita prostředí

28 Selekce na stres a disturbanci – R-C-S strategie (Grime 1979)
Byliny až stromy, velká růstová rychlost, dosažení nosné kapacity prostředí, pozdní reprodukce, relativně malá investice do semen, vysoká konkurenční schopnost, velký asimilační aparát, dlouhověkost, značná investice do biomasy C-stratégové S-stratégové R-stratégové Různá životní forma, nízká růstová rychlost, pozdní reprodukce, nízké reprodukční úsilí, nepravidelná reprodukce, malá schopnost konkurence, dlouhověkost, malá produkce biomasy, dlouhověký asimilační aparát Byliny, vysoká růstová rychlost, exponenciální část růstové křivky, časná reprodukce a velký reprodukční potenciál, vysoká klíčivost semen, semenná banka, krátký životní cyklus (jednoletky), relativně malá produkce biomasy L – lišejníky, T&S - stromy a keře, B – dvouletky, A - jednoletky