Informace

Jak akácie ovlivňuje růst okolních rostlin?


Vím, že akácie půdu zkyselí, ale jak? Zkoušel jsem hledat online, ale nic užitečného jsem nenašel.


Podle Wikipedie:

Alelopatie je biologický jev, při kterém organismus produkuje jednu nebo více biochemických látek, které ovlivňují klíčivost, růst, přežití a reprodukci jiných organismů. Tyto biochemikálie jsou známé jako alelochemikálie a mohou mít příznivé (pozitivní alelopatie) nebo škodlivé (negativní alelopatie) účinky na cílové organismy a komunitu.

Nyní k Akácie případ.

Především, Akácie je rod zahrnující téměř 400 druhů, takže moje odpověď bude pokrývat všechny případy alelopatie zahrnující jeden druh patřící tomuto rodu.

Tento článek to uvádí Akáciové mangium listové výtažky a lesní půda negativně ovlivňují klíčení a růst neloupaných plodin, a tento další uvádí fytotoxické účinky Acacia melanoxylon na Lectuca sativa klíčení a růst (salátu).

Pokud jde o jak Akácie druhy mohou mít alelopatický účinek na okolní rostliny, tento článek hodnotil obsah fytochemického složení Acacia cyclops, Acacia mollissima a Acacia cyanophylla lusky a semena a fytotoxický účinek na klíčení semen salátu. Uvádí, že:

  • Všechny výtažky ze tří druhů Akácie obsahují saponiny a kondenzované třísloviny.
  • Nejtoxičtější byl ethylacetátový extrakt ze semen A. kyanophylla, byla zaregistrována celková inhibice růstu (100%).
  • Nový triterpenoidní saponin zvaný mollisside B byl poprvé registrován v Akácie rodu a může být zodpovědný za část alelopatického účinku na salát.

Vysvětlení, proč prořezávání podporuje růst rostlin

Vědci ukázali, že hlavní výhon dominuje růstu rostliny a rsquos hlavně proto, že tam byl první, než kvůli své poloze v horní části rostliny.

Spolupracující týmy z University of York ve Velké Británii a University of Calgary v Kanadě spojily své znalosti v oblasti molekulární genetiky a výpočetního modelování a učinily významný objev, který pomáhá vysvětlit, proč prořezávání podporuje růst rostlin.

Porozumění působení a interakci těchto hormonů může poskytnout zahradnické postupy zaměřené na změnu vzorců větvení v různých plodinách.

Pod vedením profesorů Ottoline Leyser a Przemyslaw Prusinkiewicz a publikoval časopis PNAS, výzkum ukázal, že všechny tipy výhonků na rostlině se mohou navzájem ovlivňovat a růst rsquos.

Profesor Leyser z University of York & rsquos Department of Biology řekl: & ldquo Je dobře známo, že hlavní rostoucí výhonek rostliny může inhibovat růst výhonků pod & ndash, že & rsquos proč stříháme, abychom podpořili růst větví. Nás zajímá přesně to, jak hlavní výstřel může tento efekt uplatnit.

Od 30. let 20. století je známo, že rostlinný hormon auxin je uvolňován aktivně rostoucím hrotem rostliny a rsquos a je transportován dolů po hlavním stonku, kde má nepřímý účinek na pupeny, aby inhiboval větvení. Existuje několik způsobů, kterými tento účinek hormon působí, a my jsme objevili novou cestu, jak funguje. & Rdquo

Výzkum naznačuje, že aby byl tip výhonku aktivní, musí být schopen exportovat auxin do hlavního stonku. Pokud však v hlavním stonku již existuje značné množství auxinu, export z dalšího hrotu výhonku nelze stanovit.

Profesor Leyser řekl: & ldquoPomocí tohoto mechanismu si všechny tipy výhonků na rostlině navzájem konkurují, takže špičky nad i pod mohou navzájem ovlivňovat růst. To umožňuje nejsilnějším větvím růst nejsilněji, ať jsou kdekoli na rostlině. Hlavní výhon dominuje hlavně proto, že tam byl první, spíše než kvůli své poloze na vrcholu rostliny. & Rdquo

Týmy dále ukázaly, že nedávno objevený rostlinný hormon, strigolakton, funguje alespoň částečně tím, že ztěžuje vytváření nových cest transportu auxinu z hrotů výhonků, posílení konkurence mezi zdroji auxinu a omezení větvení.

Do výzkumu byli zapojeni i vědci z Katedry lesní genetiky a fyziologie rostlin Švédské univerzity zemědělských věd.

Výzkum byl financován Radou pro výzkum biotechnologií a biologických věd (BBSRC) a Kanadskou radou pro přírodní vědy a inženýrství (NSERC).

„Řízení aktivace pupenů pomocí přepínače Auxin Transport“ bude zveřejněno v PNAS.

Příběh Zdroj:

Materiály poskytnuté University of York. Poznámka: Obsah může být upraven podle stylu a délky.


