Jump to content

Синдром рассеивания семян

Синдромы распространения семян - это морфологические признаки семян , коррелирующие с конкретными агентами распространения семян . [ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] Расселение — это событие, при котором особи перемещаются с места проживания своих родителей и обосновались на новом месте. [ 5 ] Распространитель семян — это вектор, с помощью которого семя перемещается от родителя к месту отдыха, где появится особь, например животное . Подобно термину «синдром», диаспора представляет собой морфологическую функциональную единицу семени, предназначенную для распространения. [ 6 ]

Характеристиками синдрома распространения семян обычно являются плодов . цвет, масса и стойкость [ 4 ] Эти характеристики синдрома часто связаны с плодом, несущим семена. Плоды — это упаковки для семян, состоящие из питательных тканей для кормления животных. Однако мякоть плодов обычно не используется в качестве средства синдрома распространения семян, поскольку пищевая ценность мякоти не способствует успеху распространения семян. [ 5 ] Животные взаимодействуют с этими фруктами, потому что они являются для них обычным источником пищи . Однако не все синдромы распространения семян имеют плоды, поскольку не все семена разносятся животными. Для распространения семян необходимы подходящие биологические и экологические условия синдромов расселения. [ 2 ] и успех вторжения [ 1 ] такие как температура и влажность .

Синдромы распространения семян параллельны синдромам опыления , которые определяются как цветочные характеристики, привлекающие организмы в качестве опылителей . [ 7 ] Их считают параллелями, поскольку оба они представляют собой взаимодействие растений и животных, которое увеличивает репродуктивный успех растения. Однако синдромы рассеивания семян чаще встречаются у голосеменных , тогда как синдромы опыления встречаются у покрытосеменных . [ 5 ] Семена рассеиваются, чтобы увеличить репродуктивный успех растения. Чем дальше семя находится от родителя, тем выше его шансы на выживание и прорастание . Следовательно, растение должно выбрать определенные признаки, чтобы увеличить распространение переносчика (т.е. птицы ) и повысить репродуктивный успех растения.

Эволюция

[ редактировать ]

Семена приобрели свойства, позволяющие вознаграждать животных за улучшение их способности к расселению. [ 5 ] Различное пищевое поведение животных может привести к выбору признаков расселения и пространственной изменчивости. [ 3 ] [ 8 ] например, увеличение размера семян для расселения млекопитающих , что может ограничить производство семян . [ 9 ] Производство семян ограничено некоторыми семенными синдромами из-за их стоимости для растения. Следовательно, синдромы распространения семян будут развиваться у растения, когда польза от признака перевешивает затраты. [ 1 ] Сами распространители семян играют важную роль в развитии синдрома. [ 10 ] Например, птицы оказывают сильное давление на семена по цвету плодов из-за их улучшенного зрения. Иллюстрацией такой эволюции цвета является образование зеленого цвета, поскольку его способности к фотосинтезу менее затратны. [ 11 ] в то время как красный цвет возникает как побочный продукт защиты от членистоногих . [ 9 ]

Для развития видимых характерных различий между распространителями и нераспространителями необходимо выполнить несколько условий: 1. Специализация должна увеличить успех расселения, будь то морфологическое, физиологическое или поведенческое. 2. Энергетические затраты на расселение будут взяты из энергетических затрат других признаков. 3. Расселение. эти черты принесут пользу диспергаторам по сравнению с недиспергирующими. Фенотипические (видимые характеристики) различия у нераспространителей и расселенцев могут быть вызваны внешними факторами, родственной конкуренцией , внутривидовой конкуренцией и качеством среды обитания . [ 1 ]

