Lokální edafické adaptace v okruhu Minuartia verna

Abstract

Plants that have adapted their metabolism to life in soils containing heavy metals are suitable candidates for studying local adaptation. Although soils containing heavy metals and the plants that grow in them have attracted the attention of botanists for several decades, there is a lack of studies that address the ecological-evolutionary questions related to the pre-adaptation of plants to these challenging conditions. This work focuses on the species Minuartia verna, which includes populations growing in mine dumps, populations growing in serpentinite, and populations growing in non-toxic substrates. Local adaptation and pre-adaptation were studied using a reciprocal experiment involving populations representing each of the three aforementioned groups. I measured several vegetative and generative plant traits, fitness was then calculated based on these traits. A comparison of plant fitness of the populations grown in different soils suggests that non-metallicolous populations are not pre-adapted to grow in soils contaminated with heavy metals. However, all populations thrived well in serpentine soil, indicating a genetic adaptation to this substrate. The analysis of metal content in plants indicates that they function as excluders of Ni and Pb, with higher concentrations of these metals found in...

Rostliny, které svůj metabolismus přizpůsobily životu na půdách obsahujících těžké kovy, jsou vhodnými kandidáty pro studium lokálních adaptací. Ačkoliv půdy obsahující těžké kovy a rostliny, které na nich rostou, přitahují pozornost botaniků už několik desítek let, neexistuje dostatečný počet studií, které by se zabývaly ekologicko- evolučními otázkami souvisejícími s pre-adaptací rostlin na tyto náročné podmínky. Tato práce se zabývá druhem Minuartia verna, jež zahrnuje populace rostoucí na důlních výsypkách, populace rostoucí na hadci a populace rostoucí na netoxických substrátech. Lokální adaptace a pre-adaptace byly studovány pomocí recipročního kultivačního experimentu zahrnujícího populace, které reprezentují každou ze tří výše zmíněných skupin. U rostlin bylo sledováno několik vegetativních a generativních znaků, ze kterých byla vypočtena fitness rostlin. Z porovnání měřených znaků a fitness rostlin mezi populacemi a půdami, ve kterých rostliny byly pěstovány vyplývá, že nemetaliferní populace nejsou pre-adaptovány pro růst v půdách kontaminovaných těžkým kovy v důsledku těžby. Všechny populace však dobře prospívaly v hadcové půdě, což znamená že jsou geneticky adaptovány na hadcový substrát. Metaliferní populace prospívaly ve všech typech metaliferních půd, ale dvě z nich měly horší...