Kultura

Kultura rostliny odkazuje na její potřeby pro přežití a růst, skládající se především z půdy, světla, vody a klimatických podmínek. Některé rostliny se dokážou přizpůsobit různým podmínkám, ale mnohé ne. Půdní podmínky zahrnují typ půdy, její drenážní schopnost a úroveň pH. Azalky (Rhododendron spp.) Například dozrávají tak, jak by měly, v kyselých půdách. Pěstujte je v zásaditých půdách a zahynou. Světelné podmínky se skládají z plného slunce, částečného stínu a úplného stínu. Mnoho rostlin, které přežijí na plném slunci, také dobře rostou na částečném slunci, ale ne v úplném stínu, a naopak. Pokud jde o vodu, rostliny mají vysokou, střední nebo nízkou potřebu vody. Ti, kteří potřebují málo vody, obvykle dobře snášejí sucho. Příjem vody je do značné míry o klimatu a designu. Například strom, který má vysokou potřebu vody, nemusí dostat velké množství vody, pokud je umístěn pod hustým listím stromu. Mrazuvzdornost rostliny určuje její zónu odolnosti amerického ministerstva zemědělství, která vychází z roční minimální zimní teploty oblasti. Například rostliny mrazuvzdorné zemřou nebo utrpí vážné poškození, pokud jsou vysazeny venku v oblastech, kde v zimě pravidelně mrazy.


VODA

Aby rostliny přežily, musí mít vodu. Většina rostlin je tvořena téměř 90 procenty vody. Bez odpovídajícího množství vody budou rostliny stresovány a nakonec odumřou. I rostliny žijící v poušti, jako je kaktus, potřebují vodu, ale potřebují jí méně než jiné druhy rostlin.

Voda poskytuje rostlinám výživu a hydrataci. Voda, která je v půdě, rozkládá minerály a další prvky půdy. Když rostliny absorbují vodu svými kořeny, budou také sbírat živiny, které budou putovat do buněk rostliny.

Vlhkost a voda ve vzduchu mohou pomoci podpořit růst rostlin. Poskytnutí příliš velkého množství vody však může také způsobit odumření rostlin. Je důležité, abyste si vyhledali informace o tom, kolik vody vaše rostliny potřebují, a nezapomeňte jim poskytnout toto množství, abyste podpořili zdravý růst.

Většina zeleninových zahrad i ty, které jsou in vyvýšené zahradní postele nebo v tašky na pěstování tkanin by měl být každý týden vybaven palcem vody. Pokud v týdnu dostatečně pršelo, nemusíte zahradu zalévat.


Diskuse

Naše výsledky tomu nasvědčují A. tortilis v ED roste pomalu a že někteří studovaní jedinci mohou pocházet z roku 1550 n. l., jeden jedinec dokonce až z roku 1350 n. l. Kroutivá plošina v kalibrační křivce v letech 1650 až 1950 činí přesné odhady dlouhověkosti stromů na základě měření radiokarbonů obtížný. Pokusili jsme se získat pravděpodobné odhady věku přizpůsobením věkových scénářů, které využívají všechny dostupné a kompatibilní informace o rychlosti růstu a datu k modelu růstu sigmoidního Gompertze. Tento model dobře popisuje dlouhodobý trend růstu stromů [27]. Rychlost růstu je reprezentována zvonkovitou křivkou, tj. Rychlost růstu se zvyšuje na začátku a klesá později v průběhu životnosti stromu. Tento model jsme použili, protože představuje trend růstu v A. tortilis lepší než lineární model konstantního radiálního růstu pro nedávnou celkovou rychlost růstu asi 0,2 mm/rok pro Hulus Horní b (Tabulka 1) by pro nejstarší vzorek (IV) znamenalo věk více než tisíc let, ale jeho radiokarbonový věk tomu odporuje (obr. 4). Předpokládali jsme, že existují dlouhodobé rozdíly v rychlosti růstu, a proto se neočekává, že bude trvale vysoká, a křivka ve tvaru zvonu by proto měla mít spíše mělký sklon s nízkým maximem než strmý sklon s vysokým max. Z tohoto předpokladu vyplývá, že dlouhodobé environmentální faktory jsou přibližně konstantní a vytvářejí charakteristické vodní podmínky omezené pouštním prostředím. Očekává se však krátkodobá variabilita růstu, která není v rozporu s dlouhodobými trendy modelu růstové křivky [27].

Vzhledem k tomu, že v nelineární regresi je použito pouze několik bodů a umístění jádrové dřeně bylo spíše odhadováno než pozorováno, jsou věkové scénáře citlivé na chyby a variace vstupních dat (střední bod vs. ostatní odhady 1 vs. 2 rozsahy sigma) . Odhady věku evidentně netvrdí, že jsou přesné, ale měly by být brány spíše jako indikace možného, ​​přibližného věku. Tento přibližný věk však bude představovat podhodnocení, protože jsme nezohlednili čas potřebný k růstu od sazenice po výšku odběru (50 cm) ani účinek potlačení růstu v důsledku procházení a/nebo sucha na stromcích. Tyto faktory pravděpodobně přidávají desítky let věku stromů [26].

