Upload
gesmoltenhaai
View
800
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
HOOFDSTUK 1
Reproductie bij planten
Reproductie bij planten
1. Sexuele reproductie1. Sexuele reproductiesystemen2. Mannelijke en vrouwelijke fitness3. Sex-ratio’s4. Bestuiving
1. Kruis- versus zelfbestuiving2. Bestuivingssyndromen3. Bestuivingssucces
2. Vegetatieve reproductie1. Apomixis2. Clonaliteit
1. Sexuele reproductie
1. Sexuele reproductie
1.1. Sexuele reproductiesystemen
Hermafrodiet: zowel mannelijke als vrouwelijkevoortplantingsorganen (binnen dezelfde bloem) (72 %)
Eenhuizig (monoecious): mannelijke en vrouwelijkebloemen op hetzelfde individu (5 %), is een vorm vanhermafroditisme (binnen dezelfde plant)
Tweehuizig (dioecious): mannelijke en vrouwelijke bloemenop verschillende individuen (bomen: 20 %, struiken: 14 %, kruidachtigen: 5 %)
Tussenvormen: zowel mannelijk (androdioecy) ofvrouwelijke (gynodioecy) individuen en hermafrodieten indezelfde populatie
Hermafroditisme binnen een bloem
Magnolia virginiana (Sweetbay magnolia) – Meerdere stempels staan boven rij van antheren ingeplant
Aesculushippocastanum(Paarde- of Wildekastanje) – Destempel is dikkerdan de antheren en steekt er verderuit.
Hermafroditisme binnen een bloem
Parnassia palustris
Hermafroditisme binnen een individu (eenhuizigheid)
Betula-soorten (Berken). De groene vrouwelijke bloemen staan opgericht op bovenste deel van de tak en de mannelijke bloemen (of katjes) hangen onderaan de tak.
Vrouwelijke bloem met twee stigmas
Mannelijke bloem,waarbij individueleantheren iets uit deschubben van de katjes hangen.
Hermafroditisme binnen een individu (eenhuizigheid)
Hazelaar (Corylus avellana)
Mannelijke en vrouwelijke individuen (tweehuizigheid)
Silene latifolia(Avondkoekoeksbloem):Antheren steken buiten de kroonbuis in bloemen van mannelijke planten
Bij vrouwelijke planten steekt de stempel buiten de kroonbuis van debloemen uit.
Mannelijke en vrouwelijke individuen (tweehuizigheid)
Rumex acetosa (Veldzuring) Urtica dioica (Grote brandnetel): ♂ =geel ♀ = groen
Evolutionaire pathways die leiden tot gender dimorfisme (tweehuizigheid)
Gynodioecy pathway a: ♂ -steriliteit genen verspreiden zich in een cosexuele populatie wat resulteert in een populatie met ♀ en ♂+♀ individuen (gynodioecy). Genetische modifiers van ♀ fertiliteit converteren gradueel ♂+♀ in ♂ (dioecy).
Monoecy pathway b:Deze pathway is minder bestudeerd en veronderstelt dat er een disruptieve selectie optreedt bij de allocatie naar ♂ en ♀ structuren in eenhuizige populaties, waarbij gender-specialisatie gradueel toeneemt tot unisexuele individuen ontstaan.
Evolutionaire pathways die leiden tot gender dimorfisme (tweehuizigheid)
Monoecy is verscheidene keren ontstaan uit de dominante cosexuele conditie in angiospermpopulaties die exclusief ♂+♀ bloemen hebben. Dit gebeurt door steriliteitsmutaties die unisexuele bloemen produceren.
Een tweede mogelijke pathway waarbij dioecy uit monoecy gebeurt via een gynodioece intermediaire stadium (stippellijn).
Een laatste pathway heeft betrekking tot een zeldzaam sexueel systeem (androdioecy). Er zijn geen aanwijzingen voor het ontstaan van androdioecy als intermediair stadium in de evolutie naar dioecy of vanuit een hermafrodiet stadium.
Evolutionaire pathways die leiden tot gender dimorfisme (tweehuizigheid)
Sagittaria latifolia (Indian potato, wapato): Gewoonlijk ♀ onderaan bloemgestel en ♂ bovenaan, maar ook tweehuizige individuen komen voor.
