Biologia zapylania roślin

Edukacja
środowiskowa
Ćwiczenie I
Rozmnażanie roślin kwiatowych
jest „kłopotliwe”:
• Osobniki są nieruchome i wymagają
zewnętrznych przenośników pyłku.
• Większość roślin jest hermafrodytyczna, co może
prowadzić do samozapylenia.
• Zważywszy modularną budowę roślin, produkcja
gamet musi odbywać się w rozmaitych
kombinacjach czasowych i przestrzennych.
Kwiat okrytozalążkowych
Pręcik
Płatek
korony
Działka kielicha
Dno kwiatowe
Słupek górny
Budowa kwiatu
główka
pylnik
łącznik
znamię
szyjka
nitka
PRĘCIK
zalążnia
SŁUPEK
Lilium sp.
Ophrys sp.
Kwiaty
jednopłciowe
Begonia sp.
Dlaczego owady (zwierzęta)
odwiedzają kwiaty?
•
•
•
poszukują pożywienia
poszukują miejsca do złożenia jaj
poszukują partnera płciowego
Najważniejsze grupy owadów
zapylających kwiaty
• Hymenoptera (błonkówki)
• Diptera (muchówki)
• Coleoptera (chrząszcze)
• Lepidoptera (motyle)
Syrphidae
Główne grupy zapylaczy
(Europa)
60%
40%
20%
Inne
Mo tyle
Chrząs zc ze
Muc hó wki
Bło nkó wki
0%
(Knuth 1898-1905)
Główne grupy zapylaczy
(rośliny uprawne - świat)
80%
60%
40%
20%
Mo tyle
Ptaki
Chrząs zc ze
Os y
Nie to pe rze
Muc hó wki
Ps zc zo ły
0%
(Buchmann & Nabhan 1996)
Prymitywne owady odwiedzające kwiaty
• Thysanoptera (przylżeńce)
• Hemiptera (pluskwiaki)
• Mecoptera (wojsiłki)
• Dermaptera (skorki)
• Isoptera (termity)
• Neuroptera (sieciarki)
Co przywabia owady do
kwiatów?
•
•
•
•
•
wielkość kwiatu
jego kolor
wzór kwiatowy (symetria okwiatu)
zapach
ruch części okwiatu
Nagrody i atraktanty kwiatowe
Nagrody
(atraktanty I-rzędowe)
• pożywienie (nektar,
pyłek, etc.)
• miejsce kopulacji i/lub
złożenia jaj
Atraktanty II-rzędowe
• bodźce wzrokowe
• bodźce węchowe
• bodźce słuchowe
Składniki nektaru (za Kearns & Inouye 1993)
Monosacharydy
fruktoza
glukoza
Disacharydy
sacharoza
Oligosacharydy
maltoza
melezytoza
rafinoza
melibioza
Aminokwasy
Białka
Enzymy
Transfruktozydazy
Transglukozydazy
Lipidy
Fenole
Glikozydy
Cząstki
nieorganiczne
Alkaloidy
Tiamina
Ryboflawina
Kwas nikotynowy
Kwas pantotenowy
Pirydoksyna
Biotyna
Kwas foliowy
Mezoinozytol
Kwasy organiczne
Alantoina
Kwas alantoinowy
Dekstryna
Coś na ząb...
Calycanthus
floribundus:
ciałka jadalne na
końcach pręcików
peonia-slid
Kwiaty olejodajne Malpighiaceae
Malpighiaceae
Storczyki i pszczoły Euglossinii
Yucca, Ficus
Ficus carica
Yucca sp.
Oszustwa: Campanula - Cephalanthera
•
•
•
•
kształt kwiatów
kolor
czas kwitnienia
sympatryczne
występowanie
Ophrys sphegodes
Atraktanty
• bodźce wzrokowe
• bodźce węchowe
• bodźce słuchowe
Barwy kwiatowe
• antocyjany (błękity, fiolety,
niektóre czerwienie
• karotenoidy (żółcie,
pomarańcze, bliska czerwień)
• flawony i flawonole (biel,
UV, żółcie)
• betaksantyny
• kwiaty białe
Plamki kierunkowe
Symetria kwiatów
Trzeci wymiar
Liście powabniowe u Euphorbia
i Tillandsia
cyathium
(kwiatostan)
liść powabniowy
wielkość kwiatów/ kwiatostanów
Apiaceae-slid (Astydamia)
Żerowanie na pionowych kwiatostanach
(Wyatt 1983)
Droga pokonywana przez niektóre błonkówki na pionowych kwiatostanach
Proporcja nasion samopylnych
Eichhornia
paniculata
0,4
Harder & Barrett 1995.
Nature 373: 512-515.
0,3
0,2
0,1
0
3
6
9
N kwiatów/dzień
12
kwiaty rurkowe
kwiaty języczkowe:
brak nektaru
Zmiana barwy kwiatów
róża-slid
Ophrys sphegodes
o
o
2-etylo-5-cykloheksano-1,3-dion (chiloglotton)
Bodźce dźwiękowe:
Mucuna holtonii (Fabaceae)
Ewolucja kwiatów
kwiat wielodziałkowy,
działki ułożone spiralnie
kwiat o mniejszej
liczbie działek,
wykształcone okółki
okwiat
niezróżnicowany
okwiat
zróżnicowany
kwiat
wolnodziałkowy
kwiat
zrosłodziałkowy
kwiat promienisty
kwiat grzbiecisty
(symetria dwuboczna)