Zjevnou otázkou je, jak naše odhady dlouhověkosti a růstu souvisí s jinými odhady stromů rostoucích v podobných podmínkách. Obecně chybí dlouhodobé údaje o jednotlivých stromech a tedy přímé odhady stáří. Nepřímé metody, jako jsou metody založené na úmrtnosti nebo vztazích mezi velikostí a věkem z pravidelných měření přírůstků velikosti, se vyhýbají problému dlouhodobého přístupu k datům, ale takové odhady mohou být velmi nepřesné [28]. Zdá se však, že konvenční moudrost, že růst je v trvalých pouštních rostlinách pomalý a život dlouhý, podporuje stále více důkazů [29]. Některé dřeviny mají délku života více než tisíc let [30, 31]. Vysoké odhady (> 1 000 let) byly také hlášeny u savanových stromů [6], ale novější výzkum založený na datování 14 C odhaduje věk některých A. nigrescens a A. nilotica jednotlivci mladší než 100 let [32]. Odhady dlouhověkosti delší než 100 let jsou obsazeny ve formě obecných prohlášení (150 let, Serengeti, [33]) na základě úmrtnosti (>> 100 let, poušť Mojave, [29]) a opakovaného fotografování (> 100 let , Arizona, [34]). Byly však také navrženy odhady nízkého věku pouze kolem 40 let [7, 8]. Gourlay [7] dospěl k závěru, že akácie jsou mnohem mladší, než se běžně věří, ale většina studovaných stromů rostla v režimu ročních srážek, v chráněných podmínkách (v botanické zahradě, Harare, Zimbabwe) a možná i pod vlivem prosakování podzemní vody z blízkých zavlažovaných oblastí. Tento odhad by proto neměl být generalizován pro akácie jako takové. Ward a Rohner [8], studují A. raddiana v Negevu v Izraeli založili svůj odhad na vztahu velikosti a věku ze Serengeti. Novější údaje z Negevu ukazují, že velké stromy jsou pravděpodobně starší než 200 let [35]. Tento odhad je založen na průměrném přírůstkovém růstu obvodu kmene, měřeném ve dvou po sobě jdoucích jednoletých obdobích. Dešťové podmínky se pro obě období velmi lišily a hlášené statistiky naznačují roční radiální růst 0,1 mm (suchý rok) a 2,6 mm (rok s dešťovými srážkami) u středně velkého stromu (obvod 100 cm). Jiné odhady rychlosti růstu akácií rostoucích v suchých tropech se pohybují od 2 mm/rok v jižní Turkaně (průměrné roční srážky: 300 mm) do 14 mm/rok v Serengeti (průměrné roční srážky: 500 mm [7, 26] a odkazy v nich ). Ve srovnání s těmito odhady a s přihlédnutím k hyper-suchým podmínkám v ED (srážky <30 mm/rok) se naše odhady růstu (0,2 až 2,4 mm/rok) a dlouhověkosti (200-650 let) pohybují v rozmezí citováno výše.

Úzké, parenchymatické pásy, jaké jsou přítomny ve všech našich A. tortilis dřevěná jádra byla úspěšně použita jako časové značky pro dendrochronologické datování a v klimatologických studiích jinde [7, 16], ale tyto metody se nezdají být použitelné pro A. tortilis dřevo z ED. Pásy se nevytvářejí pravidelně, ani pásmové vzory stromů mezi sebou navzájem nekorelují, a to ani mezi lokalitami, ani uvnitř nich.

Vytváření pásem je považováno za souběžné s kambiální dormací [15, 36]. Podmínky, které zpomalují nebo přerušují růst, mohou být regionální, způsobené klimatickými faktory (např. Teplotou, půdní vlhkostí) a/nebo místní, způsobené faktory působícími dokonce na jednotlivé stromy (např. Nemoc, procházení a pollarding). Několik autorů zjistilo, že hlavním faktorem vyvolávajícím kambiální klid je nástup vodního stresu [13–15, 36]. V ED se neočekává pravidelnost povrchové a mělké půdní vlhkosti způsobené povodněmi nebo srážkami, protože srážky jsou velmi nepravidelné. V důsledku toho nelze očekávat pravidelné výkyvy hlubší půdní vlhkosti. S kambiální aktivitou a tvorbou pásu souvisí také teplota a fenologie [7, 13, 37]. V Negevu, Izraeli, nízká aktivita nebo klid A. raddiana probíhá během chladné zimy [37]. I v ED dochází k sezónním teplotním výkyvům [23], a dalo by se proto očekávat pravidelné vytváření pásů, zejména ve vysokých nadmořských výškách s nízkými zimními teplotami, jako je Hulus Upper. Nedostatek pravidelného vytváření pásu však naznačuje, že teplota v ED nevyvolává významné pravidelné výkyvy nebo není dostatečně nízká na to, aby v zimě vyvolala období trvale nízkých teplot [37].

Že se podmínky růstu mezi jednotlivými lokalitami liší, je indikováno nedostatkem korelací mezi pásmy mezi lokalitami. Očekává se však, že v rámci lokalit budou regionální faktory ovlivňovat všechny stromy podobným způsobem, pokud nebudou významně pozměněny heterogenitou místní krajiny. Jádra vykazující nejvyšší korelaci (Sukkari a & ampb Jimal c & ampb) Zdá se, že rostou za homogenních podmínek, protože tyto stromy leží v krátkých vzdálenostech jeden od druhého a v rovné, otevřené části vádí (obr. 2). Ze stejných důvodů se zdá, že v Muwaylhahu je také homogenita, ale mezi jádry ze sousedních stromů je špatná korelace (A, b a C d a E).