Monocarp vs polycarp
Monocarp: soorten die slechts één keer bloeien en dan afsterven. Zowel kortlevende (Cirsium vulgare, Melilotus officinalis, Digitalis purpurea) als langlevende soorten (vb.: bamboe, palmsoorten en bromeliasoorten)
Monocarp vs polycarp
Puya raimondii (de grootste bekende bromelia) is een monocarpische plant
Monocarp vs polycarp
Polycarp: soorten die herhaaldelijk bloeien tijdenshun leven (meerjarige soorten)
Primula veris (Gulden sleutelbloem)Bellis perennis (Madeliefje)
Reproductie bij planten
1. Sexuele reproductie1. Sexuele reproductiesystemen2. Mannelijke en vrouwelijke fitness3. Sex-ratio’s4. Bestuiving
1. Kruis- versus zelfbestuiving2. Bestuivingssyndromen3. Bestuivingssucces
2. Vegetatieve reproductie1. Apomixis2. Clonaliteit
1.2. Mannelijke en vrouwelijke fitness
Mannelijke functie (genen via pollen doorgegeven), fitness verhogen door: verspreiding van pollen succesvolle bestuiving
Vrouwelijke functie (genen via zaad), fitness verhogen door: produceren van een maximale hoeveelheid zaad
met een grote kiem- en concurrentiekracht Sex allocation: allocatie in investering
mannelijke en vrouwelijke functie ~ reproductiesysteem
1.2. Mannelijke en vrouwelijke fitness
Voordelen van bloemhermafroditisme één enkele investering in kroonbladeren of
nectar bevoordeelt zowel de mannelijke als de vrouwelijke functie
laat facultatieve zelfbevruchting toe bij gebrek aan pollen (reproductive assurance)
als bestuivers aangetrokken worden door pollen zouden vrouwelijke bloemen niet bestoven worden
mannelijke of vrouwelijke functie kunnen gelimiteerd zijn door verschillende hulpbronnen (vb. proteïnen of koolhydraten)
1.2. Mannelijke en vrouwelijke fitness
Convex: f + m > 1 Sommige investeringen kunnen gedeeld worden tussen de twee geslachten (vb. aantrekking voor bestuivers) evolutie van hermafroditisme
Concaaf: f + m < 1Plant wint fitness door te specialiseren in één enkel geslacht evolutie van tweehuizigheid
Trade-off tussen investering in mannelijke en vrouwelijke kenmerken lineaire lijn: f + m = 1
Sexuele investering door hermafrodieten
Reproductie bij planten
1. Sexuele reproductie1. Sexuele reproductiesystemen2. Mannelijke en vrouwelijke fitness3. Sex-ratio’s4. Bestuiving
1. Kruis- versus zelfbestuiving2. Bestuivingssyndromen3. Bestuivingssucces
2. Vegetatieve reproductie1. Apomixis2. Clonaliteit
1.3. Sex-ratio’s
Geslachtsbepaling bij planten: meestal via nucleair DNA onder bepaalde omstandigheden
cytoplasmic gender sterility maternaal overgeërfd (cytoplasma, mitochondria,
…) schakelt de mannelijke/vrouwelijke functie uit
restorer genes herstelt de mannelijke/vrouwelijke functie
laat geslachtswijziging toe
Vb.: Catasetum viridiflavum
afhankelijk van licht en nutriënten indien veel licht / nutriënten meer vrouwelijke
planten, meer verjonging,… Vruchtzetting serieuze kost en weinig vegetatieve groei
indien donkerder meer mannelijke planten, meer investering in vegetatieve groei en overleving
Vb.: Silene latifolia (Avondkoekoeksbloem)
Reproductie bij planten
1. Sexuele reproductie1. Sexuele reproductiesystemen2. Mannelijke en vrouwelijke fitness3. Sex-ratio’s4. Bestuiving
1. Kruis- versus zelfbestuiving2. Bestuivingssyndromen3. Bestuivingssucces
2. Vegetatieve reproductie1. Apomixis2. Clonaliteit
1.4. Bestuiving
planten zijn immobiel en zijn voor hun pollenoverdracht afhankelijk van abiotische vectoren: wind, water,…
1.4. Bestuiving
planten zijn immobiel en zijn voor hun pollenoverdracht afhankelijk van abiotische vectoren: wind, water,… biotische vectoren: dieren (Hymenoptera,
Diptera, Lepidoptera, Coleoptera,…)
1.4.1. Kruis- vs zelfbestuiving Types zelfbestuiving:
autogamie: binnen eenzelfde bloem geitonogamie: tussen bloemen van hetzelfde individu;
vooral bij insectenbestuiving cleistogamie: bestuiving voor de bloem opent (obligate
zelfbestuiving; vnl. bij grassoorten, grootste genus: Viola, andere: Drosera sp., erwten, bonen, pindanoten,…)
1.4.1. Kruis- vs zelfbestuiving cleistogamie: bestuiving voor de bloem
opent voordeel: energetisch efficiënt (lage pollen-
ovule ratio) nadeel: inteelt
Voorbeelden van delayed selfing
Ophrys apifera (Hommelorchis)
bij bezoek pollinator: pollinium tegen lichaam kruisbestuiving
ondanks hoge investering in mimicry, toch veel selfing kan werken als reproductive assurance in een variabel pollinator-milieuEen stuifmeelklompje of
pollinium (mv. pollinia) is een samenklevende massa van pollenkorrels (typisch voor orchideeën). Bij O. apifera hangt het pollinium aan een staartje (caudiculum).
