Škornik Flashcards
Razložite, kaj pomeni trditev, da so vse rastline potencialno klonale.
To pomeni, da imajo rastline skozi celoten življenjski cikel prisotne meristemske celice, ki omogočajo tvorbo novih tkiv in ker so rastline modularne oz. sestavljene (vsako tkivo za svojo funkcijo) jim ti dve lastnosti omogočita nastanek novih klonalnih rastlin (ki se lahko ločijo od materinske rastline).
V katerih habitatih so klonalne rastline še posebej pogosto zastopane? Zakaj ravno tam?
Najpogosteje se pojavljajo v habitatih, ki so neprimerni za spolno razmnoževanje. To so habitati, ki imajo pogosto prisotne motnje. To so habitati s kratko vegetacijso sezono (seme nima dovolj časa, da bi vzklilo oz. se ustvarilo), habitati v kasnejših stadijih sukcesije (v prvih fazah prevladujejo enoletnice – niso klonalne) in v vodnih habitatih. Primeri takšnih habitatov so bogati gorski pašniki in skalnati predeli (višje nadmorske višine) in vodni oz. obvodni habitati.
Oblika rasti.
Ramets: posamezne enote (moduli) geneta, ki so lahko med seboj fizično ločeni in so genetsko identični; razvoj direktno iz meristemskega tkiva.
Genet: osebek, osebki (kloni), ki izvirajo iz iste zigote in so genetsko identični
Opišite strategijo preživetja visokogorske rastline, vrbovca Epilobium fleischeri.
Za večino rastlin je visokogorski habitat ekstrem in tega ne bi preživele. Epilobium fleischeri uporablja strategijo spolnega in nespolnega razmnoževanja. Pri spolnem razmnoževanju ustvari semena, ki jih raznaša veter, da kolonizira nova in varna območja za rast in razvoj. Na območjih, kjer so ugodni pogoji kali in se razvije. Nato sledi nespolno razmnoževanje, pri katerem raste in se vegetativno razmnožuje in ustvarja klone. Po kolonizaciji novega območja, pa se posveti k rasti in razvoju koreninskega sistema in nadzemeljskega sistema, da lahko ponovno ponovi strategijo.
Strategija preživetja:
1) Kolonizacija “varnih območij” s semeni → zagrnjena ruša omogoča večjo možnost preživetja semen, zato so to ugodni pogoji za njihovo kalitev in razvoj kalice
2) Kolonizacija novih območij s klonalno rastjo → rastlina osvoji območje, ki je prazno. Na horizontalnih koreninah tvori nove poganjke in brste.
3) Rast in obstoj rastline
Razložite, zakaj so klonalne rastline tako pogoste v vodnih in obvodnih habitatih?
Klonalne rastline se pogosto pojavljajo v habitiatih, ki imajo pogosto prisotne motnje ali imajo kratko vegetacijsko obdobje ali pa v poznejših fazah primarne in sekudnarne sukcesije. Vodni habitati so zelo dober medij za raznašanje. Ko se neka rastlina vodnega ali obvodnega habitata vegetativno razmnožuje lahko tega klona vodni habitat odnese na novo območje, kjer se ta začne širit. Primer je veja krhke vrbe, ki jo reka lahko odnese in se iz nje razvije nova rastlina. Prav tako se tako dobro razširjajo invazivne rastline.
Obstaja več klasifikacij rastlin na osnovi klonalnih značilnosti. Kdo sta avtorja najbolj uporabljene klasifikacije in koliko tipov klonalnih rastlin sta opredelila?
