ניסויי שדה לאקולוגית אבקה: המקרה של<em> Lycoris sanguinea</em> Var.<em> sanguinea</em

Summary

כדי לחשוף את האפקטיביות המאביק של מיני צמחים נתונים, מספר שיטות של ניסויי שדה פותחו. מחקר זה מדגים את השיטות הבסיסיות של ניסויי שדה לאקולוגית אבקה באמצעות מקרה המבחן של Lycoris sanguinea var. Sanguinea ומנגנון אבקת הרומן, אבקה שוברת ניצן.

Abstract

Plant-pollinator interactions have been studied for approximately one hundred years. During that time, many field methods have been developed to clarify the pollination effectiveness of each pollinator for visited flowers. Pollinator observations have been one of the most common methods to identify pollinators, and bagging and cage experiments have been conducted to show the effectiveness of specific pollinators. In a previous study of Lycoris sanguinea var. sanguinea, its effective pollinators, the visitation frequencies of each floral visitor, and its reproductive strategies were not identified. This study reports the observation that small bees visited flowers that were partially opened (breaking buds). To the best of our knowledge, this phenomenon has not been reported previously. Further, this study investigates the hypothesis that small bees can pollinate at that flowering stage. This study demonstrates the basic methods of field experiments in pollination ecology using L. sanguinea var. sanguinea. Pollinator observations and digital video showed the visitation frequencies of each floral visitor. Bagging and cage experiments revealed that these flowers could be pollinated fully and that breaking-bud pollination could be important for the pollination of this plant species. The advantages and disadvantages of each method are discussed, and recent developments, including laboratory experiments, are described.

Introduction

אינטראקציות צמח-מאביק הן דוגמאות מובהקות לחקר ביולוגיה ואקולוגיה אבולוציוני. היחסים ההדדיים בין פרחים ומאביקים נחשבים קדמו את פיזור angiosperm ^1,2 כתוצאה של ברירה טבעית, אם כי גורמים ביוטיים אביוטי אחרים יש גם השפיעו ^3,4,5. הוא חשב גם כי תכונות פרחוניות השתנו להסתגל המאביקים היעילים ביותר כדי לייצר יותר פרות וזרעים ^6. אמונות אלה נבנו על פי מחקרים גדולים על מדדים שונים, כגון יעילות אבקה, שכוללים פרשנויות שונות ^7.

צמחים בעלי פרחים אשר להכליל מערכות אבקה נצפים על ידי סוגים שונים של מאביקים ^8. בזאת, מבקר פרח הוגדר כזן חיה שבקר כדי לקבל פרס פרחוני, ומהאביקים הוגדרו מבקרים פרחוניים המאביקים.חלק מהמבקרים האלה לשאת גרגרי אבקה conspecific לסטיגמטה של ​​פרחים ביקרו ניתן לסווג מאביקים. מבקרים אחרים יכולים להיות גם קצת אבקת intraspecific; הם עלולים לנהל פחות האבקה בשל חוסר התאמה התנהגותית או מורפולוגיים בין מאביקים את הפרחים. הבדלים דומים אלה בתרומת רביית צמח יכולים לייצר בדרגות שונות של לחץ סלקטיבי על תכונות פרחוניות ⁹ ועלולים לגרום להסתעפות אדפטיבית של צמחים פורחים. לכן, למרות רכב הקהילה מהאביק ואת שפע המינים ביחס חשובים ^10, ההערכה המדויקת של כל האפקטיביות של מבקר היא גם קריטית כדי לקבוע את אדפטיבית ו / או תהליכי התפתחות של הצמחים.

במחקר זה, ערכות כמותיות של יעילות מאביק, מוגדר ייצור הפרות וזרעים לכל תדירות ביקור, נקבעו ^11. המפרטies ותדירות כל מבקר פרחוני נצפו, ואפקטי רבייה על הפרחים ביקר נאמדו. ההקלטה של ​​ביקורים פרחוניים באמצעות תצפיות אנושיות היא שיטה קלסית באקולוגית אבקה. עם זאת, שיטה זו מטילה נטל גדול על משקיפים, אשר נדרשים להישאר מול הצמחים לקחת זהיר, מדידות לטווח ארוך. לאחרונה, הטכנולוגיות של צילומים והקלטה התפתחו במהירות, ומצלמות וידאו דיגיטלי בעלות הנמוכה אפשרו כניסתה של הקלטת וידאו לתצפיות מאביק ^12,13. שיטות אלה יכולים להקל על האיסוף של מידע בסיסי על מבקרים פרחוניים יכולות לעזור לפתח הבנה של אקולוגית ההאבקה של מיני צמחי יעד.

