Ekologija semen Flashcards
Kaj je seme in iz česa je sestavljeno?
Seme je rastlinski embrio z endospermom (založno tkivo) oz. s kotiledoni. Endosperm je zavarovan s testo, katera določa kdaj voda vstopa v notranjost.
Endosperm lahko manjka, npr. orhideje.
Seme:
- testa
- kotiledon (del embrija, ki prevzame hranilno funkcijo, lažji transfer hranil do embria)
- plumula (zasnova za dva prava lista)
- radikula
- endosperm (ima hranilno funkcijo)
Prehranjevanje s semeni.
Tiste vrste živali, ki se hranijo s semeni so plenilci.
Granivori se hranijo s semeni.
Frugivori se hranijo s plodovi in ne pojejo semena.
Seme golosemenk.
Pri storžu golosemenk se seme nahaja prosto na luski, ima razvit embrio, haploiden endosperm.
Seme in plod kritosemenk.
Seme je embrio in hranilno tkivo.
Semenska lupina oz. testa nastane iz integumentov, je lahko struktuirana kot ekso-, mezo-, endotesta.
Lahko je olesenela, zrasla z endokarpom, prisotna le kot kožna struktura…
Testa vpliva na to, kdaj naj seme sprejme vodo in prične kaliti.
V testi so lahko toksične snovi, ki zavirajo (prehitro) kalitev.
Plod je vse kar se razvije iz karpelov (plodnih listov). Sodeluje lahko cvetišče, cvetna os…
Služi razširjanju, zaščiti semen, časovno pogojuje kalitev.
Iz karpelov nastane PERIKARP; enoplasten ali iz ekso-, mezo- in endokarpa.
Tipi plodov.
Sejalni:
- MEŠIČEK (nastane iz enega karpela, odpre se z enim šivom)
- STROK (nastane iz enega karpela, odpre se z dvema šivoma)
- GLAVICA (iz dveh ali več zraslih karpelov) - mak
Zaprti (pred kalitvijo mora propasti perikarp)
- KOŠČIČAST PLOD (eksokarp je usnjat, čvrst, mezokarp pa omesenel, endokarp pa je olesenel)
- JAGODA (eksokarp je lupina, mezokarp je mesnat)
- OREŠEK (celoten perikarp je olesenel)
Birni plod
Posamezne plodove drži skupaj cvetna os
Opiši plod graha in paradižnika.
Grah (Physum sativum):
- plod je strok
- seme je brez endosperma
- hranilno funkcijo prevzameta kotiledona
Paradižnik (Lycopersicum esculentum):
- plod je jagoda
Opiši plod trave.
Plod je orešek KARIOPSA:
- perikarp in testa sta zrasla
- škrobnat sekundarni endosperm in alevronska plast
- embrio črpa hranila s preobraženim kličnim listom = SKUTELUM
- plumulo ščiti KOLEOPTILA (ščiti nadzemni del)
- radikulo ščiti KOLEORIZA
Seme more najprej imbibirati, da lahko kali. Razloži.
Seme se mora najprej izsušiti, potem ponovno navlažiti in potem komaj vzklije.
Kalitev je potekla, ko embrio pride čez testo.
Vloga semen.
Primarna vloga semena je razmnoževanje, ki ne pomeni večanja populacije, saj se v uravnoteženi populaciji materinska rastlina sčasoma nadomesti z enim potomcem.
To je možno s produkcijo velikega števila semen, pri čemer jih bo sicer velika večina propadla.
- semen je mnogo več kot rastlin
- majhna velikost omogoča razširjanje in poselitev (kolonizacijo) novih habitatov
- semena lahko prenesejo širši spekter okoljskih dejavnikov kot odrasle rastline, še posebej ekstremno sušo in temperaturo, pri čemer lahko imajo v neugodnih razmerah ustavljen razvoj in s tem večjo trajnost v času. Tako stanje imenujemo DIAPAVZA - časovni zamik v razvoju zaradi neugodnih okoljskih razmer.
Kaj je diapavza?
Je mehanizem za preživetje pričakovanih, torej napovedljivih neugodnih razmer in je še posebej pomembna za enoletnice.