Najbolj znana avtorja sta Leoš Klimeš in Jitka Klimešova, opredelila sta 17 morfoloških tipov rastlin:
- VODORAVNO ZAKORENINJAJOČE SE STEBLO (najpogosteje, pritlike in stoloni – trapa natans)
- TURIONI (značilno za vodne rastline – vršiček preživi zimo, rastlina propade, ta pade v mulj in naslednjo sezono na novo zraste)
- ZARODNI BRSTIČI (stebelni gomolj) – brstična konopnica, allium
- RASTLINICE VEGETATIVNEGA IZVORA oz. PLANTLETS (tvorbe, ki nastanejo na mostu socvetja, odpadejo in se zakoreninijo)
- DELI RASTLINE (FRAGMENTI) STEBELJNEGA IZVORA (rastlina razpade in se razkosa, iz teh koščkov nastane nova rastlina – nekatere vodne – račja zel)
- RASTLINA, KI IMA MOČNO REDUCIRANO TELO (BUDDING PLANT) – vodna leča
- KORENINSKI GOMOLJI NA TLEH OZ. NAD TLEMI (lahko tudi rezervna hrana – spomladanska lopatica)
- TVORBA ADVENTIVNIH BRSTOV NA LISTIH – konopljica, travniška penuša
- NADZEMNA KORENIKA (je stebeljnega izvora in je delno zakopana, po večini pri rastlinah, ki živijo na motenih območjih) – alpska kislica?, planika
- PODZEMNA KORENIKA (dolge razdalje kolenc, za daljše razdalje in hitro za nova okolja – preslica, rman, podlesna vetrnica)
- RASTLINE Z GOMOLJEM, KI SE LAHKO DELI (TUBER-SPLITTERS) (tkivo na sredini propade in čebulica se loči na dve – petelinčki/corydalis)
- STEBELJNI GOMOLJ – krompir, jesenski podlesek
- ČEBULA (skrajšano steblo, je založni organ – zvonček, čopasta hrušica, allium)
- RASTLINE Z GLAVNO KORENINO, KI SE LAHKO DELI (ROOT-SPLITTERS) (korenina znotraj propade in se razdeli na več delov – nove rastline – regrat, velikonočnica)
- NADOMESTNI BRSTI NA KORENINAH (na korenini speči brsti, ko se glavna rastlina poškoduje, začnejo rasti – navadna madronščica)
- PODZEMNI KORENINSKI GOMOLJI (eno leto raste en, propade, vmes raste novi in se menjata – kukavičevke)
- GOMOLJI NA KONCU NADZEMNEGA STEBELJSKEGA POGANJKA – robide
Opomba: Na izpitu boste dobili slike različnih običajnih in splošno poznanih rastlin –
potrebno bo opredeliti kateremu tipu klonalnih rastlin pripadajo. Primeri na ppt.
Razložite, kaj so to FALANGISTI in GVERILCI oz.falanga/gverila tip klonalne rastline.
Falangisti so počasi rastoči in poganjki rastejo na kratkih razdaljah, tako da so blizu skupaj in izgledajo kot eno osebek (nanaša na grške vojake). Primer je šopasta razrast trave (Festuca orthophylla)
Gverilci so hitro rastoče rastline, ki se širijo na daljše razdalje. Primer je Agrostis canina.
Včasih lahko pri ISTI rastlini najdemo oba tipa rasti, njun pojav pa je odvisen od okoljskih pogojev, kot sta prisotnost hranil ali dostopnost svetlobe.
Obe strategiji rasti sta izjemnega pomena za ekologijo in evolucijo populacij klonalnih rastlin. Gverila tip strategije rastlinam omogoča, da pobegnejo iz manj ugodnih zaplat/rastišč, kjer je raven virov nizka ali kjer je konkurenčni stres velik, medtem ko falanga tip strategije rastlinam omogoča, da še naprej vztrajajo na ali pa da ohranijo ugodne zaplate rastišč. Zato je gverilski tip rasti zelo pogost v zgodnjih sukcesijskih fazah in v heterogenih habitatih, medtem ko je falanga tip bolj pogost v poznih sukcesijskih fazah in v homogenih, predvidljivih habitatih.
Kakšne so prednosti klonalnih rastlin?
- Strategaija iskanja hrane
- Izmenjava snovi in delitev dela med poganjki
- Zmanjšan vpliv herbivorije na rastlino
- Kompeticijske in stres-tolerantne sposobnosti
Razložite (na primeru) strategijo iskanja hrane (foraging strategy) klonalnih rastlin.
Bršljanasta grenkuljica.