В 1930 году Ридли написал важную книгу под названием «Распространение растений по всему миру», в которой подробно описывается каждая форма расселения; Распространение ветром, водой, животными, птицами, рептилиями и рыбами, прилипание и людьми. Он подробно описывает морфологию и особенности каждого метода распространения, которые позже будут описаны как синдромы распространения семян. Это положило начало идее, что отбор признаков семян связан с формой распространения семян. Затем в 1969 году ван дер Пейл в своей книге «Принципы распространения семян у высших растений» определил синдромы распространения семян, основанные на каждом механизме распространения семян. Он является вершиной синдромов распространения семян, и на него цитируют многие ученые, изучающие синдромы распространения семян. Он описывает морфологию взаимодействия фруктов и цветов и классифицирует распространение у беспозвоночных, рыб, рептилий, птиц, млекопитающих, муравьев, ветра, воды и самих растений. Янсон в 1983 году продолжил исследование синдромов рассеивания семян и классифицировал синдромы рассеивания семян плодов по размеру, цвету и цвету. шелуха или отсутствие шелухи у видов перуанских тропических лесов . Он подробно рассказал о взаимодействии между растениями, которые приспособились к распространению семян птицами и млекопитающими. Уилсон, Ирвин и Уолш в 1989 году добавили дополнительные факторы к изучению синдромов распространения семян и рассмотрели различные мясистые плоды и их корреляцию с влажностью и различными экологическими факторами. Они изучили распространение птиц и млекопитающих, а также то, как плоды различались по синдромам расселения, таким как цвет и размер. Эти ученые положили начало теории и идеям, лежащим в основе синдромов распространения семян, которые имеют решающее значение для эволюции размножения растений .

Типы и функции

[ редактировать ]

Ранее синдромы распространения классифицировались по размеру, цвету, весу, защите, типу мякоти, количеству семян, весу и времени начала созревания. [ 3 ] [ 4 ] [ 9 ] [ 12 ] Синдромы часто связаны с типом расселения и морфологией . Также химический состав . на выбор диспергатора может повлиять [ 4 ] Ниже приведены типы распространения семян и их синдромы.

Анемохория

[ редактировать ]
Пример синдрома анемохории

Анемохория определяется как распространение семян ветром. Распространенными синдромами распространения анемохии являются крылатые структуры. [ 8 ] и семена коричневого или тусклого цвета без дальнейшего вознаграждения. [ 12 ] Ван дер Пейл назвал семена анемохорных летунов, катков или метателей, чтобы отразить синдромы распространения семян и их поведение. Листовки обычно подразделяют на пылевые диаспоры, воздушные шары, перья или крылатые. Пылевые диаспоры представляют собой небольшие плоские структуры на семенах, которые кажутся переходными к крыльевым диаспорам, воздушные шары представляют собой раздутые характеристики семян, а шлейфы представляют собой волоски или характеристики семян, удлиненные. [ 13 ] Крылья эволюционировали, чтобы увеличить расстояние распространения и способствовать потоку генов. [ 8 ] Анемохория обычно встречается в открытых местообитаниях. [ 14 ] кроны деревьев , [ 10 ] и лиственные леса засушливого сезона. [ 14 ] Ветровые рассеиватели созревают в засушливый сезон для оптимального рассеивания на большие расстояния. [ 2 ] [ 12 ] для увеличения успеха прорастания.

Барохория

[ редактировать ]

Барохория — это распространение семян исключительно под действием силы тяжести , при котором семена растения падают под материнское растение. [ 8 ] Эти семена обычно имеют синдром тяжелого рассеивания семян. [ 13 ] Однако тяжелые семена могут быть не формой синдрома рассеивания семян, а случайной характеристикой семян, не имеющей цели распространения. Было решено [ кем? ] эта барохия не развивает синдром рассеивания семян, потому что она не выбирает персонажей для усиления рассеивания. Сомнительно, является ли барохия вообще рассредоточением.