עם זאת, את תדרי הביקורים של המאביקים אינם בקורלציה בהכרח לאפקטיביות האבקה שלהם ^7,14, וזה חשוב כדי להעריך את ההשפעות האיכותיות של כל מאביקעל כושר פרח. האפקטיביות אבקה הוערכה באמצעות מספר גרגרי אבקה על ^15,16 סטיגמטה, ^17,18 צמיחת צינור האבקה ופרות ו / או זרעי ייצור ^19,20. לצוד ניסויים, שנערך באמצעות שקיות בלעדיות-מבקרות, הן השיטות הטיפוסיות לבדיקת תאימות עצמית, אוטוגמיה ^21,22, ואת הנוכחות של apomixes ^23. בנוסף, ההערכה אפקטיבית האבקה עבור המאביק מסוים מאסף המבקר כבר לבצע בתדירות גבוהה בסביבות שבן מבקרים פרחוניים אחרים הוגבלו (כלומר, כלוב תיל, נטו, או שקית עם רשת קטנה מספיק כדי לכלול מאביקים גדולים כי הוא סט על צמחים פורחים). לדוגמא, ניסויים לצוד עם שקיות רשת קטנות נערכו במטרה לחשוף את יכולת ההאבקה של נמלים או תריפסים ^24,25. יתר על כן, ניסויי הדרת ציפור באמצעות כלוב מתכת או נטו הראו המאביקים האפקטיביים של מיני אלוורה^26-28.

מטרות המחקר היו: 1) כדי להציג את השיטות בהן השתמשו במאמר הקודם ו -2) כדי לשפר את השיטות האלה לשימוש כללי במחקרים אחרים על מבקרים פרחוני, תדרים לביקור שלהם, והשפעתם על כושר צמח var sanguinea Lycoris.. sanguinea הוא אחד המינים הכלולים הסוג Lycoris, אשר מופץ באופן נרחב ברחבי יפן ומצמצם בקוריאה ²⁹ ויש לו בצורת משפך פרחים אדמדם כתום (איור 1 א). מחקר קודם גילה כי ל sanguinea var. sanguinea בקר מינים רבים של חרקים, כוללים מיני דבורה קטנים מזוהים ואת המינים הגדולים Amegilla Florea ^29. עם זאת, את האפקטיביות תדרי אבקת ביקורים של מבקרים אלה לא מזוהים. תצפיות מאביק לזיהוי מבקרים פרחוניים נערכו לראשונה. ביקור על ידי דבורים קטנים היה observed על פרחים שלא נפתחו עדיין לחלוטין (שבירת ניצנים; 1b הדמוי, ג). דבורים קטנים זזו במהירות סביב המאבקים undehisced ב הניצנים השבירים ואסף אבקה באמצעות הלסתות שלהם. ההשערה הייתה כי הדבורים הקטנים יכולים להיות מאביקים בשלב השביר-ניצן כי הפערים בין המאבקים ואת סטיגמטה הפרחים היו קטנים יותר מאורך הגוף של הדבורים. לכן, ניסויים לצוד נערכו על מנת לבחון את יכולת ההאבקה של דבורים קטנות בשלב השביר-הניצן, ובנוסף לבחון את אסטרטגיות רבייה של L. var sanguinea. sanguinea. ניצנים אלה היו שקיות אחרי הדבורים הקטנים בקרו, אשר אפשרו הערכה של יכולת ההאבקה של הדבורים. האנשים היו בכלוב עם ניצנים שטרם נפתחו. כלוב קטן-רשת שמש, שדרכו רק דבורים קטנים יכולים לעבור, המאפשר הערכה של יעילות האבקה של דבורים קטנות לאורך flowe כולובשלב טבעת.

Protocol

הערה: מאמר זה מבוסס על העבודה הקודמת שלנו 30. חלקים מסוימים הם נדפסו באישור האגודה הבוטנית של יפן שפרינגר יפן. 1. תצפית של מבקרים פרחוניים בחירה של שדות תצפית <ol style=";text-align:right;directi…

Representative Results

חמש אוכלוסיות נבחרו לתצפיות המאביק. בשלב טרום התצפית, ביקורים של מינים שונים של חרקים לפרחי פתיחה ודבורים קטנים ניצנים שבירים אושרו. תצפיות מבקר פרחוניות גילו כי רוב המבקרים עד החמישה כל אתרי המחקר היו פרטים של מיני הדבורים הקטנים japonicum Lasioglossum….

Discussion

תצפיות וניסויי פרח לצוד הועסקו במחקר זה לחשוף את תדרי ביקור ואת הצלחת הרבייה הנשית של צמחים, בהתאמה. בשנת הדפנים (1992) ^38, שיטת הקלטת הייתה יעילה כי זה יכול להקליט את העיתוי ומשך המבקרים לניתוח ולמנוע הטיה צופה. עם זאת, באותה העת, שיטה זו נדרשת ציוד יקר, ועל פי ההתבונ…

Materials

recording sheet	any	NA
insect net	any	NA
pooter	any	NA
ethyl acetate	any	NA
100% Ethanol	any	NA
plastic tube	any	NA
plastic case	any	NA
soft bag	any	NA
digital video camera(s)	any	NA
tripod(s)	any	NA
bags	any	NA
wire or plastic mesh boards	any	NA
iron wires	any	NA
labeling tape	any	NA
stick supporters	any	NA
soft strings or wire	any	NA
pincette(s)	any	NA