Voorbeelden van delayed selfing
Paris quadrifolia (Eenbes):Positie van de stigma’s en de antheren (A) in het begin van de anthesis, (B) twee weken na start anthesis en (C) aan het einde van de bloei, wanneer de antheren fysiek contact maken met de stigma’s
Inteelt vermijden
3 strategieën: tweehuizigheid
mannelijke en vrouwelijke bloemen op verschillende individuen
genetische zelf-incompatibiliteit: S-allel mechanische zelf-incompatibiliteit
Inteelt vermijden
3 strategieën: tweehuizigheid genetische zelf-incompatibiliteit: S-allel
stempel produceert extracellulaire glycoproteinen dringen in incompatibele pollen en/of pollenbuis en degraderen daar RNA:
verhinderen van pollenkieming vertraging van de groei van de pollenbuis resultaat = falen van bevruchting kan tot verminderde zaadzetting leiden in kleine
populaties met een kleine diversiteit aan S-allelen mechanische zelf-incompatibiliteit
Inteelt vermijden
3 strategieën: tweehuizigheid genetische zelf-incompatibiliteit: S-allel mechanische zelf-incompatibiliteit
herkogamie: ruimtelijke scheiding van meeldraden en stempel
heterostylie: polymorfisme in lengte van de stijl (distylie & tristylie) en inplanting van de meeldraden
dichogamie: spreiding in de tijd van mannelijke fase (vrijstellen pollen) en vrouwelijke fase (ontvankelijk zijn van de stempel) protandrie & protogynie
Herkogamie
Voorbeelden: Epilobium agustifolium (Wilgenroosje)
Geranium sp. Centaurium erythraea (Echt duizendguldenkruid)
Heterostylie
Strategie om: zelfbestuiving / inteelt te vermijden een efficiënte kruisbestuiving te
bevorderen
Heterostylie
Heterostylie: voorbeelden
‘pin’: korte meeldraden, lange stijl ‘thrum’: lange meeldraden, korte stijl
Primula vulgaris (Stengelloze sleutelbloem): ditstylie
Heterostylie: voorbeelden
pin thrum
Heterostylie: voorbeelden
Primula veris (Gulden sleutelbloem)
Pulmonaria officinalis (Longkruid)
Hottonia palustris (Waterviolier)
Lythrum salicaria (Kattenstaart)
Tristylie!
Heterostylie: voorbeelden
Eichormia crassipes(Waterhyacinth)
Tristylie!