Pri živalih poznamo pojav ANABIOZA, to je fiziološko stanje dormance (stanje zmanjšane aktivnosti, zaradi slabih razmer) pogojene s specifičnimi pogoji, ki jo sprožijo oz. prekinejo.
Pri živalih so neugodne razmere pogosto ekstremne temperature, suša in pomanjkanje hrane.
Kaj je apomiksa?
Seme nastane iz neoplojene jajčne celice - regrat.
Spolno razmnoževanje.
Prednost spolnega razmnoževanja je spremenjena genetska pestrost potomcev (s številom cvetov se genetska variabilnost veča).
Seme je produkt spolnega razmnoževanja (razen pri apomiksi), ki zagotavlja:
- genetsko unikatnost (zaradi mejoze)
- genetsko fleksibilnost in s tem boljši fitnes (sposobnost preživetja in tvorjenja potomcev)
- spolno razmnoževanje s semeni je še posebej pomembno za enoletnice in lesnate rastline.
Rastline, ki so sicer sposobne vegetativnega razmnoževanja, je pogosto stres tisti faktor, da nastanejo semena.
Razloži genet in ramet.
Genet: organizem nastane s spolnim razmnoževanjem, s semenom se lahko prenese na večje razdalje
Ramet: organizem nastane s vegetativnim razmnoževanjem, kloni prve rastline, ki je nastala iz semena, neposredno v bližini rastline, boljše preživetje, trajni vegetativni organi (gomolji, rizomi, čebulice), pri vodnih rastlinah se lahko remete ukoreninijo.
Nespolno razmnoževanje.
Kloni - genetsko identični osebki z materinsko rastlino in med seboj
- mehanizmi za preprečevanje inbridinga:
Golšec: kloni iz moške rastline so samo moške rastline, kloni iz ženske pa so samo ženske. - lokalna prevlada
- manj potratno kot seme, hitrejša rast
- manjša smrtnost ramet
- daljša življenjska doba ramet
Kakšne so prednosti, če ima rastlina obe vrsti razmnoževanja?
- večji fitnes: preživi dele sezone, ki so neugodni, mlada rastlina je večja in močnejša od kalice, ki bi nastala s semenom
- ojačano je spolno razmnoževanje: ojača prisotnost, kjer je še materinska rastlina, že najmanjši delež spolnega razmnoževanja predstavlja veliko prednost v sicer klonalnem razmnoževalnem krogu rastline.
Rastline, ki posedujejo obe možnosti razmnoževanja, se lahko izmenično spolno ali klonalno razmnožujeta oz. lahko delež določenega razmnoževanja prilagajajo dejavnikom okolja ali gostoti osebkov.
Vodna solata, nespolno razmnoževanje.
Po drugi strani nespolno razmnoževanja omogoča lokalno prevlado rastišča s hitrim
stranskim razraščanjem. Nekatere vrste trav npr. trst (Phragmites australis), vodna leča (Lemna sp.), vodna solata (Pistia stratiotes) lahko pokrivajo površine velike
kvadratne kilometre.
V primerjavi s semeni je nespolno razmnoževanje manj potratno kot tvorba semen, ramete hitreje priraščajo, imajo boljše preživetje in daljšo življenjsko dobo kot kalice, ki bi se razvile iz semena.
Vodna solata:
- hitra klonalna rast
- prosto plavajoča rastlina, ki prevzema nutriente iz vode
- vsako leto znova poraste vse, izjemno hitra porast
- klonalnost ni brez rizikov: senca, da na dnu ni možnosti za rastlino, škodljivec (smrtnost je lahko zelo visoka), mutacije se lahko razširijo po vseh klonih.
Kaj določa življenjski cikel rastlin?
- velikost rastline ob kateri se prične razmnoževanje
- pogostost in enakomernost reprodukcije
- količino virov, ki jih lahko rastlina prerazporedi med različnimi procesi (npr. med rastjo in razmnoževanjem)
- masa in število semen
Kaj je razmnoževalna strategija?
Naravni izbor določa razmnoževalno strategijo vsake vrste.
