Bồ công anh vùng núi có nguồn gốc từ khu vực bản địa và được du nhập khác nhau trong phản ứng của chúng đối với các ràng buộc môi trường

Ecological Research - Tập 24 - Trang 175-183 - 2008
Constanza L. Quiroz1,2, Philippe Choler3, Florence Baptist3, Marcia González-Teuber4, Marco A. Molina-Montenegro1,2, Lohengrin A. Cavieres1,2
1ECOBIOSIS, Departamento de Botánica, Universidad de Concepción, Concepción, Chile
2Instituto de Ecología y Biodiversidad (IEB), Santiago, Chile
3Laboratoire d’Ecologie Alpine (LECA), Université Joseph Fourier, Grenoble, France
4Department of General Botany, University Duisburg-Essen, Duisburg, Germany

Tóm tắt

Ít nghiên cứu so sánh phản ứng của các quần thể bản địa và xâm lấn dưới các điều kiện căng thẳng. Hơn nữa, vẫn chưa có sự đồng thuận rõ ràng về việc phản ứng nhựa có liên quan đến tính xâm lấn trong các môi trường căng thẳng hay không. Các loài ngoại lai gần đây đã được báo cáo ở dãy Andes cao của miền trung Chile, nơi mà các cá thể phải đối phó với hạn hán và đất nghèo, cùng với nhiệt độ cực kỳ. Chúng tôi đã khám phá xem loài ngoại lai Taraxacum officinale (bồ công anh) có phản ứng nhựa đối với độ ẩm đất và sự sẵn có của chất dinh dưỡng hay không, và liệu hai bộ quần thể vùng núi xuất phát từ các quần thể bản địa và được du nhập có thể hội tụ vào các phản ứng nhựa tương tự đối với các ràng buộc môi trường không. Sử dụng phương pháp vườn chung, chúng tôi đã so sánh các cây được trồng từ hạt được thu thập trong quần thể vùng núi ở khu vực bản địa của nó (Alps, Pháp) và ở quần thể vùng núi ở khu vực được du nhập (Andes, Chile) dưới một thí nghiệm hạn hán, một gradient kali, và một gradient nitơ. Tính nhựa chỉ được tìm thấy như là một phản ứng đối với hạn hán. Hơn nữa, các phản ứng khác nhau đã được tìm thấy giữa hai nguồn gốc. Các cá thể Andean có khả năng chống hạn hán, trong khi các cá thể từ Alps lại nhạy cảm với hạn hán. Theo các thí nghiệm về chất dinh dưỡng, bồ công anh Andean hành xử như một loài có nhu cầu nitơ cao và tránh kali, trong khi các cá thể từ Alps không cho thấy bất kỳ sự phụ thuộc hay xu hướng tránh né nào đối với hai chất dinh dưỡng này. Kết quả cho thấy rằng sự khác biệt trong các đặc điểm lịch sử sống của cả hai bộ quần thể có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định phản ứng của bồ công anh dưới các điều kiện đã được đánh giá. Tuy nhiên, tầm quan trọng tương đối của sự thích nghi di truyền trong các phản ứng này vẫn còn không rõ ràng. Mặc dù T. officinale là một loại cỏ phổ cập, đây là nghiên cứu đầu tiên so sánh các cá thể đến từ khu vực bản địa và khu vực xâm lấn của nó dưới các điều kiện căng thẳng.

Từ khóa

#bồ công anh #Taraxacum officinale #quần thể xâm lấn #phản ứng nhựa #căng thẳng môi trường #Andes #Alps