Heterostylie: ontstaan
Heterostylie: ontstaan
Indicaties voor omgekeerde evolutie (heterostylie homostylie) bij Primula veris (Gulden sleutelbloem) in kalkgraslanden in Virion
Heterostylie – speciale types Enantiostylie = sexuele organen zijn in spiegelbeeld
monomorf (bij eenzelfde plant) op bloem-niveau op bloeistengel-niveau
dimorf (tussen verschillende plant)
Heterostylie – speciale types Enantiostylie = sexuele organen zijn in spiegelbeeld
monomorf (bij eenzelfde plant) op bloem-niveau op bloeistengel-niveau
dimorf (tussen verschillende plant)
Heterostylie – speciale types Enantiostylie = sexuele organen zijn in spiegelbeeld
monomorf (bij eenzelfde plant) op bloem-niveau op bloeistengel-niveau
dimorf (tussen verschillende plant) vaak gekenmerkt door heterantherie (functioneel dimorfisme
in antheren) meer dan 20 families meestal bestoven door bijen nectarloos bij bv. Solananaceae en Pontederiaceae (Eichornia, Heteranthera,…)
Heterostylie – speciale types Heterantherie = functioneel dimorfisme in antheren
Heteranthera multiflora
Cyanella alba
Heterostylie – speciale types Heterantherie = functioneel dimorfisme in antheren
Cyanella alba
Heterostylie – speciale types Flexistyly
Sexueel dimorfisme waarbij twee morfen verschillen in de temporele expressie van het sexueel dimorfisme (vb.: Alpinia)
Populaties van Alpinia (tropical gember uit China) worden gekenmerkt door gelijke frequenties van twee morfen die verschillen in stijl-groei en timing van de ♂ en ♀ functie.(A) De protandreuze morf van Alpinia zerumbet, die ♂ is ‘s ochtends en ♀ ‘s namiddags.(B) De protogyneuze morf waarbij een reciproke sequentie in expressie van de sexuele functie optreedt.
Dichogamie: voorbeelden
spreiding in de tijd van mannelijke fase (vrijstellen pollen) en vrouwelijke fase (ontvankelijk zijn van de stempel) protandrie & protogynie
Salvia sp. (Salie) Silene nutans (Nachtsilene)
Aandeel kruis- vs zelfbestuiving de meeste plantensoorten doen in zekere
mate aan kruisbestuiving in combinatie met zelfbestuiving (mixed mating)
kruisbestuiving of uitkruising vereist een biotische of abiotsche vector
veel windbestoven planten zijn obligate kruisbestuivers
windbestuivers zijn minder gevoelig aan pollenlimitatie (vgl. met onvoorspelbare en zeer variabele aanwezigheid van insectbestuivers)
Aandeel kruis- vs zelfbestuiving
Aandeel kruis- vs zelfbestuiving Pollen/ovule-ratio: hoeveelheid pollen
geproduceerd per ovule afhankelijk van bestuivingssysteem
afhankelijk van omgeving (vb.: bij hoge abundantie bestuivers, hogere pollen/ovule-ratio)
Aandeel kruis- vs zelfbestuiving Vb.: bij sterk gerelateerde Centaurium-sp.
(Duizendguldenkruiden) Fraai duizendguldenkruid (Centaurium pulchellum) Strandduizendguldenkruid (Centaurium littorale) Echt duizendguldenkruid (Centaurium erythraea)
verschillend in habitat en beschikbaarheid bestuivers
Aandeel kruis- vs zelfbestuiving Vb.: bij sterk gerelateerde Centaurium-sp.
(Duizendguldenkruiden) verschillend bezoek aan bestuivers
Fraai
Strand
Echt
Aandeel kruis- vs zelfbestuiving Vb.: bij sterk gerelateerde Centaurium-sp.
(Duizendguldenkruiden) verschillend bezoek aan bestuivers verschillend vermogen autonome selfing
Fraai
Stand
Echt
Aandeel kruis- vs zelfbestuiving Vb.: bij sterk gerelateerde Centaurium-sp.
(Duizendguldenkruiden) verschillend bezoek aan bestuivers
verschillend vermogen autonome selfing
door differentiatie in bloemkenmerken: herkogamie, P/O-ratio & bloemgrootte
Fraai
Stand
Echt
Facultatieve zelfbestuiver
Facultatieve kruisbestuiver
Aandeel kruis- vs zelfbestuiving Vb.: bij sterk gerelateerde Centaurium-sp.
(Duizendguldenkruiden) verschillend bezoek aan bestuivers
verschillend vermogen autonome selfing
door differentiatie in bloemkenmerken: herkogamie, P/O-ratio & bloemgrootte
Aandeel kruis- vs zelfbestuiving
Aandeel kruis- vs zelfbestuiving Bijkomend onderzoek C. xantiana:
in perifere populaties (klein en geïsoleerd, weinig gespecialiseerde bestuivers)
verlies van herkogamie voorbeeld dat reproductive assurance een belangrijke
evolutionaire motor is achter de evolutie van voortplantingssystemen bij planten
Aandeel kruis- vs zelfbestuiving
Outcrossing species are distylous and have large flowers, whereas selfing species are homostylous and have much smaller flowers.