Gre za skupino nekih morfološko-funkcionalnih značilnosti, ki omogočajo rastlini preživetje in prenos genov v naslednjo generacijo.
Ker je virov za življenje rastlin končno mnogo, je rastlina prisiljena vire prerazporejati.
Osnovno pravilo je, da vir, razporejen za določeno funkcijo, ne more biti razporejen za drugo. Takšno prerazporejanje deluje na principu tehtnice – pretehtanje (ang. trade-off).
Najbolj očiten primer je kompromis med velikostjo semen in številom semen. Teoretično bi lahko rastlina proizvedla več in večja semena z razporejanjem več virov v razmnoževanje, toda v realnosti se izkaže, da v prerazporejanju virov v razmnoževanje ni velikih razlik med vrstami in da obstaja obratno sorazmerje med velikostjo in številčnostjo semen: veliko malih semen ali malo velikih semen.
Opiši kaj vpliva na kompromis med velikostjo in številčnostjo semen.
Na kompromis med velikostjo in številčnostjo semen vpliva tudi habitat. V motenih habitatih imajo rastline več semen.
Poleg tega imajo manjša semena sicer tudi manjša semena v naslednji generaciji, velika semena imajo velika semena v naslednji generaciji, vendar ostane pravilo o prerazporejanju enako: več majhnih semen, manj velikih.
To velja tudi, če sejemo samo velika semena – v naslednji generaciji nastane razmerje veliko malih, malo velikih semen.
Ali lahko rastline ubežijo kompromisu med maso in številom semen?
Raziskave sugerirajo, da se lahko razmerje med maso in številom spremeni s spremembo kemične sestave semen npr. da se namesto ogljikovih hidratov tvorijo maščobe – olja kot rezervne snovi za embrio.
Večina semen vsebuje lipide. Vendar je sinteza lipidov energetsko potratnejša kot sinteza ogljikovih hidratov in proteinov. Ker maščobe dajejo 2x toliko energije kot ogljikovi hidrati, je lahko seme za polovico lažje, če so založne snovi maščobe.
Če bi ta teorija držala, bi verjetno lahko pričakovali lahka semena z lipidi med semeni, ki jih raznaša veter (anemohorna semena). Lažja semena se bolje raznašajo kot težja, a morfološko podobna. Ko so poskušali slednje dokazati, se je izkazalo, da je dokaz težko pridobiti, saj so med vrstami s takimi semeni v preveliki meri zastopane predstavnice družine nebinovk (Asteraceae), ki imajo taka semena ne glede na disperzijo, in je tako filogenetski signal premočan.
Opiši idejo kompromisa med vitalnimi funkcijami, ki je zajeta v načelu prerazporejanja (alokacije). Opiši strategije preživetja rastlin.
Vsak organizem ima v svojem okolju na razpolago končno mnogo virov (resursov) v obliki energije in nutrientov. Zato vsak organizem resurse, ki so na voljo, razporeja čim bolj optimalno med posameznimi življenjskimi aktivnostmi kot so rast, obramba in razmnoževanje tako, da se poveča njegova sposobnost preživetja.
Razporejanje resursov je alokacija (angl. allocation). Alokacija v razmnoževanje ni enakomerno razporejena, saj rastlina različno mnogo vlaga v različne cvetove in plodove, pri čemer se mnogo vložka v razmnoževanje izgubi, ko rastlina selektivno odvrže cvetove, plodove in ko prihaja do kompeticije med potomci.
Alokacija je osnova za različne strategije preživetja. Za čim boljši izkoristek danosti habitata so rastline pridobile mnogo specializiranih morfološko – fizioloških znakov, ki jih lahko združujemo v skupine značilnih lastnosti, ki omogočajo določeno ekološko strategijo preživetja rastlin CSR. Rastline s temi lastnostmi združujemo v funkcionalne skupine.
Ločimo tri osnovne strategije in njihove prehode glede na dejavnike okolja, ki prevladujejo na rastišču:
a) tekmovanje,
b) stres – dejavniki, ki omejujejo
produkcijo biomase,
c) motnja – dejavniki, ki uničujejo biomaso.
