Water en vissen als (mogelijke) verspreiders van zaden en stekjes van water- en oeverplanten
Ger Boedeltje
Aan de (a)biotische randvoorwaarden voor vestiging wordt voldaan………
DISPERSIE
Diasporenbank
gefaciliteerd door vectoren: • water (hydrochorie) • wind (anemochorie) • dieren (zoochorie)
watervogels vissen?
1) Wat zijn sleutelfactoren voor hydrochorie in een laaglandbeek? 2) Welke zaadkenmerken maken dispersie door vissen mogelijk? ‘Species pool’
vissen?
Begrippen
Diasporen: alle onderdelen van een plant die verspreid kunnen worden en die kunnen uitgroeien tot een nieuwe plant
Generatieve diasporen
Vrucht
Zaad
Vegetatieve diasporen (“stekjes”) Hele plant
Stengelfragment
Wortelstok
1) Wat zijn sleutelfactoren voor hydrochorie in een laaglandbeek?
Waar?
Koningsbeek
Twentekanaal
vangpunt
Koningsbeek
stuw
Hoe?
Net: maaswijdte 200 micrometer
* In 1 jaar 126 monsters; gemiddelde vangstduur per monster: 18 minuten
Monster
Behandeling van de monsters
Fragmenten > 0.5 cm Sorteren
Regeneratietest: • in water • waterverzadigd
Zaden en kleine vegetatieve delen Donker; 5o C
Kascondities 2 weken
10 weken
10 weken
Kascondities 2 weken
6 weken
Drogen
Test naar aanwezigheid van levenskrachtige zaden (24 monsters)
Resultaten: vangsten in de beek (126 monsters*) Diasporen 100
n 25860
Vegetatief 76683
Generatief 1285
2786
80 60 40 20 0
Vrij drijvende Ondergedoken Emergente Oeversoorten soorten (3) soorten (12) soorten (22) (70) * gemiddelde
Meest frequent gevangen (in 126 monsters) Ondergedoken soorten: Aantal (log schaal)
100000 10000 1000 100 10 1 Elo nut
Cal spp
Smalle Sterrenwaterpest kroos
Pot ber Cer dem Pot pus Klein fonteinkruid
Grof hoornblad
Tenger fonteinkruid
Oeversoorten: 800
Aantal
600
400
200
0 Urt dio
Ran sce
Grote brandnetel
Egelboterbloem
Poa tri
Lyc eur
Ruw beemdgras
Wolfspoot
Aln glu Zwarte els
Welk deel van de in de vegetatie aanwezige soorten wordt gevangen? Watervegetatie: 79% (37 van 47) Oevervegetatie: 40% (70 van 174)
Sleutelfactoren voor een effectieve dispersie
voorkomen drijftijd zaadafstand in vegetatie zaden productie
• ondergedoken waterplanten
• moerasplanten • oeverplanten
-1
R2 = 0.26; P = 0.05
Aantal 36 m maand
50
Soorten
40
-3
30 20 10 0 5 5
6
7
Diasporen
-1
Log (aantal 36 m maand )
8
9
R2 = 0.30; P = 0.04
4
-3
Ook relatie met afvoer
3 2 1 5
6
7 Log (afvoer + 60 x 10 5 m3)
8
9
Drijftijd
70
Ondergedoken waterplanten Ondergedoken waterplanten Moerasplanten Emergente waterplanten Oeverplanten Oeverplanten b
Gemiddelde t50 (dagen)
60 50 40 30 20 10 0
a
a
Intermezzo Drijftijd: 38 dagen (t50)
Drijftijd: >112 dagen (t50)
Intermezzo Drijftijd: 0 sec
zaadfoto’s uit ‘Digital Seed Atlas of the Netherlands’ (with permission)
Drijftijd: 1.5 dag (t50)
2) Welke zaadkenmerken zijn bepalend voor dispersie door vissen met een contrasterende voedingswijze?
Karper en Tilapia as modelsoorten Soort
Gewone karper (Cyprinus carpio)
Mozambique tilapia (Orechromis mossambicus)
Familie
Cyprinidae
Cichlidae
Orde
Cypriniformes
Perciformes
15,8 ± 1,7 cm (n=10)
16,1 ± 1,7 cm (n=10)
119 ± 9 g (n=10)
104 ± 25 cm (n=10) http://www.fishesoftexas.org/taxon/oreochromis-mossambicus/ Joseph Tomelleri
Contrasterende kenmerken Karper
Kenmerk
Mozambique tilapia
Tanden op orale kaken
afwezig
aanwezig: klein, fijn en puntig
Keelkaken
onder: met kiesvormige tanden boven: verhoornde kauwplaat
met vele kleine, fijne, puntige tanden
Maag (lage pH)
afwezig
aanwezig
kiesvormige tanden
Negentien water- en oeverplanten met contrasterende zaadkenmerken Fylogenetische stamboom
Durka, W. & Michalski, S. G. (2012): Ecological Archives E093-214. Ecology, 93, 2297–2297.