Klonalne rastline, kakršna je npr. bršljanasta grenkuljica (Glechoma hederacea), z iskanjem hrane, oportunistično raziskujejo fragmentirane habitate v svoji okolici. Glavna funkcija klonalne rasti takšnih rastlin pa je sposobnost širjenja lateralno oz. vstran. Izraz strategija iskanje hrana pomeni, da so rastline sposobne selektivno nameščati svoje ramete v ugodne zaplate ter zmanjševati svojo rast na slabih.
Rastlina s to strategijo rastlina v ugodnih okoljih odraža zmanjšano dolžino rizoma ali stolona in/ali povečano klonalno razvejanost.
Na primeru Carex humilis, ki je s svojimi pritlikami bolj dolgo povezan, raziskuje in usmerja svoje pritlike v smeri večih hranil oz. več vode in se širi v tisto smer.
Razložite (na primeru) strategijo izmenjave snovi in delitve dela med poganjki pri klonalnih rastlinah.
Naravni habitati so glede na svojo kakovost neenakovredni.
Strukture klonalnih rastlin, namenjene pridobivanju virov, pogosto zasedajo mesta, ki se med seboj razlikujejo po kakovosti. Zato lahko pri klonalnih rastlinah v procesu pridobivanja virov, opazimo pojav delitve dela, ki se odraža kot specializacija v morfologiji in fiziologiji ramet.
Omenjen pojav poveča možnost pridobivanja posameznega vira na mestih, kjer je tega vira največ, čemur sledi fiziološka integracija, ki vire znotraj rast. klona prerazporedi z mest pridobitve na tiste dele, kjer je teh virov premalo.
Šaš/Carex bigelowii – mladi poganjki vršijo proces fotosinteze in pošiljajo starim poganjkom produkte fotosinteze, stari poganjki pa črpajo več vode in mineralnih snovi in te pošiljajo mladim poganjkom.
Petoprsniki – tisti, ki rastejo na sončnih legah vršijo proces fotosinteze in pošiljajo produkte k tistim delom, ki rastejo na senčnih legah. Ti pa črpajo več vode in jo pošiljajo nazaj.
Na osnovi spodnjega grafa razložite rezultate poskusa o izmenjavi snovi in delitvi dela med poganjki šaša Carex bigelowii.
Šaš/Carex bigelowii – mladi poganjki vršijo proces fotosinteze in pošiljajo starim poganjkom produkte fotosinteze, stari poganjki pa črpajo več vode in mineralnih snovi in te pošiljajo mladim poganjkom.
Predstavite enega izmed konfliktov (trade-off), ki nastane zaradi dejstva, da se rastline hkrati razmnožujejo spolno in vegetativno.
Rastlina ima omejeno količino energije in hranilnih snovi, zato ne more v nedogled in brez prestanka vršiti spolno in vegetativno razmnoževanje, vendar mora sprejemati kompromise oz. določiti strategijo na podlagi notranjega in zunanjega okolja. Če rastlina ustvari spolne strukture, ne bo dovolj meristema za nastanek klonov in mora vire prerazporejati oz. alocirati.
Večina klonalnih rastlin ima zmožnost tako spolnega razmnoževanja kot tudi klonalnega (nespolnega oz. vegetativnega) razmnoževanja. Oba načina razmnoževanja prispevata k obstanku populacij klonalnih rastlin. Medtem, ko spolno razmnoževanje omogoča širjenje rastlin oz. njihovih semen na dolge razdalje, zmanjšuje lokalno znotrajvrstno kompeticijo in zagotavlja genetsko raznolikost, pa vegetativno razmnoževanje prispeva predvsem k lokalni rasti populacij in višji odpornosti rastlin na herbivore, sušo in druge stresne dejavnike.
Med obdobjem razmnoževanja klonalne rastline med omenjena načina razmnoževanja alocirajo oz. prerazporejajo vire, ki prihajajo iz nabora vseh virov, ki so na voljo rastlini. Na to dodeljevanje virov med obema načinoma razmnoževanja vplivajo različni biološki dejavniki (npr. velikost rastline in starost populacije) ter abiotske spremenljivke ( npr. raven hranil in sukcesijski status).