Osnovne strategije so kompetitorji, toleratorji stresa in ruderalne vrste. Določitev strategije CSR temelji na funkcionalnih znakih rastline, ki jih lahko preprosto izmerimo npr. višina rastline, čas in trajanje cvetenja.
Opiši alokacijo na primeru hladinovke.
Alokacijske trende med posameznimi opazovanimi znaki pojasnimo s pomočjo biologije vrste. Povezave med morfološko – fiziološkimi znaki lahko strnemo v hipotetični model. Slika na pptju prikazuje hipotetični model za hladnikovko (Hladnikia pastinacifolia) predstavlja.
Rastlina, ki je prezimila, prične rasti s pomočjo hranil alociranih v koreniki, ki predstavlja glavni založni organ. S premerom korenike sta pozitivno korelirana premer listne rozete in dolžina lista. Dolžina lista določa premer listne rozete, vendar je premer rozete hkrati tudi ocena števila listov. Premer listne rozete je pozitivno koreliran z višino rastline. Podatek za višino rastline je bil mnogokrat tudi dolžina peclja kobula, kadar je bil kobul najvišje ležeč organ rastline. Višina rastline je korelirana s premerom kobula in številom kobulčkov, ti pa določajo število plodov.
Pojasni naslednjo trditev, alokacija v razmnoževanje je pogojena z disturbanco habitata.
Alokacija v razmnoževanje je pogojena s frekvenco motnje (disturbance) v habitatu.
Kadar so motnje pogoste, se pojavlja nesklenjena ruša z mestoma razgrnjenimi tlemi, ki predstavlja priložnost za kalice.
Ob pogostih motnjah je smrtnost odvisna od gostote osebkov in je najvišja pri odraslih osebkih.
V takih razmerah je selekcija naklonjena zgodnjemu začetku razmnoževanja in organizmom s kratkim življenjskim ciklom ter monokarpnosti (enkratno plodenje v življenju).
Kadar so motnje redke, se lahko razvije strnjena vegetacija in stabilna združba.
Ob redkih motnjah je večja smrtnost v zgodnjih fazah razvoja rastlin.
Selekcija je naklonjena trajnicam in velikim rastlinam, ki vlagajo v kompeticijo in večkratno plodenje.
Oba primera predstavljata dva ekstrema r-K kontinuuma.
Opiši monokarpne rastline in polikarpne rastline.
Življenjski cikel rastline je odvisen od tveganja, pri kateri starosti bo rastlina propadla.
Razlikujemo:
- monokarpne rastline, ki plodijo samo enkrat v življenju (enoletnice, dvoletnice, dolgožive rastline),
- polikarpne rastline (trajnice).
Dolgožive monokarpne rastline so redke. Namenijo veliko alokacijo v reprodukcijo, pri čemer so se rezerve dolgo zbirale.
Trajnice imajo manjšo letno alokacijo, da se materinska rastlina ne izčrpa preveč.
Starost ob prvem razmnoževanju.
- določa potencialno rast populacije
- že majhen zamik se mora nadomestiti s povečano plodnostjo, npr. zamik za 44% -> 3x povečana plodnost
- minimalna velikost za razmnoževanje
- nutrienti in kompeticija določajo starost ob prvem razmnoževanju
- velikost semen določa produkcijo semen
Opiši primer invazivne vrste luskaste nebine.
Cvetoča rastlina luskaste nebine je v svoji višini zelo variabilna. Analiza tal ni pokazala značilnih razlik v lastnostih tal med rastišči z različno velikimi rastlinami.
Toda značilne razlike v kemični sestavi tal so bile opažene, ko smo primerjali tla poseljena z A. squamatus s tlemi, kjer teh rastlin ni bilo.
Razlike so bile v večji vsebnosti fosforja in v manjšem razmerju C:N ter zelo verjetno tudi v vsebnosti skupnega dušika in cinka. Analiza tal kaže, da vrsta poseljuje z nutrienti bogata tla, in ne omejuje je slanost oz. vsebnost težkih kovin.
Vrsta s hitro razgradnjo svoje biomase prejšnjega leta pognoji svoje rastišče za prihodnje leto.
