Jak hostitelské rostliny kontrolují populace herbivorního hmyzu Martin Volf

Bottom-up control Herbivoři Predátoři Herbivoři Predátoři Rostliny X

Jak se kytky brání? Únik v čase a prostoru Morfologické adaptace Chemické složení

Únik v čase a prostoru Řídké populace - špatně se hledají (mšice v tropech) Neaparentní rostliny - krátká délka života - nepředvídatelné rozšíření v prostoru a čase Nepravidelné cykly - Dipterokarpy, duby - saturace herbivorů

Morfologické adaptace Trichomy - brání pohybu, proniknutí k povrchu a někdy ovipozici - žlaznaté trichomy – jedy a deterenty - mohou vadit i parazitodům: pokus na okurce (Lenteren et al., 1995) výsledný efekt nemusí být kladný

Morfologické adaptace Vosky - proti vyschnutí, hmyzu a patogenům - kloužou = špatný pohyb a hladovění, na odvoskovaných listech lepší přežívaní (Brennan & Weinbaum, 2001) - kloužou i predátorům a parazitiodům, slunéčka sežerou víc mšic na geneticky upravených kytkách bez vosku (Chang et al., 2004)

Morfologické adaptace Domacia a extraflorální nektaria - nepřímá obrana, lákání predátorů - klasické příklady v tropech (Endospermum, Macaranga) - nektaria – tvorba nektaru může být podmíněna herbivorií - umělá domacia na bavlníku – produkce vyšší o 30% (Agrawal & Karban, 1997)

Latex Mezi chemickou a morfologickou adaptací - polyterpeny - vznik několikrát nezávisle - specializovaní herbivoři - přítomnost latexu pro specializaci důležitější než fylogeneze

Chemická obrana Kvantitativní obrana - kytky jsou málo výživné špatný poměr C a N a jiných látek a) hmyz se musí dlouho krmit, aby získal dost živin = větší predace (až 100x) b) musí sežrat velké množství potravy (sap-suckers denně až 1000x víc než váží) = dostane se do nich spousta jedů

- lignin a celulóza – C4 rostliny hnusnější, cévy obklopeny tlustostěnnými buňkami, hemicelolóza - SiO 2.nH 2 O – Poaceae, Cyperaceae, Palmae, obrošení mandibulárních zoubků = hlad a smrt - schopnost přizpůsobit se: housenka Pseudaletia uipunctata má 2x větší hlavu, když žere na trávách než, když žere na umělé dietě (Bernays 1986) Chemická obrana

Kvalitativní obrana – toxiny a deterenty - účinná (generalisti), speciální skladování (oddělené prekurzory, spec. struktury) - sekundární metabolity - alkaloidy, terpeny, steroidy, glukosinoláty, fenolické a kyanogenní sloučeniny - z několika málo prekurzorů (Acetyl-coenzym A, AK…) - různou měrou specifické = jsou důležité pro specializaci - „feeding specialisation“ a „biochemical barrier“ hypotheses (Jones & Lawton, 1991) – na kytkách s unikátní obranou málo druhů, ale s vysokou abundancí, ne vždy to funguje (Topp et al., 2002) - koncentrace proměnlivá

Chemická obrana Koncentrace sekundárních metabolitů - záleží na stáří - rozdíly mezi jedinci téhož druhu - stromy – dlouhověké modulární organismy => hromadí se mutace a vznikají veliké rozdíly i mezi jednotlivými moduly

Chemická obrana - koncentrace se liší i v rámci listu – největší na povrchu, gradient od báze ke špičce (vliv na rozmístění hálek u mšic) - mění se během dne (denní a noční herbivoři) a během roku - záleží na kvalitě půdy a oslunění – pokud je hodně živin, je zbytečné investovat do obrany Sekundární metabolity někdy pro specialisty prospěšné (tomatin – fungicidní účinky pro Triaulerodes vaporarium )

Chemická obrana Látky vylučované rostlinami nepřímo ovlivňující herbivory 1.vylučované při poškození herbivorem, specifické pro druh a někdy i instar - pouhé mechanické poškození bez reakce, rostlina reagovala až po postříkání roztokem z housenek (Turlings, 1990) 2.reakce na ovipozici 3.možná už jen po mech. kontaktu s herbivorem (?) - Lákají predátory a parazitoidy, ale někdy i herbivory - samice Trichoplusia ni lákána smradem poškozeného zelí, ale neklade na napadenou rostlinu, ale na okolní hlávky (Landolt, 1993)