Pokud jde o homogenitu lokality způsobenou vlhkostí půdy, je důležitá kořenová architektura stromů. Globálně se hloubka zakořenění zvyšuje s vyprahlostí a kořeny mohou zabírat velké objemy [24, 38]. Sousední stromy by proto měly čerpat z podobných zdrojů. Existují však také náznaky, že v suchých zónách může specifický režim srážek způsobit, že jeden druh bude více investovat buď do růstu bočních kořenů, pokud se srážky vyskytují pravidelně, nebo do vertikálního růstu kořenových kořenů, pokud jsou srážky variabilnější [39]. V Izraeli bylo hlášeno, že akácie jsou více závislé na povrchové vodě a mají mělčí kořeny, než se dříve předpokládalo [40, 41]. Mělo by se také vzít v úvahu, že místní topografie upravuje odtok vody a tím i vlhkost půdy. To vyvolává otázky ohledně kořenové struktury jednotlivých stromů na konkrétním místě a dokonce i na konkrétním místě v rámci webu. Rovněž zdůrazňuje potřebu dalších studií o interakcích kořenů a kořenů a vody ve vyprahlých ekosystémech.

Pokud jde o špatnou korelaci pásma, je třeba uznat faktory, které ztížují identifikaci pásma, jak shrnuli Martin a Moss [26]. Když to vezmeme v úvahu, studie z okresu Marsabit v Keni dospěla k závěru, že faktory omezující růst byly velmi variabilní a nesouvisely jednoduše s klimatem, a dále, že procházení a procházení bylo pravděpodobně obzvláště významné (jak je uvedeno v [26]). Stromy jsou široce obhospodařovány také v ED. Protože i naše výsledky naznačují, že pro tvorbu pásu jsou důležité jiné faktory než klima a půdní vlhkost, mělo by být zváženo zejména procházení a pollarding.

Pollarding se provádí v nepravidelných intervalech, pouze u dospělých jedinců a hlavně jako krmivo pro domácí zvířata [2], ale v některých případech kočovníci pollardové stromy „léčí“ jedince, kteří vykazují známky chřadnutí. Prohlížení je na druhé straně nepřetržitým rušením. Jeho dopad na vzrostlé stromy je méně dramatický, protože zvířata jsou hnána rychle od jednoho stromu k druhému a jejich dosah je omezen na nižší výšky a na okraje baldachýnu. U stromků však může být účinek procházení vážný [26]. To naznačuje, že procházení může ovlivnit tvorbu pásma ve fázích stromku, zatímco pollarding může být faktorem ve zralých fázích.

Prohlížení i pollarding odstraňují zelenou biomasu. V závažných případech mohou být životně důležité procesy, jako je asimilace a transpirace, zpomaleny nebo zcela zastaveny. Když je některý z těchto procesů snížen, vodní rovnováha stromu je pravděpodobně narušena, možná do takové míry, že se tvoří pásy. Přestože bylo zjištěno, že vodní stres a tvorba pásu jsou simultánní, kauzální vztah a fyziologické a anatomické procesy nebyly popsány a funkce hojných krystalů oxalátu vápenatého v pásmech Akácie není správně pochopen (ale viz [36, 42] a odkazy tam). To by mělo být dále prozkoumáno, aby se lépe porozumělo tvorbě pásma v A. tortilis za hyper-suchých podmínek. Klíčovou otázkou je, zda tvorba pásma vždy souvisí s kambiální dormací a jak dlouhá mohou být období bez růstu. To je také důležité pro popis růstu a následně pro spolehlivé odhady stáří pouštních stromů.


23 Druhy akácií a keřů

Akátové stromy a keře pocházejí z Akácie rod, Fabaceae (luštěnin) rodina, a Mimosoideae podčeledi. Většina druhů se vyskytuje v Austrálii, ale některé druhy akácií se nacházejí v Africe, Evropě, Asii a Severní a Jižní Americe. Jsou to obecně dlouhověké a rychle rostoucí rostliny, často s hlubokými kořeny, které jim umožňují prosperovat v suchých a suchých podmínkách. Akácie mají různé krajinné využití. Většina má shluky květin žluté nebo krémové barvy.

To, co na některých akácích vypadá jako listy, nejsou vůbec listy - jsou upraveny řapíky, části stonku, které připevňují listy k větvi. Když se řapíky tvoří tímto způsobem, jsou nazývány fylody. Rostlina může začít se skutečnými listy, které se během zrání mění na phyllodes. Jiné druhy mají upravený kmen nazývaný a cladode. U druhů, které mají pravé listy, jsou listy perovitě složené - skládající se z řad letáků kolem centrálního stonku.

Varování

Některé druhy Akácie obsahují psychoaktivní alkaloid v listech, luscích semen, květinách nebo stoncích. Psychoaktivní agent, známý jako DMT (dimethyltryptamin), je silný, ale krátkodobý halucinogen, který byl pro duchovní účely používán původními obyvateli. Acacia acinacea, Acacia acuminata ssp. acuminata, Acacia burkittii, a Acacia adunca jsou všechny druhy známé tím, že obsahují tuto psychoaktivní látku, ačkoli žádný z nich není běžnou krajinářskou rostlinou. Náhodné požití do určité míry, které má psychoaktivní účinky, je velmi vzácné, ale bylo navrženo, abyste byli opatrní a nevdechovali kouř při spalování kartáče, který obsahuje akáciové rostliny. Některé druhy také nesou ostře upravené stonky nebo trny, které mohou být užitečné pro zamezení přístupu na určitých místech. Pokud zvolíte trnitou odrůdu, umístěte ji daleko od oblastí s vysokým provozem.