Teoretično ima obsežnejša alokacija virov v eno funkcijo za posledico manjšo alokacijo virov v drugo funkcijo. Gre za ti. kompromise med vegetativnim in spolnim razmnoževanjem, katere je možno opaziti pri različnih klonalnih rastlinskih vrstah.
Razložite, kje so vzroki, da imamo pri klonalnih rastlinah več samooprašitve kot pri neklonalnih rastlinah.
Vzroki za samooprašitev so velikost in oblika klona oz. sama zgradba klona. Ker rastlina ustvari klone relativno blizu materinske rastline, lahko pride velikokrat do samooprašitve v času cvetenja, saj je velika možnost, da je oprašena rastlina klon.
Klonalna rast spreminja prostorsko razporeditev cvetov in socvetij, kar vpliva na vzorce prenosa cvetnega prahu ter stopnjo samoopraševanja z geitonogamijo (tj. prenos cvetnega prahu med cvetovi iste rastline).
Klonalnost omogoča ohranjanje in razmnoževanje genotipa v okoljih z omejeno razpoložljivostjo opraševalcev ali spolnih partnerjev. S tem se zmanjšuje selektivni pritisk, kar pa vpliva na manjši uspeh avto-inkompatibilnosti (avtosterilnosti; ang. self-incompatibility).
Razložite vzroke za ugotovljeno drastično zmanjšano tvorbo plodov in semen, kljub bogatemu cvetenju, pri klonalni rastlinski vrsti severna linejka (Linnea borealis).
Zaradi ljudi, je prišlo do fragmentacije združb severne linejke. Ker so bile ločene, jih ni mogel oprašit noben opraševalec, kljub močnemu cvetenju. Tako se te ločene združbe razmnožujejo le vegetativno s pritlikami.
- za razmnoževalni uspeh je ključna bližina kompatibilnega partnerja → za linejevko je značilna visoka avto-inkompatibilnost, glede njenih opraševalcev pa so opazili, da so učinkoviti, ampak oprašujejo predvsem na kratke razdalje (v študijah je bilo poudarjeno, da poleg tega, da mora biti v populaciji dovolj veliko število genetov, ti za učinkovit prenos peloda ne smejo biti preveč oddaljeni med seboj)
- večji kot je klon, večja je verjetnost, da ima posamezen cvet v razdalji, ki še omogoča opraševanje, cvet istega osebka → zato geitonogamija (samoopraševanje iz drugega cveta istega osebka) skoraj neizogibna (zaradi mehanizmov, ki preprečujejo samooploditev, potem ne pride do razvoja plodu)
- samoopraševanje pogosto privede do inbridne depresije, ki se kaže tudi v zmanjšani kvaliteti oz. kaljivosti semen
- razkropljena razrast linejevke po rastišču potencialno predstavlja razlog za nizek uspeh produkcije plodov, saj so si nekatere zaplate, ki so potencialno lahko genetsko različni osebki, preveč oddaljene za uspešen prenos peloda
Predstavili smo nekaj primerov rastlinskih vrst, ki lahko dosežejo visoko starost. Navedite kakšen primer takšne rastline in poimenujete metodo(e), s katerimi lahko ugotavljamo starost teh rastlin.
Navadna smreka saj naj bi bil najstarejši genet star med 10000-12000 let. Molekularni markerji, morfološka in rastna analiza krogov - letnic, dendrokronološke analize, herb-kronologija.
Kako bi laiku na razumljiv način razložili dejstvo, da obstajajo rastline, katerih starost je ocenjena na 1000 let in več?
Odgovor na to vprašanje se skriva v razumevanju genetike in ne samo dendrologije. Starost klonalnih rastlin je določena z različnimi metodami: štetje letnic (dendrokronološke analize), molekularni markerji, DNA fingerprintingi…
- eden od ključnih dejavnikov za dolgo življenje so dolgožive meristemske celice, ki so ključne za kontinuirano nastajanje novih celic.