Гидрохория

[ редактировать ]

Гидрохория – распространение семян водой. [ 13 ] Семена могут разнестись дождем, льдом или погрузиться в воду. Семена, распространяемые водой, должны иметь способность плавать и противостоять повреждению водой. У них часто есть волосы, помогающие увеличиваться и плавать. Другими причинами, вызывающими плавание, являются воздушное пространство, легкие ткани и пробковые ткани. Синдромы гидрохории наиболее распространены у водных растений . [ 13 ] [ 15 ]

Зоохория

[ редактировать ]

Зоохория — это распространение семян животными, которую можно разделить на три класса.

  1. Эндозоохория – распространение семян при проглатывании семян животными и их дефекации. При мутуалистическом поведении животное награждается питательными фруктами, при этом безвредно разбрасывая семя или семена, тем самым увеличивая их приспособленность и шансы на выживание.
  2. Синзоохория – распространение диаспор ротовым аппаратом животных.
  3. Эпизоохия – случайное расселение животными. [ 13 ] Различные характеристики зоохорных синдромов включают цветные фрукты, ароматные фрукты и разную текстуру у разных животных.

Характеристики эндозоохорного синдрома будут развиваться в зависимости от вкусовых качеств плода организмом. Например, млекопитающих привлекает запах семян, а птиц — цвет. Эндозоохорные синдромы развились так, что животные их проглатывают, а затем переходят в новую среду, чтобы семена могли прорасти. [ 16 ] Синзоохория должна иметь твердую кожицу, предохраняющую семена от повреждения ротового аппарата; например, острые клювы у таких животных, как птицы или черепахи . Эпизоохория обычно имеет заусенцы или шипы для транспортировки семян снаружи животных. Эти синдромы тесно связаны с животными, имеющими мех . [ 13 ] в то время как шипы отсутствовали бы на семенах, которые разносятся рептилиями из-за их гладкой кожицы. Считается, что не все животные, взаимодействующие с плодами растений, являются распространителями, поскольку некоторые животные не способствуют успешному распространению семян, а потребляют и уничтожают их. Следовательно, некоторые животные являются распространителями, а некоторые – потребителями.

млекопитающих

[ редактировать ]

Маммалохория - это распространение семян млекопитающими. Синдромы распространения млекохории включают крупные мясистые плоды, плоды зеленого или тусклого цвета, а также очищенные или неочищенные плоды. [ 3 ] [ 4 ] [ 9 ] [ 11 ] [ 13 ] [ 17 ] Семена, как правило, имеют большую защиту от механического разрушения. В поисках пищи млекопитающие полагаются на обоняние больше, чем на зрение, из-за чего семена, которые они разносят, имеют более сильный запах по сравнению с семенами, разносимыми птицами. [ 18 ] Семена, распространяемые животными, созревают в сезон дождей, когда активность кормодобывания высока, что приводит к образованию мясистых диаспор. [ 2 ] [ 10 ] [ 12 ] Млекопитающие потребляют фрукты целиком или небольшими кусочками. [ 11 ] что объясняет более крупные семенные синдромы. Синдромы маммалохии могут повысить репродуктивный успех растения по сравнению с синдромами распространения семян растения, связанными, например, с барохорией. Примером синдрома распространения семян, связанного с млекопитающими, который увеличивает репродуктивный успех, могут быть грызуны , питающиеся семенами , которые увеличивают прорастание за счет захоронения семян. [ 19 ]

Орнитохория

[ редактировать ]

Орнитохория – распространение семян птицами. Общие характеристики синдрома включают мелкие мясистые плоды яркого цвета и без шелухи. [ 3 ] [ 9 ] [ 11 ] [ 13 ] [ 14 ] Орнитохория распространена в умеренных зонах. [ 12 ] и океанические острова из-за отсутствия местных млекопитающих. [ 14 ] У птиц обостренное цветовое зрение, они глотают семена и плоды целиком. [ 11 ] объясняющие небольшие и цветные характеристики синдромов рассеяния. У птиц слабое обоняние , поэтому синдромы орнитохории больше специализируются на цвете, чем на запахе. [ 13 ] по сравнению с млекохорией. Орнитохория может повысить репродуктивный успех растения, поскольку пищеварительный тракт птицы увеличивает прорастание семян. [ 19 ] после того, как птица обошла его и разогнала.

