Növényökológia - 4. előadás
A növényi életciklus vázlata
Növényi életciklus 3. rész: Szaporodás (ivaros)
Miről lesz szó? Reprodukciós ráta és komponensei Ivaros szaporodás (Költségek és haszon) Nemiség kifejeződése Megporzás folyamata, típusok, speciális növényi
módosulások
Önbeporzás
A szaporodási ráta komponensei Szaporodási frekvencia Allokáció A diaspóra mérete, termésmennyiség Az első szaporodás időpontja
Szaporodási frekvencia Hagyományos nomenklatúra nehezen
használható Ivaros szaporodásmeneten alapuló csoportosítás:
Szemelpár: életük során csak egyszer szaporodnak (monokarp fajok) Iteropár: életük során legalább kétszer, de általában sokszor szaporodnak (polikarp fajok)
Allokáció fogalma Áthelyezést jelent, egy adott életszakaszra
vagy folyamatra fordított anyag- és energiamennyiséget jelent általában. Három folyamatcsoport: Önfentartás => túlélés és alapanyagcsere Növekedés => Növekedés és fejlődés Szaporodás => párkeresés, ivarsejt produkció, gondoskodás
1
Reproduktív allokáció
Reproduktív allokáció RE => Reproductive Effort: Szaporodást
Szaporodás Növekedés Önfenntartás
Többletforrás - nitrogénbevitel
Tápanyagstressz
előkészítő, szaporodási és utódgondozási folyamatokra fordított anyag és energiamennyiség. RA=>Reproductive Allocation: ténylegesen mérhető, reproduktív szervekben öszpontosuló fitomassza. Az RE csak becsülhető az RA-n keresztül.
Szemelpár stratégia
Reproduktív allokáció
Reproduktív allokáció Silvertown 1982
RA értéke egyéves fajoknál általában
Senecio vulgaris
magasabb, mint többéveseknél
Ez az összefüggés társulásfüggetlen
(25%>11% erdők, 28%>10% gyepek)
Megközelítőleg 20-25%-os RA
Vegetatívan szaporodó fajoknál ez magasabb
mint az ivarosan szaporodó fajok esetében. (Ranunculus repens esetében 40%!!!)
Diaspóra mérete
Diaspóra mérete
Fitness maximalizálása = Maximális RA ?
NEM!
Maximális RA-val a kúltúrnövényeink
rendelkeznek. Hiszen:
Monokultúrák Gyomirtás, vegyszerezés Tápanyagbevitel
Az RA „csomagokra” bontása a megoldás.
Apró magvak
K-stratégia
Előnyök: •Olcsó •Sok •Könnyű terjedés
r-stratégia
Közepes magvak
Előnyök: •Sok tartalék •Ellenálló Nagy magvak
=> Mekkora csomagok?
2
Első reprodukció ideje Mikor? Stratégiafüggő: korai reprodukció (r-stratégisták) előnye: rövid generációs idő kisebb mortalitási rizikó hátrány: növekedés rovására megy alacsony volumenű késői produkció (K-stratégisták)
Ivaros szaporodás
Vegyünk-e pezsgőt???
Időpontja korrelál a testmérettel
Ivaros szaporodás Gaméták összeolvadásán alapuló szaporodási
forma. KÖLTSÉGES:
Gamétaképzés Florális struktúrák (generatív szervek) Csalogatóanyagok
Ivaros szaporodás Célja: A populáció túlélése Szaporodási siker maximalizálásán keresztül: Nemek kifejeződése
Megporzási siker maximalizálása
Önkompatibilitás
DE elterjedt, mert megéri folytatni (mert jó ) ELŐNYEI: Könnyű terjedés Heterogén génállomány plasztikus
Nemek kifejeződése Eltérő környezeti feltételek – eltérő nemeket
részesítenek előnyben. Kedvezőtlen körülmények:
Megéri hímneműnek lenni és vegetatívan szaporodni. Pollenprodukció olcsóbb Nincs szükség bonyolult florális apparátusra Kétlakiság
Tyúk vagy kakas?
Módosulások és mutualista kapcsolatok Önbeporzás és ennek elkerülése
Megporzás-Alapfogalmak Módok: Önbeporzás: Egyazon virágon belül Idegenbeporzás: Másik virágot Geitogámia: Ugyanazon egyed másik virágát porozza be. Xenogámia: más egyed virágát
Autogámia
Geitogamia
Xenogamia
3
Szélporzás: Anemofilia
Szélporzás: Virágzat típusok
A pollen bibére juttatása a szél segítségével
Immotiflorae: A virágok és a porzók mereven ülnek a
történik. Nyitvatermők: Ősi jelleg Zárvatermők: levezetett – a virágszerkezet másodlagos leegyszerűsödése. A fajok 10%-a.
hajtásokon. (nyitvatermők)
Betula, Populus, Quercus, Carex, Poa fajok. Virágjellemzők: Lombfakadás előtt nyíló virágok, exponált helyzet, egyszerű takarólevél, pollen apró, száraz, nektár nincs
Picea abies
Pinus nigra
Szélporzás: Virágzat típusok
Szélporzás: Virágzat típusok
Longistaminae: A virágok a hajtásokhoz mereven
Amentiflorae: A porzók hosszú, lecsüngő
kapcsolódnak, a mozgékony porzók kilógnak a virágból. (Pázsitfüvek)
Bromus erectus
Bromus hordeaceus
Szélporzás: Virágzat típusok Penduliflorae: A csüngő hímvirágzat nem barka
típusú (fejecske).