Je inženirska vrsta, saj tako čez nekaj časa postane rastišče ugodnejše, osebki pa večji, z več semeni.
To je tudi vrsta, ki lahko izkorišča daljše trajanje vegetacijske sezone jeseni, saj njeno cvetenje prekinejo nizke temperature v nasprotju z avtohtonimi vrstami, pri katerih je trajanje cvetenja pogosto omejeno na krajše obdobje v spomladanskem ali poletnem času.
Čeprav cvetijo tako majhne kot velike rastline, so raziskave reproduktivnega potenciala posameznih rastlin pokazale sledeče: število koškov z višino rastline eksponentno narašča. Število plodov na košek je precej stalno, vendar se z višino rastline, ko doseže en meter, število koškov toliko poveča, da take rastline pridelajo do desetkrat več semen. Podatki kažejo, da k invazivnemu potencialu vrste prispeva produkcija semen, ki se enormno poveča, če rastline dosežejo višino nad 1 meter.
Kateri dve naravni strategiji poznamo v naravnih populacijah?
V naravnih populacijah je vsak osebek izpostavljen drugačnim okoljskim razmeram (razlike v razpoložljivosti nutrientov, vode, svetlobe itd.), kar vodi v razlike v količini semen. Delež biomase pa lahko variira tudi fenotipsko.
Tako v naravi najdemo dve prevladujoči strategiji:
a) enoletnice in dvoletnice, ki
imajo veliko variabilnost v velikosti, a je reproduktivna alokacija za posamezno vrsto bolj ali manj konstantna (ne glede na velikost rastline, je odmerjala podoben delež v
razmnoževanje);
b) trajnice, ki imajo manjšo variabilnost v biomasi in je njihova
reproduktivna alokacija obratno sorazmerna z velikostjo rastline. Toda to ni univerzalno pravilo.
Variabilnost obroda.
Za razmnoževalno ekologijo trajnic je pomembna stalnost, enakomernost tvorbe semen.
Semena se tvorijo, ko doseže rastlina minimalno starost ali minimalno višino potrebno za razmnoževanje. Tropska drevesa lahko imajo zaradi klimatskih pogojev brez očitnih sezon majhno variabilnost obroda med leti.
Večinoma pa imajo rastline zelo raznolik obrod med posameznimi leti, še posebej rastline zmernega pasu. Tako v nekaterih letih tvorijo ogromno semen, v nekaterih pa skoraj nič. V takih primerih vsi osebki populacije časovno uskladijo svoje razmnoževanje, kar privede do let z množičnim obrodom (ang. masting).
Časovna uskladitev se lahko zgodi tudi med različnimi vrstami.
Omenjena variabilnost je posledica okoljskih signalov in dostopnosti virov ter je tudi zelo verjetno podedovana. Leta z močnejšim obrodom najdemo pri nekaterih iglavcih, večini širokolistnih listavcev zmernega pasu in pomembnejših predstavnikih družine Dipterocarpaceae.
Kakšne so evolucijske prednosti variabilnosti obroda?
Na prvi pogled se zdi izpad produkcije semen določena leta kot pomanjkljivost, toda pojav ima sledeče evolucijske prednosti:
a) nasititi plenilca semen: zmanjšanje pritiska plenjenja semen – ko je semen malo, jih veliko večino pojedo plenilci in hkrati, kadar je na voljo malo semen, se lahko namnoži le malo plenilcev; zato v letih z močnim obrodom ostane nekaj semena v presežku za obnovitev populacije rastlin in zato praviloma ni dveh zaporednih let z množičnim obrodom, da se plenilci ne namnožijo preveč;
b) večja unčikovitost opraševanja: sinhronizacija razmnoževanja pomeni, da se sočasno tvori več jajčnih celic in več peloda, kar rezultira v večjem deležu oplojenih semen in manjši izgubi nezrelih semen zaradi neoplojenosti;
c) prilagojenost virom: razmnoževanje je tako bolje prilagojeno razpoložljivosti virom – optimalna raba padavin, nutrientov, svetlobe, pri čemer morajo rastline biti sposobne v okolju prepoznati signal ugodnega leta (npr. pri velikem jesenu na obrod vpliva čas olistanja dreves prejšnjega leta);
d) napovedljivost ugodnih razmer - prepoznavanje signalov, ki napovedujejo ugodne razmere za obnovitev materinske rastline, za razvoj in preživetje kalic (npr. cvetenje geofitov po požaru).