Мирмекохория

[ редактировать ]

Мирмекохория – распространение семян муравьями . Мирмекохория считается мутуалистическим родством муравьев и растений. [ 2 ] [ 8 ] Общими чертами синдрома мирмекохории являются элайосомы , которые часто трудно повредить. [ 8 ] [ 13 ] Элайосомы — это структуры, привлекающие муравьев, поскольку они содержат большое количество липидов , обеспечивающих важными питательными веществами . муравьев [ 8 ] Без муравьев распространение семян становится барохорией, и успех распространения снижается. [ 2 ] [ 8 ] Спорный вопрос, являются ли муравьи хорошими распространителями и будут ли растения выбирать способ расселения муравьев. Муравьи действительно взаимодействуют с семенами, однако муравьи не могут путешествовать на большие расстояния. Следовательно, будет ли растение отдавать предпочтение птице, а не муравью, если птицы могут разносить семена гораздо дальше, чем муравьи, увеличивая репродуктивный успех растения.

Проблемы

[ редактировать ]

Некоторые ученые скептически относятся к тому, действительно ли существуют синдромы распространения семян, поскольку их параллельные синдромы - синдромы опыления - часто оспариваются в научной литературе . Синдромы распространения семян, похоже, не вызывают особых разногласий среди ученых. Неясно, связано ли это с отсутствием исследований или интереса к синдромам распространения семян, или же ученые согласны с идеей синдромов распространения семян. Возможно также, что синдромы распространения семян труднее проверить, потому что, как только семена рассеются, их становится трудно собирать и изучать. Джордано (1995) утверждает, что эволюция свойств плодов для успешного распространения семян зависит только от диаметра. [ 16 ] Это точка зрения одного ученого, но, похоже, она не является общим мнением среди ученых. Цвет и обоняние — другие распространенные синдромы распространения семян, проверенные и обсуждаемые в научной литературе с неоднозначными результатами. Одна из возможных причин заключается в том, что адаптивные изменения цвета плодов могут зависеть от масштаба и происходить только в широких таксономических масштабах, а не внутри сообществ видов фруктов, расселённых птицами или млекопитающими. [ 20 ] Одним из ограничений упомянутых синдромов распространения семян является ограниченное определение характеристик синдрома, таких как запах или текстура. [ 11 ] Вполне возможно, что не было проведено достаточно исследований для проверки этих характеристик или они не играют роли в синдромах распространения семян.

Различия в синдромах распространения семян кажутся слабыми, но они существуют. Необходимо учитывать возможность того, что эти синдромы развились не для того, чтобы способствовать распространению семян, а для борьбы с другими факторами отбора . [ 16 ] Например, синдромы могли развиться для борьбы с хищниками или опасностями окружающей среды. Хищничество может вызвать синдром вторичного метаболита . Вторичные метаболиты — это соединения, которые не используются для выполнения основной функции растения и обычно используются в качестве защитных механизмов . [ 21 ]

Дальнейшие исследования

[ редактировать ]