Fagus sylvatica
barkavirágzatba tömörülnek (amentum). Szélporzású fák.
Salix caprea
Corylus avellana
Szélporzás: Virágzat típusok Explodiflorae: A portokok a virágok nyílásakor
pattannak fel.
Castanea sativa
Urtica dioica
4
Vízporzás: Hidrofilia
Vízporzás: Hidrofilia
Víz segítségével történő megporzás Legalább részben alámerülő csoportok. Virágjellemzők:
A virágszerkezet redukált
Csak bibe és bibeszál Takarólevelek fejletlenek, vagy hiányoznak
Vékonyfalú, alacsony átlagsűrűségű pollen
Általában alárendelt szerepű tisztán csak
néhány csoportnál jellemző
Vallisneria spiralis
Zoofilia-Állati megporzás
Zoofilia-Állati megporzás
Állatok segítségével történő megporzás
A megporzók azért látogatják a virágokat,
Levezetett nyitvatermő csoportok (Ephedra,
Welwitschia, Encephalarthos) Ősi zárvatermő csoportok Virágjellemzők: Az attól függ ...
Tipizálás: a megporzó rendszertani
hovatartozása alapján.
Zoofilia-Állati megporzás Ősi zárvatermők, sugaras szimmetria, egyszerű
szerkezet
Bogarak (pollenfogyasztás, megnyúlt prothorax) Rothadó szagú fajok (Listera és gombaszúnyogok)
Csöves virágok, összenövések (pártacső) Szenderek és egyéb pödörnyelvű lepkék Madarak és emlősök segítségével történő
megporzás
mert...
táplálékot keresnek (pollen, nektár, egyéb virágrészek). fészeképítő anyagot (viaszok, mézga). petéket rakjanak. territoriálisan viselkednek (vagy fáznak). nemi kényszerek .
És a növények behúzzák őket a csőbe...
Zoofilia-Állati megporzás Ősi csoportok=>kevés specializáció
Aktinomorf szimmetria Szabad virágrészek Egyszerű szerkezet
Levezetett csoportok=>specializációk
Szoros kapcsolat=>sikeresebb megporzás Olcsóbb Megporzó kiaknázatlan forrást használ
5
Zoofilia-Bogárvirágok Bogárvirágok: Kevéssé módosultak, sugaras
szimmetria, tányérszerűek, sok pollen, jól hozzáférhető nektár (ha van), erős (büdös) illat.
Crataegus sp.
Zoofilia-Lepkevirágok Lepkék által porzott virágok: éles kontúrok,
csüngő, vagy álló virágok, mélyen lévő nektár, bódító, édes illat, nincs UV-jel, éjjel virágzó.
Berberis sp.
Zoofilia-Méhvirágok Méhvirágok: Zigomorfak, ülőhely, a felső ajak
alatt a bibe és a porzó, mélyen van a nektár, könnyű édes illat, nappaliak.
Zoofilia-Madárvirágok Kolibrivirágok: A virágok csőszerűek,
általában meredeken elállnak a hajtásoktól, gyakran füzéresek
Zoofilia-Emlősvirágok
Önbeporzás
Denevér-virágok: harangalakúak, vagy
A virág a saját bibéjére juttatja a pollenjét.
kefeszerűek (gyakori a porzóoszlop), erős illatúak, gazdag, ragadós nektár, sok pollen, exponált helyzet
A „selfing” előnyei: Egy hímnős egyed képes létrehozni egy populációt Nincs költséges florális apparátus Nem függ a külső körülményektől. Hátrány: beltenyésztés Gyakran igyekeznek ezt a növények elkerülni.
6
Önbeporzás elkerülése
Önbeporzás elkerülése
Autoinkompatibilitás: A megtermékenyítés
nem sikerülhet a saját pollen segítségével. Dichogamia: Egy (hímnős) virágon belül a hím és a női ivartáj eltérő időpontban válik éretté.
Proterogynia: A termőtáj előbb érik be mint a porzótáj. Proterandria: A porzók előbb beérnek, mint a termő
Női ivartáj
Hím ivartáj
Női ivartáj
Önbeporzás elkerülése
Dichogamia - Virágzatban
Herkogamia: A termőtáj és porzótáj térben
szeparálódik.
Plantago lanceolata
Hím ivartáj
Geranium molle
Önbeporzás elkerülése
Luzula campestris
A virág teljesen feltagolódik (Iris) Csak a porzótáj és a termőtáj szeparálódik Primula veris
Sanguisorba minor
Önbeporzás elkerülése
Önbeporzás elkerülése Primula elatior
Herkogamia: A termőtáj és porzótáj térben
szeparálódik.
A virág teljesen feltagolódik (Iris) Csak a porzótáj és a termőtáj szeparálódik Primula veris
Diklinia: A termőtáj és a porzótáj két külön
virágban található.
Monoecia: egylakiság (Quercus sp.) Dioecia: kétlakiság (Salix sp., Cannabis sativa)
Iris sp.
7
Kötelező és Ajánlott Irodalom Török P. és Tóthmérész B. 2010:
Növényökológiai Alapismeretek. Kossuth Egyetemi Kiadó, pp. 49-77
Kugler H. 1970: Blütenökologie. Gustav Fischer
Verlag, Jena, pp. 345.
Willson, M. F. 1983: Plant Reproductive Ecology.
Wiley, Chichester, pp. 283.
8