Tolerance soli a zásad je spojena Akácie

Solné nebo zásadité půdy představují silný stres pro rostliny, které společně mohou být ještě škodlivější než samotné. Půdy Austrálie jsou staré a obsahují velké, někdy překrývající se oblasti s vysokou solí a zásaditostí. Akácie a další australské rostlinné linie se vyvinuly v tomto stresujícím půdním prostředí a představují příležitost pochopit vývoj tolerance soli a zásaditosti. Tento vývoj zkoumáme předpovídáním průměrné salinity půdy a pH pro 503 Akácie druhu a mapování reakce na fylogenezi maximální pravděpodobnosti. Zjistili jsme, že tolerance vůči slanosti a zásaditosti se opakovaně a často vyvíjela společně během 25 Ma Akácie záření v Austrálii. Geograficky omezené druhy často tolerují extrémní podmínky. Vzdáleně příbuzné druhy jsou sympatické v nejextrémnějších půdních prostředích, což naznačuje nedostatek saturace mezer. Existuje silný důkaz, že mnoho Akácie mají distribuce ovlivněné slaností a zásaditostí a tato preference je specifická pro linii.

1. Úvod

Většina rostlin jsou glykofyty, které tolerují pouze nízké koncentrace soli, než jsou negativně ovlivněny nebo odumřou. Prah koncentrace soli oddělující glykofyty od halofytů tolerujících sůl byl různě nastaven mezi 80 a 200 mM NaCl [1], často se odhaduje měřením elektrické vodivosti (EC) na pastovitých extraktech nasycených půdou. Salinické půdy mají EC 4000 μS m −1 nebo více (přibližně 40 mM NaCl) měřeno na extraktu nasycené půdní pasty při 25 ° C [2]. Fyziologické reakce rostlin na salinitu začínají na EC menší než 4000 μS m −1 [2] a australské distribuce původních rostlin reagují na gradient slanosti začínající na nízké EC [3].

Naproti tomu neexistuje přesná definice toho, co charakterizuje rostlinu odolnou vůči zásadám. Většina pěstovaných rostlin preferuje kyselé půdy (pH 5,5–6,5) [4]. Kombinované alkalické a solné napětí je škodlivější než samotná salinita [5–7]. I pro přirozeně alkalicky odolný halofyt Chloris virgata„Inhibiční účinky alkalického stresu na relativní rychlost růstu a akumulovanou energii jsou podstatně větší než napětí solí při neutrálním pH [6]. Odolnost vůči jednomu nebo oběma těmto abiotickým stresům může být také spojena s tolerancí vůči suchu v suchých biomových rostlinách [8,9].

Výzkum tolerance k soli a/nebo zásadám v rostlinách se tradičně zaměřoval na laboratorní experimenty a šlechtění rostlin [5–7], ale objevila se nová paradigmata. Jeden používá molekulární nástroje k identifikaci genů zapojených do odolnosti vůči stresu [9,10] a jiný pomocí fylogenetiky zkoumá vývoj tolerance vůči soli [1,11,12].

Akácie vyzařovalo do více než 1000 druhů po celé Austrálii přes 25 Ma [13] a jeho distribuce významně koreluje s pH půdy a salinitou [14]. Akácie druhová bohatost a endemičnost byla spojena s chemií půdy v západní Austrálii [14], kde velká lokalizovaná prostorová a sezónní variabilita v EC a pH [15] vytváří mozaiku ostrovních výklenků. Zkoumáme vývoj tolerance vůči solím a zásadám pomocí komplexního Akácie fylogeneze. Předpokládáme, že existuje genetický vztah mezi tolerancí vůči soli a zásadám v Akácie. Pochopení této evoluce může poskytnout nové cesty šlechtění rostlin pro odolnost vůči stresu a zlepšit vyhlídky na obnovu půdy a zemědělství v extrémních prostředích.

2. Materiál a metody

Údaje o lokalitě byly extrahovány z australského virtuálního herbáře (avh.ala.org.au), což vedlo k 127 259 bodům s jedinečnými zeměpisnými souřadnicemi, což představuje údaje o přítomnosti za 1020 Akácie druhy napříč kontinentem [14]. Fylogeneze s maximální pravděpodobností 503 Akácie Tento druh byl vytvořen ze šesti oblastí DNA [16] pomocí nástroje RAxML HPC BlackBox implementovaného online na portálu CIPRES (http://www.phylo.org/).

National Geochemical Survey of Australia uvádí pH a EC na 1: 5 extrakty půda: roztok z objemných vzorků při 1315 georeferencovaných bodových měřeních napříč kontinentem ve dvou hloubkových intervalech (sediment nahoře (TOS), 0–10 cm a dole na výstupu) sediment (BOS), 60–80 cm) [17]. Salinita v extraktech EC1: 5 je nižší než v extraktech nasycených past. S geoR, modely byly zkonstruovány tak, aby odpovídaly variogramům, a pro předpovídání pH a EC pro dvě hloubky pro všechny byly použity běžné kriging [18] Akácie lokalitách. Ve fylogenetických analýzách byly použity průměrné reakce druhů.

