1 / 34

Interakce rostlin

Interakce rostlin. Typy interakcí rostlin. Pozitivní vs. negativní vliv na organismus trofické vs. netrofické interakce. Trofické interakce. Vnitro- a mezi-druhové interakce Kompetice Alelopatie Facilitace Komensalismus – epifyty Parasitismus. Prostorové rozšíření jedinců a interakce.

rivka
Télécharger la présentation

Interakce rostlin

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Interakce rostlin

  2. Typy interakcí rostlin • Pozitivní vs. negativní vliv na organismus • trofické vs. netrofické interakce

  3. Trofické interakce • Vnitro- a mezi-druhové interakce • Kompetice • Alelopatie • Facilitace • Komensalismus – epifyty • Parasitismus

  4. Prostorové rozšíření jedinců a interakce • Inference interakce z prostorové distribuce jedinců v populaci/společenstvu • ne/náhodné pattern → absence/přítomnost interakce? – kauzalita vs. korelace!

  5. Kompetice Kompetice – snížení fitness jedince vzhledem ke sdílenému zdroji, který je dostupný v omezeném množství vnitro- a mezi-druhová kompetice vliv na demografickou strukturu populace/složení společenstev rostlin regulační mechanismus – eliminace a selekce jedinců/druhů koncept limitujících zdrojů (limiting resource model)

  6. Symetrie kompetice • Symetrická kompetice – živiny, voda • Asymetrická kompetice – světlo

  7. Vnitrodruhová kompetice • Jedinci téhož druhu → kompetice často velmi intenzivní (omezení růstu, diferenciace jedinců, odumírání – snížení hustoty populace) → struktura populace • zákon konstantního konečného výnosu

  8. Vnitrodruhová kompetice

  9. Vnitrodruhová kompetice • Vyplnění prostoru → samozřeďování populace – hustotně podmíněná mortalita • zákon třípolovinové mocninné funkce samozředění (4/3) • sklon závislosti druhově proměnlivý → omezená platnost zákona

  10. Mezidruhová kompetice (Lotka-Volterra) • monokultura • dNx/dt = rx Nx (Kx–Nx)/Kx • dNy/dt = ry Ny (Ky–Ny)/Ky • směsný porost, nosná kapacita prostředí • Kx–aNy → dNx/dt = rx Nx (Kx–Nx–aNy)/Kx • Ky–bNx → dNy/dt = ry Ny (Ky–Ny–bNx)/Ky • růst směsné populace určen relativním poměrem parametrů: Kx, Kx/a, Ky,Ky/b • a, b – kompetiční koeficienty

  11. Mezidruhová kompetice (Lotka-Volterra)

  12. Koexistence druhů • Rovnovážný model koexistence druhů ve společenstvu • teorie niky (Hutchinson 1957) – mnohorozměrný prostor popisující druh s jeho biotickými a abiotickými nároky • fundamentální a realizovaná nika (fyziologická a ekologická konstituce druhu) • Gauseho (1934) princip kompetičního vyloučení – dva druhy se stejnou nikou nemohou dlouhodobě koexistovat (kompetice určena šířkou niky druhů) • niche/resource partitioning

  13. Koexistence druhů Koexistence druhů bez nikové diferenciace • Competition-colonisation trade-off • Enemy escape • Neutrální modely

  14. Experimentální studium kompetice • Nahrazovací pokusy – růst druhu ve směsi vs. v monokultuře • částečně aditivní, replacement series, aditivní řada, kompletně aditivní • kořenová vs. nadzemní kompetice – podle dostupnosti zdrojů

  15. Alelopatie • Inhibice růstu rostlin vylučovanými chemickými látkami (kořenové výměšky, těkavé látky z listů, opad) • alelopatika (alelochemika) různé chemické povahy – fenoly, alkaloidy, terpenoidy, steroidy, deriváty kumarinu, nasycené kyseliny • inhibice růstu rostlin v nepůvodním areálu vs. nulový efekt na domácí druhy (Juglans regia, Eucalyptus, Centaurea maculosa a C. diffusa – invaze v USA)

  16. Alelopatie • Akát • Keřovitý druh šalvěje Salvia leucophylla pobřežní zóny Kalifornie, mozaika keře a jednoletých trav a bylin • žádný podrost pod keřem a v okolí, růst potlačen do několika metrů • šalvěj vylučuje těkavé látky (terpeny) • toxické pro okolní jednoletky • terpeny v půdě přetrvávají několik měsíců • prokázán příjem do semen a semenáčků • vyloučena kompetice o vodu

  17. Facilitace • Nurse plants – „komensální“ interakce • pouště – růst semenáčků pod vzrostlou rostlinou • obrana proti herbivorům

  18. Epifytismus • Rostliny přisedlé – cévnaté a bezcévné, maximální četnost v tropech • koruna stromů – mechanická opora epifyta • fytotelmy – cisterny bromélií – habitat pro další organismy