Naštej hipoteze o razvoju ekološke strategije z leti velikega obroda in opiši kaj mora veljati, da je strategija uspešna? Kateri dejavniki sprožijo leto množičnega obroda?
Prva predvideva, da se je le-to pričelo kot odziv rastlin na naravno letno variabilnost vremenskih razmer, pri čemer je bila selekcija naklonjena organizmom, ki so se odzvali sinhrono. Pri tem so bili ključni podedovani cikli, ki so bili daljši od 1 leta (supranualni cikli) in hkrati tudi nedovisni od zunanjih dejavnikov.
Po drugi hipotezi je bila osnova prilagojenost vrste na razpoložljive vire, ki je nato evolvirala v posebno reproduktivno strategijo.
Da je strategija množičnega obroda uspešna, mora v združbi veljati sledeče: a) populacije izkazujejo skupni odziv na nek zunanji signal, ki so mu izpostavljene (npr. določen vremenski dogodek) in b) frekvenca pojavljanja mora biti daljša od enega leta, ne sme se pojavljati prepogosto in mora biti v nepravilnih intervalih, da se na dogodek ne morejo prilagodi plenilci semen s svojim razmnoževalnim ciklom. Obrod je omejen, če je bilo prejšnje leto že leto velikega obroda, občasno pa lahko leta množičnega obroda tudi izostanejo.
Najpogosteje je dejavnik, ki sproži leto množičnega obroda, nenavadno visoka ali nizka T v času cvetenja (npr. pri rdečem boru so to visoke temperature). Rečemo lahko, da je temperatura glavni samostojni dejavnik. Torej je zelo aktualno vprašanje: »Kaj pomeni to ob dejstvu globalnega segrevanja?«
Strošek razmnoževanja.
Teorija o kompromisu prerazporejanja virov pomeni, da določena faza razmnoževanja predstavlja za rastlino strošek, ki se odraža na tri načine:
a) zmanjšanje vegetativne rasti starševske rastline,
b) zmanjšanje bodoče reproduktivne sposobnosti
c) zmanjšana možnost preživetja.
Zaradi naštetega opažamo pri rastlinah kompromis med spolnim razmnoževanjem in vegetativno rastjo. Zelo očiten je kompromis pri dvoletnicah, ki prvo leto tvorijo le vegetativno biomaso, cvetijo in plodijo pa šele naslednje leto. Taka primera sta tanjša branika pri duglaziji naslednje leto ali dve po tistem, ko tvori semena in produkcija plodov, ki je negativno korelirana s povprečjem predhodnih treh let, pri borovnici.
Obstaja tudi kompromis med trenutno (letošnjo) in bodočo plodnostjo, kot kaže poskus z gozdno krvomočnico (Geranium sylvaticum), kjer so rastlinam odstranjevali stigme in tako rastlinam preprečili letošnje plodenje. To je povečalo verjetnost njihovega cvetenja prihodnje leto v primerjavi s tistimi rastlinami, ki so imele možnost ploditi lani.
Največjo ceno razmnoževanja pa zagotovo predstavlja propad materinske rastline, kar je običajno za monokarpne rastline. Pri monokarpni hladnikovki se alokacija v plodove prične takoj, ko odcveti glavni kobul (slika 14). Prično se sušiti pritlični listi, zoreče plodove pa prehranjujejo rezervna hranila nakopičena v koreniki. Rastlina nato propade.
Tudi nekatere ženske rastline dvodomnih trajnic imajo krajšo življenjsko dobo zaradi trošenja virov med razmnoževanjem. Tak primer je dvodomna palma Lodoicea maldivica – rastlina z največjim semenom.
Opiši alokacijo v razmnoževanju.