Phylogenetic reconstructions to investigate the evolutionary history of mating systems in the annual genus Amsinckia (Boraginaceae)
Reproductie bij planten
1. Sexuele reproductie1. Sexuele reproductiesystemen2. Mannelijke en vrouwelijke fitness3. Sex-ratio’s4. Bestuiving
1. Kruis- versus zelfbestuiving2. Bestuivingssyndromen3. Bestuivingssucces
2. Vegetatieve reproductie1. Apomixis2. Clonaliteit
1.4.2. Bestuivingssyndromen
Voordelen: Lange afstand Goede pollen menging Geen investeringen nodig
om pollinatoren te lokken (kleine, onopvallende bloemen zonder nectar, geen pollenverlies door predatie)
Nadelen: Afhankelijk van vegetatie
rondom, windsnelheid en circulatiepatronen
Trade-off tussen pollenaantal, pollengrootte en afgelegde afstand (grotere pollen zullen minder ver getransporteerd worden, maar hebben wel een grotere competitiviteit)
Lage efficiëntie: hoge pollen/ovule ratio (tot 1000000 !)
Grotere competitie met heterospecifieke pollen
1. Bestuiving door wind (10% van alle plantensoorten)
1. Bestuiving door de wind
Juglans nigra (black walnut) – Mannelijke bloemen (katjes) hangen neer om optimaal wind te vangen
Juglans nigra (black walnut) – Vrouwelijke bloemen (groen enzonder kroonbladeren) zijn relatief groot om zoveel mogelijk pollen te kunnen opvangen
1. Bestuiving door de wind
Acer saccharum (Suikeresdoorn) – de bloemenhangen neer om zoveel mogelijk wind te vangen. Bloemen bezitten geenkroonbladeren.
Acer saccharum (Suikeresdoorn) – Zoals bij veel windbestuivende bomen bloeien ze nog voor ze in blad staan, om optimale bestuiving te bewerkstelligen.
1. Bestuiving door de wind
Bloemen van grassenstaan op de toppen vande stengels om optimaalblootgesteld te zijn aande wind.
De antheren en vederachtige stempels hangen ondersteboven om optimaal door de wind te worden bestoven. Geen kroonbladeren
1. Bestuiving door de wind
Gymnospermen, Tamme kastanje, Ruwe berk, Ambrosia
1.4.2. Bestuivingssyndromen
Voordelen: Specifieker:
hoger aantal conspecifieke pollen: co-evolutie tussen bloem en bestuiver
Efficiënter: minder pollenverlies, lagere pollen-ovule ratio
Nadelen: Korte afstand Investeringen nodig om
pollinatoren aan te trekken (opvallende bloem, beloning zoals nectar of pollen)
Afhankelijk van gedrag van bestuivers
Trade-off tussen aantrekken van bestuivers en kans op geitonogamie
2. Bestuiving door dieren (entomofilie en zoofilie)
2. Bestuiving door dieren
Plant en bestuiver hebben tegengestelde belangen Plant: hongerige, haastige, ver vliegende, constante
bestuivers maximaliseren van aantal bezoeken zoveel mogelijk receptieve stempels laten bezoeken zo klein mogelijke investering in aantrekking en beloning
Bestuiver: grote hoeveelheden voedsel op korte afstand maximaliseren van foerageersucces van pollen en nectar
Bestuiving door bijen en wespen
grootste groep bestuivers (16 % van de plantensoorten) groot economisch belang! wespen minder effectief (minder harig) twee klassen van bloemen:
opvallende, open, komvormige, relatief ongespecialiseerde bloemen (vb. roosachtigen, composieten, …)
opvallende, complexe niet-radiaal symmetrische bloemen met landingsplatform (vb. leguminozen, …)
kleur: geel of blauw, met nectarsporen (vaak ultraviolet) en geur, beloning: nectar (voedsel voor de larven, dikwijls aan de basis van
een buisvormige bloem), grote, kleverige pollen (rijk aan aminozuren) of beide
bijen kunnen leren waar bloemen met een relatief grote beloning zijn voordelig voor planten om slechts enkele bloemen per dag te
openen (kleiner risico op geitonogamie),
Zichtbaar licht vs UV-licht
Bestuiving door bijen en wespen
Orchideeën: vaak bestuiving door misleiding
Vleeskleurige orchis Purperorchis Mannetjesorchis
Insecten die op niet-belonende orchideeënterecht komen hebben snel de neiging andereindividuen en zelfs andere populaties op te zoeken.
