Životní strategie rostlin ( life history patterns )
description
Transcript of Životní strategie rostlin ( life history patterns )
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
• Striktní spoléhání na semena
• Produkce semen – mnoho malých• Dormance • Vysoká investice do reprodukce –
(obilí)• Rychlý obrat – vysoká růstová rychlostDélka 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 – hořečkyTakových druhů máloNezávislé kohorty
Mortalita po odplození, né po vykvetení – regenerace po poškození
Digitalis purpurea
Dvouletky
• Krátkověké monokarpy Ve skutečnosti 1-víceletéKdy 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
Yu
cca
Ag
ave
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. PodzemíStromy vs. Hypericum
• Dlouhověkost ramety vs. GenetyKlonální 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 semenStromy: Naše jehličnany, Fagus,
Quercus……Tropické stromyI 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 křivkadN/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, 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
• Různá životní forma, nízká růstová rychlost, pozdní reprodukce, nízké reprodukční úsilí, nepravidelná reprodukce, malá schopnost konkurence, dlouhověkost, malá produkce biomasy, dlouhověký asimilační aparát
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
R-stratégové
C-stratégovéS-stratégové
L – lišejníky, T&S - stromy a keře, B – dvouletky, A - jednoletky