Zaden verzameld van veldpopulaties
20 zaad ‘morfotypen’
afmetingen vorm massa aanhangsels oppervlaktestruktuur hardheid slijmlaagje
Databases:
D3-dispersal diaspore database LEDA-traitbase
Eigen metingen Leiden University (Peter Snelderwaard) Goethe University Frankfurt (Oliver Tackenberg)
Drie voorbeelden van contrasten
zacht
hard Zaadfoto’s uit ‘Digital Seed Atlas of the Netherlands’ (met toestemming)
groot
klein
groot
klein
ruw zonder slijmlaag
glad met slijmlaag
Voerexperiment, vier stadia gekwantificeerd: 1. Ingestion 2. Retrieval
3. Germination
4. Viability
(Climate room)
(germinated + viable seeds)
germinated 36400 egested
non-germinated tetrazolium test
seeds fed
digested
to 100 carps expelled and 100 tilapias not be taken into the mouth
dead
dormant
Hoeveel en welke zaden ingeslikt?
Plantkenmerken die bepalend zijn voor inname Inname hangt samen met zaadgewicht / -afmetingen (bijvoorbeeld Tilapia prefereert kleine zaden) Tilapia
Welke zaden teruggevonden? Zachte, grote zaden: Impatiens glandulifera (Reuzenbalsemien)
Tilapia Controle
Karper
Zachte, kleine zaden: Alnus glutinosa (Zwarte els)
Tilapia Karper Controle
Harde zaden: Potamogeton natans (Drijvend fonteinkruid)
Controle Karper Tilapia
Het terugvinden van zaden wordt sterk beïnvloed door zaadhardheid in het bijzonder bij Karper Karper
Hoeveel zaden zijn er na passage van het darmkanaal nog levenskrachtig? maat voor dispersievermogen
Conclusies: 1) Stromend water is een belangrijke vector voor het transport van zaden en stekjes van veel water- en oeverplanten
2) Veel water- en oeverplanten vergroten hun dispersievermogen door gebruik te maken van zowel vegetatieve als generatieve diasporen
3) Belangrijke sleutelfactoren voor hydrochorie zijn: • drijfvermogen (van zaden en stekjes) • de hoeveelheid diasporen/plant • de mate waarin soorten in de species pool voorkomen
• hoogwaterpieken
4) Karpers kunnen bijdragen aan de dispersie van plantensoorten met harde zaden; zachte zaden daarentegen worden gekraakt
5)Vergeleken met karpers zijn tilapia’s betere zaadverspreiders
6) Planten ‘gebruiken’ meer dan één vector om hun zaden te verspreiden
7) Perioden van hoog water zijn essentieel voor de dispersie van heel veel water- en oeverplanten: go with the flow!
Dank!
Jikkie Jan van Groenendael Jan Bakker Renée Bekker Jacob Hoogendorf Albert ten Brinke Martin Soesbergen John Bruinsma Wim Ozinga Marij Orbons Gert Flik Wilco Verberk Tom Spanings Eelke Jongejans Bart Pollux Nand Sibbing Peter Snelderwaard Oliver Tackenberg Joost Caumanns Joost van Erp
[email protected]
Achtergrondartikelen Boedeltje, G., Bakker, J.P., Bekker, R.M., van Groenendael, J.M., Soesbergen, M., 2003. Plant dispersal in a lowland stream in relation to occurrence and three specific lifehistory traits of the species in the species pool. Journal of Ecology 91, 855-866. Boedeltje, G., Bakker, J.P., ten Brinke, A., van Groenendael, J.M., Soesbergen, M., 2004 Dispersal phenology of hydrochorous plants in relation to discharge, seed release time and buoyancy of seeds: the flood pulse concept supported. Journal of Ecology 92, 786-796 Boedeltje, G., Ozinga, W.A., Prinzing, A., 2008 The trade-off between vegetative and generative reproduction among angiosperms influences regional hydrochorous propagule pressure. Global Ecology and Biogeography, 17, 50-58. Boedeltje, G., Spanings, T., Flik, G., Pollux, B.J.A., Sibbing, F.A., Verberk, W.C.E.P., 2015. Effects of seed traits on the potential for seed dispersal by fish with contrasting modes of feeding. Freshwater Biology 60, 944-959.
Boedeltje, G., Jongejans, E., Spanings, Verberk, W.C.E.P., 2015 Effect of gut passage in fish on the germination speed of aquatic and riparian plants. Aquatic Botany, aangeboden
