25 listopada 2016
Aby odkryć skuteczność zapylaczy danego gatunku roślin, opracowano wiele metod eksperymentów polowych. W pracy przedstawiono podstawowe metody eksperymentów terenowych w ekologii zapylania na przykładzie Lycoris sanguinea var. sanguinea oraz nowego mechanizmu zapylania, zapylania przez pękające pąki.
Ogólnym celem tego eksperymentu jest zbadanie zapylaczy Lycoris sanguinea, odmiany sanguinea, oraz ich zdolności do zapylania. Metoda ta może pomóc naukowcom zajmującym się ekologią zapylania. Na przykład w zmniejszającej się liczbie obserwatorów w czasie będzie się koncentrować na wpływie konkretnych zapylaczy na roślinę.
Główną zaletą tej techniki jest to, że ułatwia ona badanie gatunków i częstotliwości występowania kwiatów w celu analizy skuteczności zapylania kwiatów przez określonych odwiedzających. W przypadku wstępnej obserwacji kwiatowej odwiedzającego najpierw zdecyduj, które docelowe osobniki w każdym obszarze będą obserwowane w tym samym przedziale czasu. Następnie wybierz od 5 do 10 świeżo otwartych kwiatów, które łamią pąki jako kwiaty docelowe i rozpocznij obserwację wizualną przez cały dzień, ponieważ kwiaty mogą być odwiedzane przez różne zapylacze w różnych zakresach czasu.
Na arkuszach zapisów zapisuje się nazwę gatunkową każdego odwiedzającego kwiat oraz czas każdej wizyty w ciągu godziny na kwiat. Uważnie obserwuj, czy kwiatowi goście dotykają pylników i/lub stygmatów. Jeśli tak, zapisz odwiedzających jako zapylacze.
Aby uchwycić kwiatowych gości w celu ich identyfikacji i konserwacji, użyj ręcznie robionego aspiratora. Następnie szybko zabij uwięzionych gości octanem etylu i zakonserwuj ich w plastikowej tubie ze 100% etanolem. Pod koniec okresu obserwacji wykorzystaj cechy morfologiczne zwiedzających, aby zidentyfikować konkretne nazwy okazów.
Wybierz docelowe kwiaty, jak właśnie pokazano. Następnie przymocuj kamery wideo do statywów i ustaw statywy w odległości około 50 centymetrów od poszczególnych celów. Potwierdź odpowiednią ostrość i ilość światła na wyświetlaczach ekranowych każdego celu.
Następnie rozpocznij obserwację wizualną i filmowanie filmów dla odpowiednich stref czasowych zgodnie z szacunkami wstępnych obserwacji. Zidentyfikuj nazwy gatunków odwiedzających i zapylaczy. Pod koniec okresu obserwacji należy obejrzeć nagrania wideo i zanotować nazwy gatunków oraz czas ich odwiedzin w taki sam sposób, jak w przypadku obserwacji wstępnej.
Do eksperymentu z pakowaniem wybierz 30 osobników na zabieg, które nie mają uszkodzeń spowodowanych przez roślinożerców lub trudne środowisko. Oznacz docelowe kwiaty na polu. Następnie, uważając, aby nie dotknąć pylników ani stygmatów, zapakuj kwiaty w worek z otworami o oczkach od 0,5 do 1 milimetra.
W razie potrzeby użyj podpór, aby utrzymać osoby w pozycji pionowej, i użyj drutu, aby ostrożnie przymocować torby do kwiatów. Następnie dostosuj pozycje kwiatów, aby zapobiec kontaktowi i odkładaniu się pyłku między różnymi stygmatami, aby odrzucić wpływy sprzed założenia klatki. Następnie przykryj docelowe osoby roślinne przygotowanymi klatkami.
Za pomocą żelaznych słupów mocno przymocuj klatki do podłoża, aby zapobiec przedostawaniu się gości między podstawy klatki a ziemię. Pod koniec sezonu kwitnienia zbierz wszystkie kwiaty w klatkach i oznaczone, przecinając je i oddzielając od osobników matczynych. Każdą oznakowaną próbkę należy przechowywać oddzielnie, aby zapobiec zanieczyszczeniu.