Fylogenetický signál byl testován pomocí Pagelova λ test pomocí Phylosig v R, který odpovídá rysům na fylogenezi proti nulové hypotéze (λ = 0) [19]. Testovali jsme znakovou korelaci opravou na nezávislost pozorovaného fylogenetického signálu pomocí fylogeneticky nezávislých kontrastů (PIC) [20,21], který předpokládá Brownův pohybový proces evoluce. Geochemická data jsme rozdělili do čtyř skupin na základě kvantilů a pro vizualizaci jsme použili rekonstrukci stavů předků na základě šetrnosti.

Relativně málo akácií bylo testováno na toleranci soli, proto jsme definovali an Akácie druh jako tolerantní vůči soli, když průměrná hodnota ES přesahovala jeho rozmezí v nejvyšších 10% (50 druhů) z 503 druhů (více než 1979 μS cm −1 elektronický doplňkový materiál, tabulka S2 obrázek 1E). Definovali jsme Akácie druhy jako odolné vůči zásadám, když průměrná hodnota pH v jeho rozmezí byla v nejvyšších 10% druhu (více než 7,61 elektronický doplňkový materiál, tabulka S2 obrázek 1F).

Obrázek 1. Fylogenetické vztahy 503 Akácie druhy s mapovanými kvantily EC_BOS (vlevo) a pH_BOS (vpravo) a rekonstruovaný rodový stav šetrnosti. Legenda uvádí surové hodnoty kvantilů. Hvězdička (*) označuje druhy s nejvyššími hodnotami EC_BOS symbol # označuje druhy s hodnotami pH_BOS více než 8,0. (A) Distribuční mapa pěti druhů s nejvyššími průměrnými hodnotami EC_BOS (b) Distribuční mapa A. dempsteri (Šedá), gillii, anceps a jiné druhy s pH podloží> 8,0 (C) A. anceps kladu s distribucí druhů zbarvenou jako na fylogenezi ES a (d) jako na pH fylogenezi (E) mapa EC_BOS a (F) pH_BOS v celé Austrálii.

3. Výsledky

Předpovídané průměrné hodnoty hodnot EC_BOS byly obecně vyšší než TOS a pohybovaly se od 53,5 do 1566 μS cm −1 (TOS) a 50,6–5655 μS cm −1 (BOS). Druhové průměry pH byly v podloží mírně vyšší s hodnotami v rozmezí od 5,03 do 7,80 v TOS a 5,33 až 8,41 v BOS (elektronický doplňkový materiál, tabulka S2). Protože geochemie BOS je extrémnější a akácie jsou stromy s hlubokými kořeny [22], zaměřujeme se na data BOS.

Acacia pterocaulon má nejvyšší průměrný EC_BOS s hodnotou 5655 μS cm −1, přičemž další čtyři druhy s hodnotami nad 4000 μS cm −1 jsou endemické v jihozápadní Západní Austrálii (obrázek 1A). Dvacet pět z dalších 27 druhů s nejvyššími hodnotami EC_BOS (více než 2000 μS cm −1) se vyskytuje současně nebo roste poblíž ve vnitrozemí jihozápadní Západní Austrálie, řada z nich má omezený rozsah.

Acacia gillii má nejvyšší průměrné pH_BOS (8,40) a dalších šest druhů roste v půdách, kde je průměrné pH_BOS nad 8,0. Tyto druhy, vyjma A. dempsteri, jsou omezeny na pobřežní oblasti jižní Austrálie (obrázek 1b).

Třináct druhů má hodnoty EC a pH (BOS) v prvních 10% každé kategorie a lze je považovat za tolerantní vůči solím i zásadám (elektronický doplňkový materiál, tabulka S1). Jedenáct druhů má hodnoty EC a pH (TOS) v horních 10% pro každý z nich.

Fylogenetická analýza signálu ukázala, že průměrné hodnoty EC a pH na druh pro TOS i BOS odrážejí fylogenetickou strukturu (p & lt 0,0001). PIC analýza navíc stanovila, že oba znaky spolu korelovaly i po zohlednění fylogeneze.

Pomocí našich definic tolerance slanosti a zásaditosti (50 druhů) usuzujeme, že tolerance slanosti se vyvinula 38krát a tolerance zásaditosti se vyvinula 31krát. Fylogenetické shlukování druhů odolných vůči zásadám je více než druhů tolerujících sůl. The anceps clade (obrázek 1) obsahuje 11 druhů odolných vůči zásadám a čtyři druhy odolné vůči slanosti, přičemž 12 druhů v horních 25% pro slanost. Geografické rozložení druhů na tomto kladu naznačuje, že méně tolerantní sesterské druhy jsou obecně v blízkých oblastech, kde jsou půdy méně extrémní v hodnotách EC a pH (obrázek 1C,d). Překrývání oblastí s vysokou EC a pH je evidentní v jižní západní Austrálii a podél Nullarborské nížiny do jižní Austrálie (obrázek 1E,F).

4. Diskuze

Australská krajina je stará, zvětralá a zahrnuje půdy s vysokou úrovní slanosti a zásaditosti nejméně po dobu 2–4 Ma [14,15,23]. Akácie se v této krajině vyvinul po dobu 25 Ma a opakovaně se přizpůsoboval slaným a/nebo zásaditým půdám v mnoha liniích a v různých dobách.