Evolutionair mechanismetegen inbreeding?
Pseudocopulatie
Bloemen hebben het uitzicht van een vrouwelijk insect, ook dikwijls productie van feromonen (vb. verschillende orchidee- soorten)
Vliegenorchis Bijenorchis Hommelorchis
Bestuiving door vliegen
1. Myofilie eenvoudige, ondiepe bloemen;
voortplantingsorganen zijn goed zichtbaar
dof gekleurd en weinig opvallend, met nectarsporen
nectar-beloning; gemakkelijk bereikbaar
uitzondering: zweefvliegen aangetrokken tot meer complexe, fel gekleurde bloemen
vb.: Euphorbia sp., Sedum sp.
Bestuiving door vliegen
2. Sapromyofilie: vnl. strontvliegen bruin tot paars, vaak gevlekt sterke stank: rottend vlees,
mest of bloed geen nectarsporen pollen-beloning bloemen functioneren
vaak als een val vb.: Aristolochia sp., Arum sp.,
Stapelia sp.
Aronskelk soorten
Arum maculatum(Gevlekte aronskelk)
Stapelia-soorten - bromvliegen
Bestuiving door (nacht)vlinders (psycho- en phalaenafilie)
- bloemen in groepen met landingsplatform- helder gekleurd: rood, oranje, geel (vlinders) of wit (nachtvlinders)- openen overdag (vlinders) of ‘s nachts (nachtvlinders)- produceren veel nectar, t.h.v. de bloembodem- sterke geur, vooral voor nachtvlinders
Hesperoyucca whipplei (our Lord’s candle)
Soorten gericht op nachtvlinders
Bestuiving door kevers (cantharofilie)
- primitiefste bestuivers, maar bestuiven tot 88 % van alle planten- komvormige bloemen, voortplantingsorganen goed bereikbaar- kleur: wit tot vaalwit en groen- sterke geur- overdag geopend- matige nectarproductie (Vb. Magnolia, Composieten, Poppenorchis, etc.)
Dracunculus vulgaris(Drakenbloem)
Bestuiving door vogels (ornithofilie)
- buisvormige bloemen- helder gekleurd: rood of oranje- geurloos- antheren overdag blootgesteld- veel vloeibare nectar, t.h.v. de bloembodem- gematigde pollenproductie, met pollen die aan het hoofd van de vogel blijven kleven
Monarda didyma (Scarletbeebalm) – Geen landings-platform noodzakelijk voor kolibrie’s.
Erythrina crista-galli(Crybabytree) – Antheren zogeplaatst dat ze bij bezoekkolibrie, pollen op zijn hoofddeponeren tijdens het drinken.
Bestuiving door vogels (ornithofilie)
een opmerkelijk vb. van co-evolutie tussen een planten en vogels:
de ontwikkeling van een roest (perch): optimale pollinatie door honingzuigers (sunbirds)
Bestuiving door vogels (ornithofilie)
een opmerkelijk vb. van co-evolutie tussen een planten en vogels:
Bestuiving door vogels (ornithofilie)
een opmerkelijk vb. van co-evolutie tussen een planten en vogels:
Bestuiving door vogels (ornithofilie)
extinctie van vogels leiden tot cascade-effecten die pollinatie en plant-densiteit reduceren
Rhabdothamnus solandri
Tuis, Stitchbird, Bellbird
Bestuiving door vogels (ornithofilie)
extinctie van vogels in Nieuw-Zeeland invloed op Rhabdothamnus solandri (Gesneriaceae); geen extinctie in omringende eilanden (controle)
mainland pollenlimitatie-index (PLI): 0,69 (island-PLI: 0,15) zaadproductie / bloem in mainland gereduceerd tot 84% mainland: vergelijkbare adult-densiteiten, maar 55% minder
juvenielen / adult zaaiexperiment op mainland toont sterke zaadlimitatie 5 jaar na zaaien
Bestuiving door vogels (ornithofilie)
the sense of floral scent tabaksplant (Nicotiana attenuata) impact van bloemchemie op pollinatoren, herbivoren en rovers
nectarverwijdering, bloembezoek, florivorie, uitkruising-rates blocking van de de expressie van biosynthetische genen:
benzylaceton: lokmiddel voor insecten en vogels nicotine: in nectar tegen vraat
Hawkmoth (Pijlstaart)Hummingbird (Kolibrie)
Bestuiving door vogels (ornithofilie)
lokmiddel benzylaceton en afweermiddel nicotine zijn beide nodig voor capsule-maturatie en zaadproductie
Nicotine-block florivorie en nectarroof
1.4.2. Bestuivingssyndromen
The graph plots the percentile versus ranked estimates of t, the outcrossing rate, for 169 animal-pollinated species and 59 wind-pollinated species. The data are of significance for theoretical models of the evolution of mating systems that predict bimodality of outcrossing rates. Moreover, the difference between the two distributions raises important issues concerning the functional link between the pollination biology of species and their mating systems.