Tài liệu tham khảo

Andersen MD, Baker WL (2006) Reconstructing landscape-scale tree invasion using survey notes in the Medicine Bow Mountains, Wyoming, USA. Landsc Ecol 21:243–258 Arévalo JR, Delgado JD, Otto R, Naranjo A, Salas M, Fernández-Palacios JM (2005) Distribution of alien vs. native plant species in roadside communities along an altitudinal gradient in Tenerife and Gran Canaria (Canary Islands). Perspect Plant Ecol Evol Syst 7:185–202 Becker T, Dietz H, Billeter R, Buchsmann H, Edwards PI (2005) Altitudinal distribution of alien species in the Swiss Alps. Perspect Plant Ecol Evol Syst 7:173–183 Bierzychudek P (1985) Patterns in plant parthenogenesis. Experientia 41:1255–1264 Billings WD (1974) Adaptations and origins of alpine plants. Arct Alp Res 6:129–142 Bliss LC (1985) Alpine. In: Billings WD, Mooney HA (eds) Physiological ecology of North American plant terrestrial communities. Chapman & Hall, New York, pp 41–65 Bossdorf O, Auge H, Lafuma L, Rogers WE, Siemann E, Prati D (2005) Phenotypic and genetic differentiation between native and introduced plant populations. Oecologia 144:1–11 Brock MT, Weining C, Galen C (2005) A comparison of phenotypic plasticity in the native dandelion Taraxacum ceratophorum and its invasive congener T. officinale. New Phytol 166:173–183 Cavieres LA, Quiroz CL, Molina-Montenegro MA, Muñoz AA, Pauchard A (2005) Nurse effect of the native cushion plant Azorella monantha on the invasive non-native Taraxacum officinale in the high-Andes of central Chile. Perspect Plant Ecol Evol Syst 7:217–226 Cavieres LA, Badano EI, Sierra-Almeyda A, Gómez-González S, Molina-Montenegro MA (2006) Positive interactions between alpine plant species and the nurse cushion plant Laretia acaulis do not increase with elevation in the Andes of central Chile. New Phytol 169:59–69 Chambers JC (1995) Disturbance, life history strategies, and seed fates in alpine herbfield communities. Am J Bot 82:421–433 Chambers JC, MacMahon JA, Brown RW (1990) Alpine seedling establishment: the influence of disturbance type. Ecology 71:1323–1341 Chaneton EJ, Perelman SB, Omanici M, León RJC (2002) Grazing, environmental heterogeneity, and alien plant invasions in temperate Pampa grasslands. Biol Invasions 4:7–24 Daehler CC (2005) Upper-montane plant invasions in the Hawaiian Islands: patterns and opportunities. Perspect Plant Ecol Evol Syst 7:203–216 Dethier MN, Hacker SD (2005) Physical vs. biotic resistance in controlling the invasion of an estuarine marsh grass. Ecol Appl 15:1273–1283 DeWalt SJ, Denslow JS, Hamrick JL (2004) Biomass allocation, growth, and photosynthesis of genotypes from native and introduced ranges of the tropical shrub Clidemia hirta. Oecologia 138:521–531 Dullinger S, Dirnböck T, Grabherr G (2003) Patterns of shrub invasion into high mountain grasslands of the Northern Calcareous Alps, Austria. Arct Antarct Alp Res 35:434–441 Dybdahl MF, Kane S (2005) Adaptation vs. phenotypic plasticity in the success of a clonal invader. Ecology 86:1592–1601 Eggemeyer KD, Awada T, Wedin DA, Harvey FE, Zhou XH (2006) Ecophysiology of two native invasive woody species and two dominant warm-season grasses in the semi-arid grasslands of the Nebraska Sandhills. Int J Plant Sci 167:991–999 Ehleringer JR, Miller PC (1975) Water relations of selected plant species in the alpine tundra. Colorado. Ecology 56:370–380 Ellstrand NC, Roose ML (1987) Patterns of genotypic diversity in clonal plant species. Am J Bot 74:123–131 Ellstrand NC, Schierenbeck KA (2000) Hybridization as a stimulus for the evolution of invasiveness in plants? Proc Natl Acad Sci USA 97:7043–7050 Holm L, Doll J, Holm E, Pancho J, Herberger J (1997) World weeds. Natural histories and distribution. Wiley, New York Kaufman SR, Smouse PE (2001) Comparing indigenous and introduced populations of Melaleuca quinquenervia (Cav.) Blake: response of seedlings to water and pH levels. Oecologia 127:487–494 Körner CH (2003) Alpine plant life, 2nd edn. Springer, Berlin Heidelberg New York Lake JC, Leishman MR (2004) Invasion success of exotic plants in natural ecosystems: the role of disturbance, plant attributes and freedom from herbivores. Biol Conserv 117:215–226 Larcher W (2003) Physiological plant ecology. Ecophysiology and stress physiology of functional groups, 4th edn. Springer, Berlin Heidelberg New York Lavergne S, Molofsky J (2007) Increased genetic variation and evolutionary potential drive the success of an invasive grass. Proc Natl Acad Sci 104:3883–3888 Lee CE (2002) Evolutionary genetics of invasive species. Trends Ecol Evol 17:386–391 Matthei OJ (1995) Manual de las malezas que crecen en Chile. Alfabeta, Santiago Mc Dougall KL, Morgan JW, Walsh NG, Williams RJ (2005) Plant invasions in treeless vegetation of the Australian Alps. Perspect Plant Ecol Evol Syst 7:159–171 Morrison SL, Molofsky J (1998) Effects of genotypes, soil moisture, and competition on the growth of an invasive grass, Phalaris arundinacea (reed canary grass). Can J Bot 76:1939–1946 Morrison SL, Molofsky J (1999) Environmental and genetic effects on the early survival and growth of the invasive grass, Phalaris arundinacea. Can J Bot 77:1447–1453 Nilsson MC, Wardle DA, Zackrisson O, Jäderlund A (2002) Effects of alleviation of ecological stresses on an alpine tundra community over an eight-year period. Oikos 97:3–17 Parks CG, Radosevich SR, Endress BA, Naylor BJ, Anzinger D, Rew LJ, Maxwell BD, Dwire KA (2005) Natural and land-use history of the Northwest mountain ecoregions (USA) in relation to patterns of plant invasions. Perspect Plant Ecol Evol Syst 7:137–158 Richards AJ (1973) The origin of Taraxacum agamospecies. Bot J Linn Soc 66:89–111 Richards CL, Bossdorf O, Muth NZ, Gurevitch J, Pigliucci M (2006) Jack of all trades, master of some? On the role of phenotypic plasticity in plant invasions. Ecol Lett 9:981–993 Richardson DM, Pysek P, Rejmánek M, Barbour MG, Panetta FD, West CJ (2000) Naturalization and invasion of alien plants: concepts and definitions. Divers Distr 6:93–107 Rogstad SH, Keane B, Beresh J (2001) Genetic variation across VNTR loci in central North American Taraxacum surveyed at different spatial scales. Plant Ecol 161:111–121 Russel EJ, Russel EW (1959) Las condiciones del suelo y el desarrollo de las plantas. 2nd edn. Aguilar, Madrid Sakai AK, Allendorf FW, Holt JS, Lodge DM, Molofsky J, With KA, Baughman S, Cabin RJ, Cohen JE, Ellstrand NC, McCauley DE, O’Neil P, Parker IM, Thompson JN, Weller SG (2001) The population biology of invasive species. Annu Rev Ecol Syst 32:305–332 Sexton JP, McKay JK, Sala A (2002) Plasticity and genetic diversity may allow saltcedar to invade cold climates in North America. Ecol Appl 12:1652–1660 Suding KN, Lejeune KD, Seastedt TR (2004) Competitive impacts and responses of an invasive weed: dependencies on nitrogen and phosphorus availability. Oecologia 141:526–535 Sultan SE (1995) Phenotypic plasticity and plant adaptation. Acta Bot Neerlandica 44:363–83 Taiz L, Zeiger E (1998) Plant physiology, 2nd edn. Sinauer, Sunderland Tsialtas JT, Pritsa TS, Veresoglou DS (2004) Leaf physiological traits and their importance for species success in a Mediterranean grassland. Photosynthetica 42:371–376 Van der Hulst RGM, Mes THM, Den Nijs JCM, Bachmann K (2000) Amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers reveal that population structure of triploid dandelions (Taraxacum officinale) exhibits both clonality and recombination. Mol Ecol 9:1–8 Verduijn MH, Van Dijk PJ, Van Damme JMM (2004) Distribution, phenology and demography of sympatric sexual and asexual dandelions (Taraxacum officinale s.l.): geographic parthenogenesis on a small scale. Biol J Linn Soc 82:205–218 Vitousek PM, Gosz JR, Grier CC, Melillo JM, Reiners WA, Todd RL (1979) Nitrate losses from disturbed ecosystems. Science 204:469–474 Williamson M, Fitter A (1996) The varying success of invaders. Ecology 77:1661–1666 Williams DG, Mack RN, Black RA (1995) Ecophysiology of introduced Pennicetum setaceum on Hawaii: the role of phenotypic plasticity. Ecology 76:1569–1580