text size

The role of biotic interactions in population biology of meadow plants

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Title:
The role of biotic interactions in population biology of meadow plants
Title (in czech):
Vliv biotických interakcí na populační biologii lučních rostlin
Type:
Dissertation
Author:
Mgr. Zdeněk Janovský
Supervisor:
prof. RNDr. Tomáš Herben, CSc.
Opponents:
Prof. RNDr. Jan Lepš, CSc.
prof. Johan Ehrlen, Dr.
Thesis Id:
98791
Faculty:
Faculty of Science (PřF)
Department:
Department of Botany (31-120)
Study programm:
Botany (P1507)
Study branch:
-
Degree granted:
Ph.D.
Defence date:
21/01/2015
Defence result:
Pass
Language:
English
Keywords (in czech):
interakce rostlin a živočichů, herbivorie, interakce rostlina-opylovač-okolí, interakce rostlina-herbivor-okolí, Succisa pratensis, Achillea millefolium agg., Achillea ptarmica, Euphydryas aurinia, strategie kvetení, integrální projekční modely
Keywords:
plant-animal interactions, pollination, herbivory, plant-pollinator-environment interaction, plant-herbivore-environment interaction, Succisa pratensis, Achillea millefolium agg., Achillea ptarmica, Euphydryas aurinia, flowering strategies, integral projection models, Syrphidae
Abstract (in czech):
Shrnutí V předkládané práci se zabývám dopady herbivorie a opylování na životní cyklus rostlin a jejich celoživotní biologickou zdatnost. Nejprve se pokouším rozdělit dopad herbivorie a opylování do jednotlivých složek: 1) četnosti výskytu interakce; 2) dopadu interakce pro rostlinu za jednotku výskytu interakce; a 3) sensitivity životního cyklu rostliny ke změnám životních funkcí rostliny způsobených interakcí s živočichy. Dále se zabývám faktory, jež mohou pozměnit dopady interakci rostlin a živočichů pro rostliny, a dělím je do dvou kategorií: 1) vlastností rostlinných jedinců; a 2) vlastností okolí rostliny. Rozbor dosavadních prací na dané téma poukázal na nedostatek studií věnujících se vlivu vlastností okolí rostliny na dopady jejích interakcí s živočichy ve srovnání s pracemi věnujícími se vlivu vlastností rostlinných jedinců. Tuto mezeru v našich znalostech se snažím alespoň zčásti vyplnit pěti podrobnými studiemi zahrnutými do této práce. Detailní studie se soustředí na modelový systém středoevropských vlhkých luk, a to zejména na tři pro ně typické druhy: čertkus luční, řebříček obecný a řebříček bertrám. První dvě podrobné studie zkoumají vlivy okolí rostliny na četnost výskytu interakcí rostlin a živočichů. Následující dvě studie se věnují vlivům okolí rostliny na více složek dopadů interakce rostlin a živočichů, a to třetí studie na vliv herbivorů na celý životní cyklus rostliny a čtvrtá na vliv herbivorů a opylovačů na její celoživotní zdatnost. Poslední z podrobných studií se soustředí na krajinné faktory ovlivňující četnost opylování a úspěšnost rozmnožování běžných druhů rostlin vlhkých luk. Zkoumané vlastnosti okolí rostliny ovlivňovaly v případě opylovačů především četnost výskytu interakce, naopak v případě herbivorů ovlivňovaly spíše vlastní dopad dané interakce za jednotu výskytu. Dále se nám podařilo doložit výrazné vlivy vlastností okolí rostliny na sensitivitu jejího životního cyklu vůči herbivorii. Podrobné studie rovněž přinesly některé zajímavé výsledky partikulárnější povahy: 1) Herbivorie zvýhodňovala z dlouhodobého hlediska rostliny, které rozložily stejné reprodukční úsilí v čase a kvetly vícekrát; 2) Četnost nespecialisovaných i specialisovaných bezobratlých herbivorů listových růžic závisela na okolní vegetaci stejnou měrou; 3) Společenstva opylovačů stejného rostlinného druhu se mohou výrazně lišit i na pár desítkách metrů v rámci jedné populace; 4) Změny v načasování kvetení způsobené lidským hospodařením mohou způsobit minutí se kvetení daného rostlinného druhu a výskytu jeho opylovačů, kterýžto efekt je o řád větší než efekty kvality či prostorové isolace lokality či její atraktivity pro opylovače; 5) Interakce působení herbivorů na rostliny a okolní vegetace způsobují těžko předvídatelné změny sensitivity životního cyklu rostliny k jednotlivým dílčím životním pochodům, umožňujíce tak vznik interakcí vyššího řádu s dalšími vlastnostmi okolí. Klíčová slova interakce rostlin a živočichů, herbivorie, interakce rostlina-opylovač-okolí, interakce rostlina-herbivor-okolí, Succisa pratensis, Achillea millefolium agg., Achillea ptarmica, Euphydryas aurinia, strategie kvetení, integrální projekční modely
