Biologia zapylania roślin
Wykład XII Dr Marcin Zych

05.01.2011

Kwiaty i zwierzęta, czyli o historii pewnego układu


Dlaczego storczyki oszukują tak często?
>1/3 z ponad 30 000 gatunków Orchidaceae

Oszukaocze storczyki cierpią na niedopylenie

Badania Serapias vomeracea

W kontrolach (2000,2001 rok) ~10-15%

1 na 10 kwiatów zawiązuje owoc

Indukowane zapylenie auto- i ksenogamiczne >90% ~100%

Bez barier samopłonności

I wydają mniej owoców

Obecnośd nektaru wpływa na zwiększenie ilości zawiązywanych nasion

Oszustwa spotykane już na najniższych gałęziach drzewa filogenetycznego Orchidaceae

Oszustwa cechą prymitywną? Byd może…

Hipotezy:



Realokacja zasobów
Więcej kwiatów, większe kwiaty (inna produkcja) – więcej zasobów – nie zostały one zużyte na wytworzenie
nektaru/ciałek jadalnych
Produkcja nektaru mimo wszystko nie wymaga dużych nakładów metabolicznych; poza tym – małe ilości



Efektywniejszy transport pyłku i związana z tym obcopylnośd
Większa różnorodnośd genetyczna
Sukces produkcji owoców zależny od sukcesu produkcyjnego kwiatów; im więcej kwiatów, tym większa
widocznośd – większa szansa na zapylenie – dużo lepiej postrzegana wystawa kwiatowa

Eichhornia paniculata hiacynt wodny

Im większy kwiatostan, tym więcej kwiatów podlega samozapyleniu
Więcej nasion autogamicznych

Kwiaty z nektarem są atrakcyjniejsze, zatem łatwiej o zapylenie sąsiedzkie

Badanie kontrola i kwiaty suplementujące nektar
Przy obecności nektaru odwiedzają więcej kwiatów w kwiatostanie, spędzają więcej czasu w kwiatostanie

Kwiat storczykowy Ophrys sphegodes

Prętosłup
Polinia – pakiety pyłku posklejane ze sobą
Wiscidium – za jego pomocą pakiety przyklejają się do zapylacza; jednorazowe, całkowite zebranie pyłkowin;
po pewnym czasie tracą one turgor, zakrzywiają się i zostają w innym kwiecie
Warżka
Zewnętrzne i wewnętrzne działki okwiatu

Aby zapobiec samozapyleniu…

Zaginanie się pyłkowin odbywa się już w przelocie – u storczyków oszustów.
Pyłkowiny gatunków z nektarem zaginają się wolniej.

Parametry sukcesu reprodukcyjnego u storczyków nektarujących i oszustów

n. – większy % samozapyleo
mniejszy transfer pyłku (na mniejszą odległośd)

Nie można byd „częstym”, jeśli chce się byd oszustem.
Im rzadsza jest forma (morfa, kształt), tym większy sukces reprodukcyjny.

Zróżnicowanie genetyczne między populacjami maleje u gatunków – oszustów.

Może więc kompromisy:

Nektar – okazała wystawa kwiatowa

Albo

Mniej, ale za to obcopylnych nasion?

Ewolucja zoogamii



Skąd wziął się kwiat?



Zapylanie nagozalążkowych: wiatropylnośd i …



Sagowce: 145 gatunków (11 rodzajów)

Tropiki (Ameryka Północna, Australia, Azja)
Rośliny palmokształtne
Dwupienne
Makro- i morosporofile zebrane w strobile

Macrozamia, przylżeoce i ryjkowcowate

Zmiany temperatury strobili M. machinii w trakcie wyrzutu pyłku
*do kilkunastu stopni powyżej temperatury otoczenia

Welwitschiaceae

Welwitschia mirabilis – welwiczia przedziwna
Pustynia Namib; brak opadów; jedyna woda z porannej rosy
Długie, grube pędy korzeniowe
Jeden osobnik – dwa liście
Roślina dwupienna, strobile męskie i żeoskie
Muchówki – zapylacze

Ephedra – przęśl

Słodka substancja (analog nektaru) zwabiający owady

Gnetum – gniotowe

Rejony tropikalne
Wydzielanie słodkiej substancji u Gnetum gnemon

Dane kopalne: jednoczesna radiacja owadów i roślin?

Benetyty Bennettitopsida

Od triasu do rozkwitu okrytozalążkowych
Pokrojem podobne do sagowców
Jedno- i dwupienne
Wytwarzanie dwupłciowych struktur (analogicznie do kwiatów)
Możliwe, że były zoogamiczne – Cycadeoidea

Kiedy pojawiły się okrytozalążkowe?

Najstarsze dane kopalne – dolna kreda
Wschodnie Chiny – jura – Archaefructus liaoningensis

Archaefructus – ogniwo przejściowe czy zaawansowana struktura wodna?

Jak wyglądała biologia zapylania prymitywnych okrytonasiennych?

Zoogamia charakteryzuje nie tylko okrytozalążkowe.

Jurajskie Tabanidae

Nektarożerne (?) jurajskie wojsiłki (Mecoptera) – wielkości motyli
+ benetyty