Alokacija v razmnoževanje predstavlja delež vseh virov, ki jih rastlina nameni razmnoževanju oz. razmnoževalnim strukturam. Alokacija je potrebna za njihovo tvorbo in ohranjanje, zato so praviloma mladi organi zeleni in tako sposobni lastne asimilacije.
Alokacijo v razmnoževanje razumemo jo kot delež biomase, ki se prerazporedi v cvetove (npr. pelod, nektar, venčni listi, prašniki,…), plodove in pripadajoče strukture (npr. peclji cvetov, čašni listi, ovršni listi,…). Ocena alokacije v razmnoževanje je za enoletnice in monokarpne rastline enostavno določljiva kot razmerje med suho maso reproduktivnih struktur in suho maso cele plodeče rastline. Ocena za dolgožive trajnice grmi in drevesa je težavnejša (npr. 32% alokacije tekom življenja palme Astrocaryum je namenjene razmnoževanju).
Opiši velikost (maso) semena in njihovo število.
Rastline prerazporedijo relativno fiksen delež virov v semena, zato pride do kompromisa med velikostjo semen in številom semen.
Globalno gledano obstajajo razlike 10-ih velikostnih razredov v masi semen, pri čemer je masa semen znotraj vrste precej konstantna.
Razlog za slednje je naravni izbor – selekcija, ki prinaša razlike med vrstami, a hkrati stabilizira njihovo maso znotraj vrste. Namreč osebki, ki proizvedejo semena, ki odstopajo od optimalne velikosti, imajo zmanjšan fitnes in posledično preživetje. Tako je tudi omogočena alokacija v reprodukcijo kot kompromis med velikostjo in številom.
Ker, kot zapisano, rastline prerazporedijo relativno fiksen delež virov v semena lahko predpostavimo, da je fitnes vsakega semena neka rastoča funkcija starševskega vlaganja (investicije) v to seme. Najpreprostejši model torej predpostavlja: večja semena – boljši fitnes. Vendar se optimalna („želena“) velikost semena razlikuje, če na velikost pogledamo z zornega kota materinske rastline ali z zornega kota semena – potomca. Potomec bo imel z večjim semenom večji fitnes, materinska rastlina pa bo z velikimi semeni izgubljala veliko virov za alokacijo v razmnoževanje in si s tem zmanjševala fitnes.
Opiši model konflikta optimalne mase semena.
Model konflikta optimalne mase semena (Slika ppt) ima tri predpostavke:
* večja semena – večje preživetje,
* optimalna masa semena za materinsko rastlino: točka A; f(x)/x,
* optimalna masa semena za potomce: točka C; rf(x)/x, pri čemer je r koeficient sorodnosti med embrii v kompeticiji.
Z vidika materinske rastline je pomemben naklon premice skozi točko A, saj je v tej točki iztržek fitnesa na enoto vlaganja materinske rastline v nastanek semena maksimalen. Če rastlina vloži 3x več, je fitnes zgolj 1x večji.
Če selekcija maksimizira število preživelih potomcev, se zdi, da bi prednost predstavljala čim večja produkcija semen. Toda, če večja semena lažje preživijo neugodne razmere, potem predvidevamo, da večja verjetnost preživetja velikih semen, nadoknadi njihovo malo število.
Takšne hipoteze najlažje preverjamo vzdolž ekoloških gradientov, kjer se okoljski dejavniki zvezno spreminjajo. Preverimo, kako se spreminja velikost semen vzdolž ekološkega gradienta sence in suše, torej prehod iz travnika v gozd v sekundarni sukcesiji (Slika 16), ki kaže na negativno povezavo mase semen in suše.
Opiši probleme modela konflikta optimalne mase.
Zahtevane okoljske razmere odraslih rastlin in semen so lahko različne (npr. semena dreves vzklijejo samo, če je nekje prišlo do motnje ali semena v puščavi vzklijejo le v deževni dobi ipd.) ter prikrit obstoj korelacije med sorodnimi vrstami t. i. prikriti filogenetski signal oz. obtežitev. Ko upoštevamo filogenijo, ni več povezave med sušo in maso semen, ostane pa še povezava s senco.
