Vztah funkčních a fenologických strategií rostlin a jejich patogenů

Abstract

Throughout their evolution, plants have had to adapt to constant pressure from natural enemies, including phytopathogens. In response to this selection pressure, they face an evolutionary trade-off between energy allocation for rapid growth and investment in defense mechanisms. Fast-growing competitive and ruderal species with weaker defenses host a broad spectrum of aggressive generalists and necrotrophs. By contrast, slow-growing stress-tolerators invest in strong protective barriers and are primarily attacked by specialized biotrophs. Phenology plays a key role here, acting as a functional expression of an ecological strategy shaping ontogenetic resistance. While biotrophic pathogens require strict synchronization with specific developmental phases of a living host, necrotrophs favor the colonization of senescent tissues. Ongoing climate change causes asynchronous shifts in the phenology of both interaction partners, leading to a phenological mismatch and the disruption of coevolutionary ties. Based on a synthesis of findings, a theoretical framework is presented, predicting the composition of pathogen communities within specific phenological windows (e.g., spring ephemeroids vs. late-summer herbs). This concept provides the theoretical basis for subsequent field and database research....

Během svého vývoje se rostliny musely adaptovat na neustálý tlak ze strany přirozených nepřátel, včetně fytopatogenů. V reakci na tento selekční tlak rostliny volí evoluční kompromis mezi alokací energie do rychlého růstu a investicemi do obrany. Rychle rostoucí kompetiční a ruderální druhy se slabší obranou hostí široké spektrum agresivních generalistů a nekrotrofů. Naopak pomalu rostoucí stres-tolerátoři investují do silných ochranných bariér a jsou napadáni především úzce specializovanými biotrofy. Klíčovou roli zde má fenologie, která nevystupuje jen jako časový údaj, ale jako funkční znak formující ontogenetickou rezistenci. Zatímco biotrofní patogeny vyžadují silnou synchronizaci s konkrétními vývojovými fázemi svého živého hostitele, nekrotrofním patogenům vyhovuje kolonizace stárnoucích pletiv. Probíhající klimatická změna způsobuje asynchronní posuny ve fenologii obou členů interakce, což může vést k fenologickému nesouladu (mismatch) a narušení koevolučních vazeb. Na základě syntézy poznatků je představen i teoretický koncept predikující složení patogenů v časových oknech, ve kterých probíhají jednotlivé fenologické události rostlin (např. jarní efemeroidy vs. pozdně letní byliny). Tento koncept představuje teoretický základ pro navazující terénní a databázový výzkum. Klíčová slova:...