- drugi ključni dejavnik za izjemno dolgo življenje je ti. “modularni razvoj”. Nadzemni del rastline je sestavljen iz naslednjih modulov: stebla, listov in brstov, ki vsi posedujejo potencialno rastno središče ali meristem. Nekako enako je s podzemnimi deli rastline, saj koreninski sistem vedno znova tvori nove koreninske razvejitve
- tretji ključni dejavnik za morebitno nesmrtnost je dormanca, sposobnost nekaterih živih organizmov, da začasno ustavijo ali močno zmanjšajo rast in presnovno aktivnost.
Zakaj veljajo rastlinske skupnosti (združbe) z velikim deležem klonalnih rastlin za tiste, ki vzdržujejo stabilnost in plastičnost ekosistemov?
Klonalne rastline vzdržujejo enake/podobne razmere v habitatih, ki jih kreirajo populacije same, z uravnovešenim kroženjem nutrientov in z izboljšano rekolonizacijo po motnjah.
Klonalne rastline upočasnjujejo vegetacijske spremembe, ki nastopijo kot posledica klimatskih sprememb.
Klonalna rast ima številne ekološke prednosti, kot so: sposobnost širjenja rametov na območja z optimalnejšimi razmerami (svetloba, voda, hranila), sposobnost izmenjave snovi in delitve dela med rameti, porazdelitev tveganja za poškodbo ali smrti ter hitrejša kolonizacija novih območij… Za razliko od semen, rameti niso dormantni in serelativno hitro razmnožujejo, kar se lahko šteje tudi za evolucijsko prednost.
Klonalna rast torej omogoča razmnoževanje, optimalno izkoriščanje virov in povečevanje fitnesa ter obstojnosti vrst – rastline so potencialno neumrljive. Klonalne rastlinske vrste pogosto najdemo v območjih, neprimernih za spolno razmnoževanje in kalitev semen (npr. hude motnje, kratke vegetacijske sezone, pomanjkanje hranil), v kasnejših fazah primarne in sekundarne sukcesije ter v vodnih habitatih.
Primer: ekosistem alpske trate in resave
Kateri pogoji morajo biti izpolnjeni, da lahko rastlino označimo kot parazitsko rastlino na drugi zeleni rastlini?
Da rastlino lahko okličemo kot parazitsko, more ta prodirat v živo tkivo druge rastline in iz nje črpat del ali pa vse potrebne snovi za rast in razvoj. Prav tako z gostiteljsko rastlino vzpovstavi fiziološki most v obliki havstorija in so heterotrofne.
- rastlina je kritosemenka oz. cvetnica
- rastlina prodira v živo tkivo druge rastline in iz nje črpa del ali vse potrebne snovi za rast in razvoj.
- prava parazitska rastlina ima haustorij - tj. specializiran organ, ki prodre v gostiteljsko rastlino in med rastlinama tvori žilno/vaskularno povezavo.
- so brez klorofila in sposobnosti fotosintetiziranja
Tipi parazitskih rastlin.
HEMIPARAZITI – fotoavtotrofni, imajo klorofil, potrebujejo vodo in mineralne snovi
HOLOPARAZITI – ne vršijo procesa fotosinteze, so brez klorofila. Potrebujejo vodo, fotosintetske produkte in mineralne snovi.
FAKULTATIVNI - dopolnilni
OBVEZNI – nujno rabijo gostitelja
Naštejte nekaj primerov navideznih parazitskih rastlin na drugih zelenih rastlinah.
- EPIFITI: lahko rastejo na drugi rastlini, vendar ne predrejo v njene prevajalne dele in od nje ne črpajo snovi za preživetje. Orhideje, praproti, kaktusi, mahovi. Primer: ficus aurea (lahko zaduši rastlino), bršljan.
- MIKO-HETEROTROFI: Ta rastlina je povezana z MIKORIZNO GLIVO, od katere črpa vse potrebne snovi, ta MIKORIZNA GLIVA pa je povezana z ZELENO RASTLINO, od katere črpa neke fotosintetske produkte. Primer: rjava gnezdovnica,
- MESOJEDE RASTLINE