Reproductie bij planten
1. Sexuele reproductie1. Sexuele reproductiesystemen2. Mannelijke en vrouwelijke fitness3. Sex-ratio’s4. Bestuiving
1. Kruis- versus zelfbestuiving2. Bestuivingssyndromen3. Bestuivingssucces
2. Vegetatieve reproductie1. Apomixis2. Clonaliteit
1.4.3. Bestuivingssucces
Bestuivingssucces, en dus fitness van plant afhankelijk van : 1. de aanwezigheid van al dan niet gespecialiseerde bestuivers
en hun efficiëntie (mogelijkheid tot pollenoverdracht)2. het bestuivingsysteem (mating system) van de plant
Habitatfragmentatie en verslechtering van het milieu kunnen een sterk negatief effect hebben op (1), maar op langere termijn ook op (2).
Populatiekenmerken kunnen graad van “pollen limitatie” sterk bepalen: Densiteitseffect (Allee-effect) Effect van populatiegrootte, isolatie, …
1.4.3. Bestuivingssucces
Pollenlimitatie versterkt door: Densiteitseffect
Ridderspoor sp.Bosch & Waser (1999)
1.4.3. Bestuivingssucces
Pollenlimitatie versterkt door: Densiteitseffect
Ridderspoor sp.Bosch & Waser (1999)
1.4.3. Bestuivingssucces
Pollenlimitatie versterkt door: Densiteitseffect Effect van populatiegrootte
Blauwe knoop – Devil’s-bitKwak et al. (2004)
1.4.3. Bestuivingssucces
Veldsalie –
Meadow Clary
1.4.3. Bestuivingssucces
Angiospermen produceren vaak minder vruchten en zaden dan bloemen en ovules. Twee ecologische mechanismen zijn hiervoor verantwoordelijk: 1. onvoldoende pollenoverdracht naar stigma’s (pollenlimitatie)
2. onvoldoende hulpbronnen voor de ontwikkeling van zaden en vruchten
Pollenlimitatie kan empirisch gedemonstreerd door middel van de de pollenlimitatie-index: PL = 1 – [ Po / Ps ]
Po = reproductief succes na open bestuiving (controle)
Ps = reproductief succes na supplementaire kruisbestuiving
PL = 0 wijst op geen pollenlimitatie specifieke ecologische mechanismen verantwoordelijk
voor pollenlimitatie? Larson & Barrett (2000) Biol J Linn Soc
1.4.3. Bestuivingssucces
Larson & Barrett (2000) Biol J Linn Soc
1.4.3. Bestuivingssucces
zelfcompatibiliteit autogamie monocarpie vs polycarpie kruidachtig vs houtachtig specialisatie nectarproductie gematigd vs tropisch bebost vs open habitats
1.4.3. Bestuivingssucces
n.s.
2b1b
2a
1a
1.4.3. Bestuivingssucces
4b
3b
3a
4a
1.4.3. Bestuivingssucces
1.4.3. Bestuivingssucces
224 dier-bestoven plantensoorten werden gecategoriseerd volgens 6 life-history traits en 2 ecologische condities. PL tussen soorten werd vergeleken met TIPs en PICs-analyses. De resultaten waren overlappend met minder significante resultaten bij de PICs-analyse, waarschijnlijk t.g.v. lage statistische power. De invloed van phylogenetische historie op PL was zwak, desondanks was er een significante variatie in PL tussen 7 angiosperm-families, wat een phylogenetische component suggereert. Bij zowel TIPs en PICs was PL lager bij zelf-compatibele en autogame soorten. TIPs toonde aan dat kruiden, nectarproducenten en gematigde soorten waarschijnlijk minder PL zijn, maar bij PICs kon dit enkel aangetoond worden bij de zelf-incompatibele soorten. Geen enkele predictor was exlusief een indicator voor PL, wat waarschijnlijk de stochastische natuur van pollinator-services reflecteerd.