V toleranci soli se objevuje victoriae clade, sestra zbytku Akácie (Obrázek 1). Acacia adinophylla se předpokládá, že bude spojen s relativně vysokými EC půdami, zatímco A. victoriae„Předpokládá se, že bude spojen se středními úrovněmi salinity, byl použit k rehabilitaci půdy zasažené solí [12]. Acacia adinophylla a další druhy vysoce tolerantní k solím mají omezený rozsah a jsou široce sympatické (obrázek 1A) v provincii přechodných srážek v Západní Austrálii, místo druhové bohatosti a původ následného záření [24] tyto druhy nesouvisí (hvězdička na obrázku 1), což naznačuje opakovanou kolonizaci slané půdy. Tolerance k vysokému pH půdy také vzniká v victoriae clade, protože se předpokládá výskyt všech členů (obrázek 1) na půdách s pH_BOS> 7,3.

Mnoho druhů přizpůsobených vysoké salinitě je také přizpůsobeno vysokému pH, což není překvapující, protože obě vlastnosti půdy jsou spojeny s vyprahlostí [14] a tato studie nemůže určit, zda se jedná o nezávislé adaptace na dva stresy, které náhodou existují na stejném stanovišti nebo v příkladech křížové tolerance, indukce adaptivních reakcí na stres jiným. The anceps kladu (obrázek 1C,d) obsahuje čtyři druhy s průměrným pH_BOS> 8,0, které jsou také v horních 25% pro slanost. Acecia anceps a několik kongenerů se vyskytuje na poloostrově Nullarbor a na poloostrově Eyre. Nullarbor je rozsáhlá mořská vápencová formace podél Great Australian Bight, odkrytá přibližně od 14 Ma, a odvozené nadložní půdy mají rovnoměrně vysoký obsah pedogenních uhličitanů [25]. Kolonizace Nullarboru je spojena s vývojem nového kladu přizpůsobeného vápenatému substrátu.

Sympatie několika Akácie linie na slaných a zásaditých půdách mohou být výsledkem alternativních mechanismů. Za prvé, Akácie rodový stav by mohl být tolerancí k těmto půdám, nicméně rekonstrukce stavu předků tuto hypotézu nepodporuje (EC_BOS = 897, pH_BOS = 7,1). Alternativně výsledky naznačují, že došlo k více kolonizacím vysoce slaných a zásaditých oblastí pomocí více linií v různých časových bodech přes 25 Ma. To znamená, že i v oblastech, kde půdní podmínky vytvářejí silné selektivní tlaky díky vysokému EC a/nebo pH, není environmentální mezera nasycena první kolonizací Akácie linie, tj. nové druhy jsou schopny napadnout komunity, kde jsou již přítomny ekologicky podobné druhy [26].

Na kyselých půdách se vyskytuje několik druhů zjevně tolerujících sůl, což může poukazovat na nezávislé přizpůsobení se stresu. Existuje také velké záření Akácie spojené s půdami s nižší slaností i zásaditostí, zejména ve východní Austrálii, kde většina z Akácie vyskytují se druhy s bipinnatými listy [13].

5. Závěr

Našli jsme v Austrálii Akácie že vztahy fylogenetické, geografické a půdní chemie poskytují základ pro zkoumání toho, jak se vyvinuly rysy tolerance vůči stresu. Zejména jihozápadní Austrálie měla mnoho druhů z více Akácie linie, které se zdají být přizpůsobeny jak vysoké slanosti, tak zásaditosti. Phylogenetic methods can be powerful tools to identify taxa suitable for generating new genetic combinations by plant breeding which are salt- and/or alkaline-tolerant. However, combined spatial and phylogenetic data cannot establish the role of soil chemistry on niche width. Manipulative experiments are required to test the effect of salt chemistry and pH and other abiotic and biotic factors in determining niche preferences.


Conclusion and perspectives

Revealing the relationships between MF and plant responses is becoming more and more important as new evidence reveals the ability of plants to perceive and respond quickly to varying MF by altering their gene expression and phenotype. The recent implications of MF reversal with plant evolution opens new horizons not only in plant science but also to the whole biosphere, from the simplest organisms to human beings.

Magnetotactic bacteria are a diverse group of microorganisms with the ability to orient and migrate along GMF lines (Yan et al., 2012) the avian magnetic compass has been well-characterized in behavioral tests (Ritz et al., 2009) magnetic alignment, which constitutes the simplest directional response to the GMF, has been demonstrated in diverse animals including insects, amphibians, fish, and mammals (Begall et al., 2013) concerns of possible biological effects of environmental EMFs on the basis of the energy required to rotate the small crystals of biogenic magnetite that have been discovered in various human tissues have been discussed (Kobayashi and Kirschvink, 1995). The overall picture is thus a general effect of GMF on life forms.

Life evolved on Earth along changes in the GMF life-history. Any other environment lacking a GMF is expected to generate reactions in living organisms. These concerns becomes urgent questions in light of planned long-term flights to other planets (Belyavskaya, 2004). Understanding GMF effects on life will provide the fundamental background necessary to understand evolution of life forms in our planet and will help us to develop scientific recommendations for design of life-support systems and their biotic components for future space exploration.

Prohlášení o střetu zájmů

The author declares that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.


Wi-fried: do wireless routers really kill plants?

You may have seen in the Daily Mail on Monday (well, you MAY read the Daily Mail, who am I to judge?) the headline "What’s wifi doing to us? Experiment finds that shrubs die when placed next to wireless routers".

