Biologia zapylania roślin
Wykład V Dr Marcin Zych

03.11.2010

Generalizacja i specjalizacja systemów zapylania


Szacunkowa liczba nazwanych i opisanych organizmów

wg Price 2002

1,5 mln
990000 owady*
265000 rośliny

4600 ssaki
80000 protoktista
4000 bakterie
70000 grzyby

Owady:

350000 chrząszcze
150000 błonkówki
160000 motyle
125000 muchówki
112000 pluskwiaki

20000 prostoskrzydłe
5000 przyłżeoce
51000 inne

Rośliny apomiktyczne – wiążą nasiona bez procesu zapylenia

Apidea – pszczoły

Chrząszcze – najliczniejsze organizmy na świecie

Zoogamiczne okrytonasienne

80 – 90 % z ~ 260 000 gatunków
Rozpowszechnione na całym świecie
Rozliczne strategie życiowe

Kwiaty* i ptaki

* wyraźny kolor karotenu

dużo rozwodnionego nektaru
brak zapachu

Syndromy zapylania (kwiatowe)

 kolor
 zapach
 korzyści dla zapylacza
 przykład
chrząszcze (kielichowiec), muchy padlinowe (stapelia, obrazki), motyle nocne (podkolan, lilia), pszczoły (fasola)

Droga ewolucji kwiatów

Proste -> wyspecjalizowane (mniej zapylaczy!)
np. kwiat promienisty -> kwiat grzbiecisty (symetria dwuboczna)

„Dogmat” specjalizacji

Czy ścisła specjalizacja biologii zapylania jest częsta?

Yucca sp. I Fucus carica – możliwośd wychowania potomstwa w obrębie kwiatów

Ophrys sp. (O. sphegodes – oszustwo kwiatowe – brak mutualizmu – raczej pasożytnictwo)

Angraecum sesquipedale

Paradoks systemów zapylania (Ollerton 1996):

większośd roślin to generaliści?

Dyskusje na temat ewolucji związku roślin i zwierząt

Zasada „najefektywniejszego” zapylacza

Paradoks systemów zapylania (Ollerton 1996):

owady są nieprzewidywalne

Paradoks systemów zapylania (Ollerton 1996):

roślina to więcej niż suma jej kwiatów
Lavandula latifolia

Jak zapylane są rośliny ”generalistyczne”?

*pogardzany temat

Owady na kwiatach baldaszkowatych Apiaceae

Marchew, dzięgiel, trybula, barszcz

Problem techniczny:

Jak rozpoznad, kto zapylacz, a kto nie?
Czy wystarczą nam dane o morfologii kwiatów (syndrom kwiatowy)?



Czy przenosi pyłek?



Czy odwiedza obie płcie kwiatów?



Jak często odwiedza kwiaty?



Czy jest obecny w kolejnych sezonach?



Czy wyłączenie go skutkuje brakiem nasion?

Heracleum sphondylium L.

Pospolity gatunek łąkowy/zaroślowy
Przedprątny – całkowicie rozdzielone fazy męskie i żeoska w kwiecie, kwiatostanie

Lucilla sp.
Eriozona syrphoides

Liczba gatunków owadów odwiedzających kwiat ≠ liczba „przenośników”

Liczba „przenośników” ≠ liczba efektywnych zapylaczy

Trochę o „specjalistach”

Asclepias tuberosa (Asclepiadaceae) tojeśd

Pylniki usuwane w całości
W postaci sideł, zaczepiają się o nogę zapylacza

Ipomopsis aggregata(Polemoniaceae)

Wydawałoby się – zapylany przez ptaki
W praktyce – najefektywniejszy jest trzmiel

Czy wszystkie roślin to „generaliści”?

Czy te gatunki owadów są ekologicznie różne?

Kontekst ekologiczny i taksonomiczny
Lucilia caesar i Pollenia rudis

Co to znaczy „specjalizacja”?

Specjalizacja ekologiczna – wąska grupa zapylaczy w kontekście ewolucyjnym (H.sphondylium)
Specjalizacja ewolucyjna – zawężenie grupy zapylaczy w porównaniu do grup siostrzanych lub przodków

Kiedy rośliny powinny „generalizowad”?

Specjaliści i rośliny długowieczne, które mogą rozmnażad się wegetatywnie

Kiedy zwierzęta powinny „generalizowad”?

W teorii:

Centra specjalizacji – tropiki
Generalizacja – rejony umiarkowane

W praktyce brak zależności

Generalizacja adaptatywna i nieadaptatywna

Niezbędny kontekst czasowy i przestrzenny

Rośliny nie dają się łatwo zaklasyfikowad

Ollerton et al. 2009

Specjalizacja vs generalizacja



Różne możliwości



Kontinuum możliwości



Kontekst ewolucyjny i ekologiczny



Dokładne dane o biologii gatunków