Životní strategie rostlin (life history patterns)

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

Trade-off

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)

Alokace do orgánů příjmu 15/85 30/70

LMR – biomasa listů/celková biomasa

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

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

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

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

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

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

Alokace do různých funkcí - jednoletky

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

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

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

Semel- vs. iteroparní druhy Reprodukce Růst Yucca Agave RE

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

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

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

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

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

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

Mast effect Pinus ponderosa a) vosy, b) veverky

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

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