  19. Parasitismus • podzemní (= kořenový) – haustoria vnikají do kořenů hostitelské rostliny (přibližně 60 % případů) • nadzemní – haustoria vnikají do nadzemních částí (stonků) hostitelské rostliny (40 % případů) • poloparazitické rostliny – jsou zelené a mohou růst i bez hostitele (za cenu snížení rychlosti růstu), např. světlík - Euphrasia, černýš – Melampyrum, kokrhel – Rhinanthus, jmelí – Viscum aj.; přibližně 80 % všech parazitických druhů • parazitické rostliny (holoparaziti holoparaziti ) – postrádají chlorofyl, např. kokotice - Cuscuta, záraza -Orobanche, hnilák – Monotropa, podbílek –Lathraea; raflézie - Rafflesia); přibližně 20 % všech parazitických druhů

  20. Netrofické interakce

  21. Herbivorie • Konzumace živých pletiv rostlin, fytofágní bezobratlí (hmyz, hlístice), pastevní obratlovci, predátoři semen/plodů • herbivoři – 27 z 97 hlavních řádů živočichů, 9/29 u hmyzu • rostlinná pletiva zdrojem N • doklady herbivorie z permu (ca 70 mil. let po přechodu rostlin na souš) • herbivorie většinou <10% roční NPP (2–4% tundra, 4–7% temperátní lesy, 10–15% stepi, 30–60% africké savany) • chronická– africké savany, koevoluce rostlin a herbivorů • epizodická– požer larvami hmyzu, příležitostné exploze škůdců

  22. Vliv herbivorie na rostliny • Negativní efekt • redukce listové plochy, oslabení rostlin  vyšší náchylnost k infekci patogeny, vyplavování látek z poškozených pletiv, snížení asimilační kapacity • Pozitivní efekt • kompenzační růst =overcompensation – stimulace fotosyntézy a růstu, vyšší produkce semen (koevoluce rostlina-herbivor?) - hořečky • distribuce diaspor • změna stanovištních podmínek (např. distribuce světla)  změna kompetičních poměrů ve společenstvech

  23. Obrana rostlin proti herbivorii • Tolerance – krátkověké rostliny • náhrada poškozených pletiv intenzivním růstem • Avoidance – vytrvalé druhy, investice do obrany • mechanická – trny, ostny, trichomy, lignifikace pletiv • chemická – sekundární metabolity • biologická – myrmekofilie

  24. Typ obrany dle prostředí • Limitace N či C • Alkaloidy (kvalitativní chemická) vs. mechanická a ligniny, fenoly (kvantitativní chemická)

  25. Mechanická obrana proti herbivorii

  26. Chemická obrana proti herbivorii • Kvalitativně produkované metabolity – toxiny, syntéza v malých množstvích (alkaloidy, cyanoglykosidy) • kvantitativně p. m. – snižují stravitelnost pletiv, podstatná část biomasy (až 10% sušiny), většinou fenolické látky (taniny, ligniny, fenolické kyseliny) • trade off: energetické náklady vs. riziko adaptace herbivora • kvalitativní m. – relativně nízké náklady, ale vysoké riziko získání imunity herbivorem (Tetraopes-Asclepias) • kvantitativní m. – náklady relativně vysoké, ale málo herbivorů dokáže efektivně reagovat)

  27. Biologická obrana proti herbivorii • Myrmekofilie – epifyty i terestrické rostliny • potrava a/nebo úkryt (extraflorální nektária, elaiosomy, Müllerova potravní tělíska – Cecropia, domatia) • Cecropia a Macaranga – četné druhy hostící symbiotické mravence (Azteca, Crematogaster) • Mravenci – obrana proti herbivorům i redukce kompetice okolních rostlin

  28. Endofytní symbióza • Symbióza rostlin a hub uvnitř nadzemních pletiv hostitele • cévnaté rostliny především trávy, ostřice, Ericaceae, jehličnany, dále kapradiny, mechy, játrovky • Ascomycety, Deuteromycety, několik Basidiomycet a Oomycet, druhy blízké virulentním patogenům (evoluční původ) • houba žije skoro celou dobu uvnitř hostitele • houba – zisk živin od hostitelské rostliny • rostlina – infikovaná pletiva nestravitelná (toxická) pro herbivory (infekce jilmu endofytem Phomopsisoblonga snížená reprodukční kapacita korových brouků), toxicita pastvy (infekce Festuca arundinacea), vyšší rezistence vůči patogenům

  29. Mykorhizní symbióza Endomykorhiza • Arbuskulání (AM) • Erikoidní • Orchideoidní Ektomykorhiza

  30. Mykorhizní symbióza • Houba dodává vodu a anorganické látky – zejména fosfor • Rostlina dodává asymiláty - 90 - 95 % všech druhů rostlin (225 000) • 2/3 druhů mají arbuskulární mykorhizu (AM) - cca 8.000 druhů má ektomykorhizu

  31. Mykorhizní symbióza Arbuskulární mykorhiza – už u Rhyniophyta – předpokládá se, že umožnili přechod na souš – příjem nepohyblivého P tj. evolučně původní znak (před 460 mil. lety) Není u druhů na disturbovaná stanoviště (nemožnost vytvořit síť hyf), mokrá stanoviště (lepší pohyblivost prvků) - vyjímky

  32. Symbiotické bakterie • Rhizobium • Fixace dusíku • Např. olše

More Related