Reproductie bij planten
1. Sexuele reproductie1. Sexuele reproductiesystemen2. Mannelijke en vrouwelijke fitness3. Sex-ratio’s4. Bestuiving
1. Kruis- versus zelfbestuiving2. Bestuivingssyndromen3. Bestuivingssucces
2. Vegetatieve reproductie1. Apomixis2. Clonaliteit
2. Vegetatieve reproductie
1. Apomixis (agamospermie): productie van zaad zonder bevruchting
2. Vegetatieve reproductie
1. Apomixis (agamospermie): productie van zaad zonder bevruchting
exacte kopie van genen, geeft hoogste kans om aangepast te zijn aan lokale abiotische omstandigheden (vnl. in stabiele milieus)
vb.:Taraxacum officinale (Paardenbloem), Rubus fruticosus (Braam), Fragaria (Aardbei)
2. Vegetatieve reproductie
1. Apomixis (agamospermie): recent ontdekking van mannelijke apomixis bij
Cupressus dupreziana (Saharah Cypres) zaadzetting enkel resultaat van pollen zonder
genetische bijdrage van de moederplant
Reproductie bij planten
1. Sexuele reproductie1. Sexuele reproductiesystemen2. Mannelijke en vrouwelijke fitness3. Sex-ratio’s4. Bestuiving
1. Kruis- versus zelfbestuiving2. Bestuivingssyndromen3. Bestuivingssucces
2. Vegetatieve reproductie1. Apomixis2. Clonaliteit
2. Vegetatieve reproductie
1. Clonaliteit: genetisch identieke individuen via stolonen, rhizomen, bollen, adventiefknoppen, adventiefwortels,… voordelen: zeker, snel, weinig kosten, nakomelingen aangepast aan
actuele omgevingscondities (voordelig in stabiele milieus) nadelen: geen dispersie, geen dormantie, geen sexuele recombinatie
(aanpassingen aan veranderend milieu), meest aangepaste klonen gaan de andere wegconcurreren grote vlekken genetisch identieke individuen
2. Vegetatieve reproductie
2. Vegetatieve reproductie
1. Clonaliteit groeivormen van clonale planten:
ramets (scheuten) vs genets (genetische entiteiten) groeistrategiëen:
phalanx vs guerilla
verspreiding in een dicht front, met scheuten dicht op elkaar
verspreiding door geïsoleerde stolonen of rhizomen
foraging: ramets vormen in de richting van betere ecologische omstandigheden (meer licht, nutriënten, minder toxines)
2. Vegetatieve reproductie
clonale groei kan resulteren in grotere floral display, maar eveneens in toenemende geitonogamie (vnl. bij phalanx)
kan problemen geven als de soort zelf-incompatibel is of gevoelig aan inteelt (vb.: Meiklokje)
zeker wanneer de bestuivers korte afstanden afleggen (vb.: Vaccinium)
2. Vegetatieve reproductie
Influence of clonal growth on selfing rate in Vaccinium myrtillus L. (Albert et al., 2008)
2. Vegetatieve reproductie
1. Clonaliteit de morfologie van de klonen is sterk afhankelijk van de
omgevingsomstandigheden
Trifolium repens (Witte klaver – White or Dutch clover)
2. Vegetatieve reproductie
1. Clonaliteit de morfologie van de klonen is sterk afhankelijk van de
omgevingsomstandigheden
Paris quadrifolia (Eenbes)
Vruchtbaar Essenbos met
Populier
Droog Eikenbos
2. Vegetatieve reproductie
1. Clonaliteit de morfologie van de klonen is sterk afhankelijk van de
omgevingsomstandigheden (vb.: Paris quadrifolia (Eenbes)) Vruchtbaar
Essenbos met Populier
Droog Eikenbos
2. Vegetatieve reproductie
1. Clonaliteit de morfologie van de klonen is sterk afhankelijk van de
omgevingsomstandigheden (vb.: Paris quadrifolia (Eenbes))