< Terug naar vorige pagina

Project

Effecten van de habitatfragmentatie op de nectarcompositie in de orchideesoort Gymnadenia conopsea.

Nectar heeft vaak een centrale positie in één van de belangrijkste interacties in de ecologie: de bestuiving. In deze interactie verspreiden bestuivers de pollen van planten en in ruil kunnen bestuivers zich te goed doen aan nectar. Maar nectar is veel meer dan een simpele, zoete beloning voor bestuivers. Verrassend genoeg is er echter zeer weinig geweten over deze belangrijke, maar biochemisch complexe oplossing en zijn relatie met het reproductief succes van planten. In deze dissertatie onderzochten we hoe de paring en het reproductief succes van orchideeën in het algemeen en van de Lepidoptera bestoven muggenorchis (Gymnadenia conopsea) in het bijzonder werd beïnvloed door de productie en de samenstelling van nectar.We begonnen met te onderzoeken hoe de relatie tussen populatiegrootte, populatie vruchtzetting en genetische diversiteit van orchideeën werd beïnvloed door nectarproductie door middel van een meta-analyse. Kleine plantpopulaties hebben vaak een verminderde vruchtzetting en een lagere genetische diversiteit door een gebrek aan seksuele partners. De afwezigheid van nectar wordt verondersteld de uitkruising en de verspreiding van genen tussen fragmenten te bevorderen. We verwachten daarom dat, in vergelijking met nectar producerende orchideeën, nectarloze orchideeën minder gevoelig zijn aan een dalende populatiegrootte. We constateerden dat de vruchtzetting van nectar producerende orchideeën inderdaad gevoeliger was aan een afnemende populatiegrootte, maar de genetische diversiteit van nectarloze orchideeën leek gevoeliger indien genenuitwisseling tussen populaties zou afnemen. We concludeerden daarom dat een teruglopende populatiegrootte ten gevolge van habitatverlies en habitatfragmentatie een grote bedreiging vormt voor de levensvatbaarheid van orchideeën in het algemeen, alhoewel nectarproductie het mechanisme van dit proces wel beïnvloedde.
Vervolgens richtten we onze aandacht op de nectar suiker- en aminozuurconcentratie en samenstelling van de door vlinders bestoven orchidee Gymnadenia conopsea. Nectar werd bemonsterd uit 986 bloemen van 296 individuen in elf discrete populaties. De proporties van suikers en aminozuren werden bepaald met behulp van high-performance anion exchange chromatografie met gepulste amperometrische detectie. We kwantificeerden de variatie in nectarsamenstelling op landschapsniveau en identificeerden factoren die deze variatie beïnvloeden. In het algemeen was het hoogste aandeel in variantie (c. 45%) terug te vinden tussen bloemen van hetzelfde individu, terwijl ongeveer 35% van de totale variatie zich tussen individuen binnen een populatie bevond. De hoge variatie binnen individuen in zowel nectar aminozuur- als suikersamenstelling is mogelijks een adaptieve eigenschap aangezien het geitonogame bestuiving kan verminderen. De hoge variatie binnen individuen zal echter ook de selectie op de nectarsamenstelling door pollinatoren sterk bemoeilijken. Daarnaast toonden we ook aan dat de nectarsamenstelling gerelateerd was aan de lokale bodemeigenschappen.
Om de invloed van nectarsamenstelling op paring en reproductief succes in G. conopsea beter te begrijpen hebben we in een experiment meststoffen toegevoegd aan bepaalde individuen om zo de nectar aminozuur samenstelling te wijzigen. Vergeleken met onbemeste individuen, hadden bemeste individuen een hogere nectar aminozuurconcentratie en een andere aminozuursamenstelling terwijl andere bloemkenmerken niet verschilden. Bemeste planten hadden ook aanzienlijk meer verwijderde pollinia en een hogere vruchtzetting, terwijl niet-bemeste planten meer zaden met een embryo en minder zelf bestoven zaden hadden. Deze resultaten geven sterk het vermoeden dat de nectar aminozuursamenstelling bepalend is voor het reproductief succes van G. conopsea aangezien zowel vruchtzetting als het aandeel aan zelfbestuivingen sterk beïnvloed was door de experimentele opzet en dus ook het totale aantal zaden en de kwaliteit van deze zaden. Daarnaast tonen we nieuwe potentiële gevolgen aan van nutriëntenvervuiling op het reproductief succes van planten door middel van veranderingen in nectarsamenstelling.
Tot slot onderzochten we de rol van bestuivers in het bepalen van de nectarsamenstelling en de morfologie van andere bloemenkenmerken in G. conopsea. Zowel lineaire regressie als structurele vergelijkingsmodellen werden gebruikt om fenotypische selectie aan te tonen op planthoogte, grootte van de bloeiwijze en specifieke nectar aminozuren. Spoor lengte, nectar suiker samenstelling en de totale nectar suiker of aminozuur concentratie ondervonden geen directe fenotypische selectie. Deze resultaten toonden voor het eerst aan dat nectarsamenstelling inderdaad een bloemkenmerk is waarop fenotypische selectie kan plaatsvinden. Daarnaast versterkten we het vermoeden dat aminozuren zeer belangrijke nectarcomponenten zijn aangezien er geen selectie plaatsvond op nectarsuikers, maar wel op aminozuren. Aangezien er geen selectie was op de totale concentratie aan aminozuren, maar wel op specifieke aminozuren zijn aminozuren waarschijnlijk niet enkel een stikstofbron om bestuivers aan te trekken, maar regelen ze ook de efficiëntie van bestuiving door hun invloed op de smaak van nectar en dus ook het gedrag van bestuivers.

Datum:1 okt 2010 →  30 sep 2015
Trefwoorden:Nectar composition
Disciplines:Plantenbiologie
Project type:PhD project