Životní strategie rostlin ( life history patterns )

Životní strategie rostlin(life history patterns)

Evoluce strategií

• Alokace do různých funkcí

• Trade-off mezi alokací do různých funkcí

• strategie (life history) – evolučně získaný způsob využití zdrojů– geneticky podmíněn (určitá fenotypická

plasticita)– vztah k typu prostředí a roli druhu ve

společenstvu

Trade-off

Alokace do orgánů příjmu

• Rostliny – příjem CO2 a záření listy vs. příjem živin a vody kořeny root/shoot ratio RW/SW

• resource-ratio hypothesis – rozdílná kompetiční schopnost při alokaci do nadzemní/podzemní biomasy v rozdílném prostředí (dle dostupnosti zdrojů)– nadzemní biomasa – kompetice o světlo– podzemní b. – kompetice v rhizosféře o živiny a vodu, produkce kořenů

nákladná (potřeba transportu asimilátů listy kořen)

Alokace do orgánů příjmu

15/85 30/70

LMR – biomasa listů/celková biomasa

Poměr biomasy listů a jemných kořenů

• Bez podpůrné orgány (stonek, kmen, hlavní kořeny)

• Varianta R/S poměru

Životnost a účinnost asimilačního aparátu

• Specifická listová plocha - SLA• SLA = A/WL [m2/kg], korelace s metabolickou aktivitou a výkonností listu• životnost listu – adaptivní odpověď rostlin na podmínky prostředí

– krátkověké listy – každoroční náklady na výstavbu X vyšší výkonnost (fotosyntéza opadavých listnáčů – max. výkon o 30–60% vyšší než u jehličnanů)

– vždyzelené listy – vyšší náklady na jednotku plochy, obranné mechanismy, respirace X menší každoroční investice (smrk ročně obnovuje asi 15% jehlic), využití krajních dní vegetační sezóny

Délka života

• Jednoletky• Dvouletky• Monokarpní (Semelparní) druhy• Polykarpní (Iteroparní) druhy

Jednoletky

• Striktní spoléhání na semena

• Produkce semen – mnoho malých• Dormance • Vysoká investice do reprodukce –

(obilí)• Rychlý obrat – vysoká růstová rychlostDélka života – 1. měsíc až ozimé druhy

Jednoletky

• Autogamie• Apomixie vyjímečně (Erigeron annua)• Kleistogamie – Limosella aquatica,

Leersia oryzoides

Alokace (rozdělení živin) do různých orgánů - jednoletky

Ear - klas

Alokace do různých funkcí - jednoletky

Dvouletky

• Striktní: obdoba jednoletek – hořečkyTakových druhů máloNezávislé kohorty

Mortalita po odplození, né po vykvetení – regenerace po poškození

Digitalis purpurea

Dvouletky

• Krátkověké monokarpy Ve skutečnosti 1-víceletéKdy vykvést?Určité množství zásob – Dipsacus

sylvestris, Oenothera…..Vyjímečně i klimatické signály – po

suchu, dlouhém dnu……

Monokarpické vs. polykarpické

Semel- vs. iteroparní druhy• Cost of reproduction• Vztah reprodukce a její cena

Semel- vs. iteroparní druhy

Reprodukce

Růst

Yu

cca

Ag

ave

RE

Semel- vs. iteroparní druhy

Agave vs. Yucca – stejné stanoviště

- chování opylovačů, opylovači dávají přednost velkým květenstvím u semelparních

Rozdíl není daný evolucí – výjimky v obou rodech

Monokarpické dlouhověké druhy

Agave, bambusy• 100% investice do reprodukce• Nepřežije plození • Vyhnutí se predaci semen • Výhodné při nízké úmrtnosti semenáčků a

vysoké úmrtnosti dospělých rostlin• Typicky extrémní, či efemérní stanoviště

Alokace do růstu/zásobních orgánů - monokarpy

R – kořeny, L – listy rok 1,2, S – stonek, F – listy na lodyze, Y - semena

Polykarpické druhy

• Dlouhověkost nadzemí vs. PodzemíStromy vs. Hypericum

• Dlouhověkost ramety vs. GenetyKlonální druhy

• Vytrvalé byliny – velká kapacita zásobních orgánů – relativně nízká růstová rychlost– tvorba fotosyntetického aparátu, případně reprodukčních orgánů– alokace do rezervních orgánů ke konci sezóny– nižší investice do reprodukčních událostí– snížené riziko „špatného“ roku

Masting (mass flowering)

Synchronizace v produkci semenStromy: Naše jehličnany, Fagus,

Quercus……Tropické stromyI trávy - Austrálie

Mast effect

• Závislost na klimatu – resource matching hypothesis

• Větší možnost opylení – v mast roku méně nevyvinutých semen

• Predator saturation hypothesis – tropické druhy na ostrovech bez predátorů nedělají

Mast effect

Pinus ponderosa a) vosy, b) veverky

Klasifikace růstových strategií: r- a K-selekce

Logistická křivkadN/dt = r N (K–N)/K

r- růstová rychlost x K - nosná kapacita prostředí

Selekce na stres a disturbanci – R-C-S strategie (Grime 1979)

• Byliny, vysoká růstová rychlost, exponenciální část růstové křivky, časná reprodukce a velký reprodukční potenciál, vysoká klíčivost semen, semenná banka, krátký životní cyklus (jednoletky), relativně malá produkce biomasy

• Různá životní forma, nízká růstová rychlost, pozdní reprodukce, nízké reprodukční úsilí, nepravidelná reprodukce, malá schopnost konkurence, dlouhověkost, malá produkce biomasy, dlouhověký asimilační aparát

Byliny až stromy, velká růstová rychlost, dosažení nosné kapacity prostředí, pozdní reprodukce, relativně malá investice do semen, vysoká konkurenční schopnost, velký asimilační aparát, dlouhověkost, značná investice do biomasy

R-stratégové

C-stratégovéS-stratégové

L – lišejníky, T&S - stromy a keře, B – dvouletky, A - jednoletky