Opravdu? This is a bit worrying if so. What shrubs? Well, read a bit further down and the answer may surprise you: cress. I didn’t realise cress was a shrub, but you live and learn eh?

Apparently the researchers (some 15-year-old schoolchildren, in a classroom experiment in Denmark), decided to run the experiment after noticing they had trouble concentrating the morning after sleeping close to their mobile phones.

Quite why wi-fi got blamed for this, I’m not wholly sure, since the wi-fi in their rooms is unlikely to change depending on how close they are to their phones, but anyway, on we go.

Details about what they actually did are sketchy, but what’s been reported is that they put six trays of cress in a room near a wi-fi router, and six trays in a different room without a router. Then they reported what had happened to the cress 12 days later.

This article mentions that the rooms had equivalent light and the seeds were given equal amounts of water, which is great, but it’s unlikely that these students would have had the resources to truly monitor that conditions were equivalent in each room.

I think it’s unkind of me to criticise the experiment too much though. After all, this was a classroom study, and as such is frankly a great design, for that environment. But that certain mainstream media have leapt on this to scaremonger that wi-fi might be damaging our brain is nonsense. This experiment is not controlled enough to give us any evidence for that (and also, I’m not quite sure how similar human brains are to cress anyway).

The suggestion by scientists interviewed about the research is that routers give out heat, and this probably dried out the cress in the rooms with the routers in, so equivalent water was not enough for them.

As for why the girls might struggle to concentrate the day after sleeping with their mobile phones on their bedside, perhaps the lure of late-night Facebook sessions or internet procrastination means they sleep less well? There have been suggestions that the light from mobile phones or tablets just before bed can disrupt sleep patterns, although again there’s not really any strong evidence for this.

Mobile phones, wi-fi and the like are going to cause controversy almost all new technology does. But wi-fi signals are not strong, you would have to go around with a router strapped to your head for extended lengths of time to be exposed to any meaningful level of electromagnetic radiation.

One thing I’d like to say though to the young women who conducted this experiment, is PLEASE don’t listen to people like me writing critiques of your experiment! I am not criticising what you did at all, because I think it’s great. What I think is dangerous and unhelpful is the media reporting schoolroom science in the same style as well-controlled peer-reviewed research, and claiming it provides the same strength of evidence.

I completely agree with this quote from Olle Johansson at the Karolinska Institute (taken from this article):

The girls stayed within the scope of their knowledge, skilfully implemented and developed a very elegant experiment … I sincerely hope that they spend their future professional life in researching, because I definitely think they have a natural aptitude for it.


How Sunlight Affects a Plants Growth

All plants require sunlight to grow. Plants can be grown under artificial lights, but these lights are just mimicking the effects of sunlight. Dependent on the type of plant and its natural habitat, the amount of sunlight required for healthy growth will vary, but no plant will survive for long in the absence of light. For example, no green plants have been found in any of the world’s deep cave systems.

Plants are classed as autotrophs, which means that they produce their own food. To do this they require an input of energy and this energy is provided by sunlight. All plants that produce their own food, (there are a few exceptions) contain the green pigment chlorophyll. Chlorophyll absorbs energy int the form of sunlight and this energy is used in the process known as photosynthesis. A series of chemical reactions occur in which atmospheric carbon dioxide, absorbed through the leaves, and water, taken up by the roots, are combined to form glucose and other basic carbohydrates. These carbohydrates are then used, together with mineral elements drawn up by the roots, to form larger molecules such as starches, fats and proteins. These larger molecules are then used to build roots, stems, branches, leaves etc. As a byproduct to photosynthesis oxygen is released back into the atmosphere.

Thus the amount of sunlight a plant receives will effect its rate and amount of growth. Other factors such as temperature and available soil nutrients are important, but without sunlight the plant cannot survive. Beans planted and keep in the dark will germinate and begin to grow, but this is due to the store of energy in the bean seed. The plants will be straggly and pale and will soon die. In the tropics, with lots of sunlight and warmth, plants can grow much faster than in colder northern climates, where light levels are also much reduced. the other limiting factor in plant growth, of course, being the availability of water.

Plants have adapted to this need for light in different ways. Some have developed large leaves which can contain large amounts of chlorophyll. Others grow tall to tower over their fellows and absorb more sunlight. The importance of light to plants is shown by the process of phototropism. This means plants actively grow towards light. Seedlings in a tray on a windowsill will grow towards the window, reaching for the light. If the tray is turned around so that the seedlings are then facing away from the window, they will slowly change their direction of growth, and in a day or so will again be slanting towards the window. With the advent of time-lapse photography it has been shown that plants can actively ‘follow’ the sun through the course of a day. Leaves move to always present the maximum amount of leaf area to the suns rays.

It is this need for sunlight, through the presence of chlorophyll that gives the majority of plants their green colour. Even purple or silver leaved plants contain chlorophyll, its colour being masked by other pigments. There are some plants without chlorophyll, an example being the Ghost Orchid, Epigogium aphyllum, which gets its name from its deathly white appearance. It cannot manufacture its own food and relies on a symbiotic relationship with a root borne fungus for its nourishment. Compared to the variety and potential size of chlorophyll containing plants, those without are rare and diminutive. Another example of the value of sunlight and its affect on plant growth.


Podívejte se na video: Pohyb rostlin (Listopad 2021).