Następnie sprawdź, czy na każdym oznaczonym kwiatku znajduje się lub nie ma zawiązywanego owocu, zapisując numery nasion każdego owocu w przypadku zawiązywania owoców. W tym reprezentatywnym eksperymencie obserwacje odwiedzających wszystkie pięć badanych miejsc wykazały, że większość odwiedzających wszystkie pięć badanych miejsc to osobniki małego gatunku pszczół Lasioglossum Japonicum, ze wskaźnikiem odwiedzin wynoszącym ponad 90% w trzech miejscach. Dla porównania, wskaźniki drugiego najczęstszego odwiedzającego, Amegilli Florei, były niższe niż 10% w tych dziedzinach.
Oba gatunki pszczół dotknęły również stygmatów odwiedzanych kwiatów i zostały zarejestrowane jako zapylacze. W jednym z miejsc częstotliwość odwiedzin małych pszczół zarejestrowanych za pomocą obserwacji wizualnych była znacznie wyższa niż tych zarejestrowanych za pomocą wideo. Leczenie pękaniem pąków kwiatów w workach lub w klatkach pokazuje zdolność do zapylania małych pszczół odwiedzających pękające pąki z wyższym zestawem owoców niż automatyczne samozapylenie zaobserwowane w tym eksperymencie, wskazując na obecność odkładania się pyłku przez małe pszczoły na stygmaty na etapie pękania pąków.
Porównanie zestawów owoców i nasion między zabiegami ujawnia cechy reprodukcyjne Lycoris sanguinea, odmiany sanguinea, która jest głównie zapylana przez zwierzęta, z częściowo ograniczonymi warunkami pylenia. Co więcej, porównania te sugerują również, że roślina w tym eksperymencie ma samozgodność zgodną z poprzednimi raportami. Co więcej, porównania z innymi zabiegami potwierdzają zdolności zapylania przez przerywanie zapylania pąków u Lycoris sanguinea, odmiany sanguinea.
Po opanowaniu, technikę klatki roślinnej można wykonać na większości rosnących roślin dla różnych odwiedzających. Dla zapylacza, który musi uzbroić się w cierpliwość, wstępne badania odwiedzających kwiaty, zastosowanie odpowiednich technik rejestracji i wybór optymalnych są niezbędne do dokładnego zbierania danych. Wprowadzenie urządzeń rejestrujących zmniejsza częstość występowania możliwych błędów w rejestrowaniu przez człowieka, takich jak nadmierna obserwacja gości z kwiatów.
Postępowanie zgodnie z tymi procedurami jako metodą, taką jak analiza molekularna przy użyciu polimorficznych markerów mikrosacharydowych, może być przeprowadzone w celu uzyskania odpowiedzi na dodatkowe pytania dotyczące przepływu genów między osobnikami za pośrednictwem zapylaczy. Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak rejestrować interakcje między roślinami docelowymi a zapylaczami, poprzez obserwację odwiedzających kwiaty i oszacowanie ich skuteczności zapylania.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Niniejsze badanie analizuje zapylacze Lycoris sanguinea var. sanguinea oraz ich efektywność w procesie zapylania. Przedstawia ono metody przeprowadzania eksperymentów terenowych w zakresie ekologii zapylania.
Ilościowe eksperymenty terenowe w ekologii zapylania, takie jak te przeprowadzone z Lycoris sanguinea var. sanguinea, zapewniają solidne ramy do analizy interakcji między rośliną a zapylaczem oraz strategii reprodukcyjnych. Metody te umożliwiają zespołom badawczo-rozwojowym izolację wpływu konkretnych zapylaczy, co wspiera weryfikację celów opartą na hipotezach oraz ograniczanie ryzyka mechanistycznego w procesie odkrywania cech roślin. Takie podejście zwiększa pewność prognostyczną w badaniach translacyjnych oraz przy podejmowaniu decyzji dotyczących portfela w biotechnologii rolniczej i programach hodowli roślin.
Te terenowe eksperymenty dotyczące zapylania integrują etap wczesnych odkryć z walidacją cech, dostarczając informacji zarówno do weryfikacji hipotez na wcześniejszych etapach, jak i do wdrażania wybranych cech w programach hodowlanych.