Dimensiunea semințelor la plantele erbacee de munte se schimbă odată cu înălțarea, într-un mod specific speciei

Roluri Conceptualizare, Analiză formală, Achiziționarea de fonduri, Investigație, Metodologie, Administrarea proiectului, Supraveghere, Validare, Vizualizare, Scriere - schiță originală, Scriere - revizuire și editare

munte

Institutul de Afiliere pentru Conservarea Naturii, Academia Poloneză de Științe, Cracovia, Polonia

Conceptualizare roluri, analiză formală, investigație, metodologie, validare, vizualizare, scriere - schiță originală, scriere - revizuire și editare

Institutul de Afiliere pentru Științe ale Mediului, Universitatea Jagielloniană, Cracovia, Polonia

Institutul de Afiliere pentru Conservarea Naturii, Academia Poloneză de Științe, Cracovia, Polonia

Roluri Analiză formală, investigație

Institutul de Afiliere pentru Științe ale Mediului, Universitatea Jagielloniană, Cracovia, Polonia

Roluri Analiză formală, investigație

Universitatea pedagogică de afiliere din Cracovia, Departamentul de Botanică, Cracovia, Polonia

  • Pawel Olejniczak,
  • Marcin Czarnoleski,
  • Anna Delimat,
  • Bartosz Marek Majcher,
  • Kamil Szczepka

Cifre

Abstract

Citare: Olejniczak P, Czarnoleski M, Delimat A, Majcher BM, Szczepka K (2018) Dimensiunea semințelor la plantele erbacee de munte se modifică odată cu elevarea într-un mod specific speciei. PLoS ONE 13 (6): e0199224. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0199224

Editor: Nico Cellinese, Universitatea din Florida, STATELE UNITE

Primit: 6 februarie 2018; Admis: 4 iunie 2018; Publicat: 18 iunie 2018

Disponibilitatea datelor: Toate datele relevante se află în hârtie și în fișierele sale de informații de suport.

Finanțarea: Studiul a fost susținut de Centrul Național de Științe, Polonia, subvenția N N304 3092 40.

Interese concurente: Autorii au declarat că nu există interese concurente.

Introducere

În mod incontestabil, avantajul semințelor mici este că pot fi produse în număr mare, ceea ce mărește în mod direct numărul de copii genetice care sunt susceptibile de a fi transmise generațiilor următoare. Semințele mici pot persista și mai mult în băncile de semințe [13], germinează mai repede [14] și se așteaptă să sufere o prădare mai mică a semințelor [15-16]. Aceste avantaje ar trebui să conducă inevitabil la producerea celor mai mici semințe viabile, cu excepția cazului în care o semință mică are unele dezavantaje de fitness. Într-adevăr, multe studii empirice arată o legătură pozitivă între mărimea semințelor și capacitatea de plantare. Având mai multă depozitare, o sămânță mai mare are șanse mai mari să se stabilească într-un habitat [17] sau să tolereze pericolele [18]. Semințele mai mari produc răsaduri mai mari, ceea ce le pregătește pentru concurență cu plantele deja stabilite [19] sau accelerează realizarea unor etape de viață mai puțin vulnerabile la erbivore [20]. În mod clar, pentru a aborda în mod corespunzător consecințele de fitness ale mărimii semințelor, trebuie să luăm în considerare un compromis între costuri și beneficii într-un compromis între mărimea semințelor și numărul semințelor.

Materiale și metode

Situri de studiu și specii de plante

Studiul a fost realizat pe parcursul a patru ani (2011–2014) în Munții Tatra din sudul Poloniei (49 o 10’– 49 o 16 ’N, 19 o 42’– 20 o 06’ E). Tatra formează cea mai înaltă gamă a Munților Carpați și sunt singurul lanț montan asemănător alpin între Alpi și Caucaz. Raza de înălțime în Tatra Poloneză este cuprinsă între cca. 900 și 2.500 m și traversează o serie de zone de vegetație montană, de la o pădure montană inferioară până la o zonă subnivală. În zona de cca. 150 km 2, am definit patru transecte de înălțime cu 73 de situri de studiu în total, cuprinzând diferite caracteristici topografice, geologice și geomorfologice. Un criteriu major pentru selecția sitului a fost prezența mai multor plante individuale din cel puțin una dintre speciile noastre de studiu. Speciile studiate aparțin a șase plante erbacee perene și au fost alese a priori pe baza omniprezenței lor cunoscute la diferite altitudini din Tatra (Tabelul 1). Niciunul dintre ei nu este pus în pericol sau protejat. Toate speciile studiate sunt polenizate cu insecte, iar în Europa Centrală, acestea apar mai ales în zonele montane.

Proceduri la locurile de studiu

În septembrie 2014, un volum de probă de sol de jumătate de litru a fost colectat la fiecare sit de studiu. Acest volum a cuprins cinci sub-probe de sol vegetal (5-10 cm) prelevate la o distanță de doi metri de punctul central al fiecărui sit. Probele de sol au fost păstrate într-un congelator (-20 ° C) până când au fost analizate proprietățile lor fizico-chimice. Munca de teren a fost limitată la Parcul Național Tatra. Toate procedurile de teren au fost efectuate în conformitate cu permisiunea obținută de la Ministerul Mediului din Republica Polonia.

Evaluarea caracteristicilor semințelor

Toate semințele au fost uscate la temperatura camerei și private de structuri de dispersie, de exemplu, papus. Semințele de la fiecare plantă parentală au fost colectate și împrăștiate pe o foaie de fundal contrastantă de 210 x 290 mm, asigurându-se că contururile lor nu se suprapun. Fiecare coală a fost tipărită cu un pătrat negru de 2 x 2 cm, care a fost folosit în continuare pentru calibrarea măsurătorilor semințelor. Foile cu semințe au fost fotografiate cu o cameră digitală (Canon 600D, f = 50 mm) cu o lampă cu bliț inelar, montată pe un suport reglementat. Imaginile digitale au fost analizate cu o metodă automată modificată a lui Schramm și colab. [26]. Această procedură a recunoscut automat semințele din artefacte, a numărat semințele și a măsurat aria proiecției lor verticale. Suprafața medie a semințelor unui set de semințe fotografiate a fost utilizată ca o estimare a mărimii medii a semințelor produse de o plantă. Un coeficient de varianță (CV) al mărimii semințelor pe set de semințe a fost utilizat ca măsură a eterogenității mărimii semințelor.