Abstract:
Summary In present thesis, I treat the topic of impacts of plant-animal interactions, namely herbivory and pollination, on plant life cycle and lifetime fitness. First, I identify the components of the impact of plant-animal interactions: i) interaction frequency; ii) per-interaction effect; iii) sensitivity of the plant’s life cycle to the changes in vital rate impacted by the animals. Furthermore, I also classify other causes changing the outcome of a plant-animal interaction into two categories: i) plant’s traits; ii) plant’s environment. A review of extant literature on the topic revealed that especially the role of plant’s environment in changing the outcome of plant-animal interactions is largely understudied and I attempt to reduce this gap in knowledge in the five detailed studies encompassed in this thesis. The detailed studies focus on a model system of Central European wet grasslands and especially on three species typical to it: Succisa pratensis, Achillea millefolium and A. ptarmica. The first two studies examine the effects of environment on frequency of plant- animal interactions. The next two studies are more integrative, one focusing on the impacts of different herbivore groups on the complete life cycle and the other on interaction of herbivory and pollination on plant lifetime fitness. The fifth detailed study focuses on factors at landscape scale influencing the frequency of pollination interaction and reproductive success of common wet grassland plant species. The studied components of plant’s environment affected mainly the interaction frequency in case of pollinators, while in case of herbivores the effect of plant’s environment affected more the per-interaction effect. We also bring evidence of considerable effects of plant’s environment on sensitivity of plant’s life cycle to herbivory. The detailed studies brought also some interesting results, which are more specific to study systems examined: i) Herbivores conferred long-term fitness advantage to plants distributing the same reproductive effort into more flowering events suggesting potential of plant-animal interactions to shape plant life history strategies; ii) Generalist and specialist invertebrate folivores were influenced in their occurrence by surrounding vegetation to a similar degree; iii) Pollinator assemblages of the same plant species can differ to a high degree at the scale of tens of metres within one population; iv) Management induced changes in reproductive timing can cause a temporal mismatch of a plant and its pollinators, whose effect is an order of magnitude greater than effect of site quality, isolation or attractiveness to pollinators; v) The interactions of herbivores and surrounding vegetation cause non-systematic changes in sensitivity of life cycle transitions opening thus numerous possibilities for higher order interactions with other components of plant’s environment. Keywords plant-animal interactions, pollination, herbivory, plant-pollinator-environment interaction, plant-herbivore-environment interaction, Succisa pratensis, Achillea millefolium agg., Achillea ptarmica, Euphydryas aurinia, flowering strategies, integral projection models, Syrphidae
Documents
Download Document Author Type File size
Download Text of the thesis Mgr. Zdeněk Janovský 19.94 MB
Download Abstract in czech Mgr. Zdeněk Janovský 35 kB
Download Abstract in english Mgr. Zdeněk Janovský 9 kB
Download Autoreferat / doctoral thesis summary Mgr. Zdeněk Janovský 2.61 MB
Download Opponent's review Prof. RNDr. Jan Lepš, CSc. 182 kB
Download Opponent's review prof. Johan Ehrlen, Dr. 267 kB
Download Defence's report 595 kB