Синдромы распространения семян не изучены в полной мере для каждого метода распространения семян. Поэтому необходимо провести дальнейшие исследования, чтобы заполнить пробелы в знаниях о синдромах расселения. Ниже приведены проблемные области или направления, в которых можно продолжить исследования синдромов распространения семян. Отсутствует понимание морфологии в связи с поведенческими особенностями расселителей. [ 1 ] [ 12 ] Исследования в этой области помогут понять, почему растения выбирают те или иные диспергаторы для повышения репродуктивного успеха. Также понимание стратегий перемещения факторов, влияющих на выезд в поселение. [ 1 ] важен для определения того, влияет ли на синдромы распространения семян только выбор растений для рассеивателя. Существует мало исследований, посвященных фенотипически-зависимому расселению и тому, как оно влияет на пространственную структуру популяций. [ 1 ] [ 12 ] Расстояние распространения не исследовано достаточно подробно, чтобы коррелировать с синдромом распространения семян. Необходимо провести дополнительные экспериментальные полевые исследования взаимодействия растений и животных в отношении распространения семян. [ 9 ] [ 14 ] для глубокого понимания синдромов распространения семян. Имеются ограниченные знания о присутствии элайсом и поведении муравьев, влияющих на распространение семян, а также о том, как взаимодействие муравьев и растений развивалось при различных признаках растений. [ 8 ] Понимание этих взаимодействий поможет прояснить, действительно ли мирмекохория развила синдромы распространения семян. Микро- и макроэволюционные процессы необходимы для определения эффектов биологического расселения семян. [ 9 ] Невозможно сделать выводы о синдромах распространения семян без надежных филогений и эволюционных исследований. Существует также пробел в понимании генетических последствий зоохории. [ 16 ] Использование генетики могло бы помочь выяснить, сформировались ли эти синдромы случайным образом или они соответствуют эволюции распространения семян. Неясно, развились ли эти синдромы распространения семян для специализации между растениями и животными для увеличения успеха распространения семян, или эти синдромы просто формируются в результате общих взаимодействий растений и животных. Понимание этих взаимосвязей прояснило бы путаницу в отношении синдромов распространения семян и того, являются ли они истинными примерами эволюции, увеличивающей репродуктивный успех растений, или же они развились без давления отбора.

  1. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Клобер Дж., Ле Галлиард Дж. Ф., Кот Дж., Мейлан С. и Массо М. (2009). Информированное расселение, гетерогенность синдромов расселения животных и динамика пространственно структурированных популяций. Письма об экологии, 12, 197–209.
  2. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Гриз, LMS и Мачадо, ICS (2001). Фенология плодоношения и синдромы распространения семян в Каатинга, сухом тропическом лесу на северо-востоке Бразилии. Журнал тропической экологии, 17, 303–321.
  3. ^ Перейти обратно: а б с д и Линк, А. и Стивенсон, PR (2004). Синдромы распространения плодов у растений, рассеянных животными, в национальном парке Тинигуа, Колумбия. Чилийский журнал естественной истории, 77, 319–334.
  4. ^ Перейти обратно: а б с д и Тамбоя Т., Чиполлини М.Л. и Леви DJ (1996). Оценка синдромов распространения семян позвоночных у четырех видов паслена черного. Экология, 107(4), 522–532.
  5. ^ Перейти обратно: а б с д Эррера, К.М. и Пеллмир, О. (2002). Взаимодействие растений и животных: эволюционный подход. США: Blackwell Science Ltd.
  6. ^ Бут, DT (1990). Функции диаспор растений. Журнал семенных технологий, 14 (1), 61–73.
  7. ^ Фенстер, CB, Армбрустер, WS, Уилсон, П., Дудаш, MR и Томсон, JD (2004). Синдромы опыления и специализация цветов. Ежегодный обзор экологии, эволюции и систематики, 35, 375–403.
  8. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я Кастро С., Ферреро В., Лоурейро Дж., Эспадалер Х., Сильвейра П. и Наварро Л. (2010). Механизмы расселения узкоэндемичных Polygala vayredae: синдромы расселения и пространственно-временные вариации в сообществах расселения муравьев. Экология растений, 207, 359–372.
  9. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Фишер, К.Е. и Чепмен, Калифорния (1993). Плодоядные животные и фруктовые синдромы: различия в закономерностях на уровне рода и вида. Ойкос, 66(3), 472–482.
  10. ^ Перейти обратно: а б с Батлер Д.В., Грин Р.Дж., Лэмб Д., Макдональд WJF и Форстер П.И. (2007). Биогеография синдромов распространения семян, жизненных форм и размеров семян среди древесных растений тропических лесов в субтропиках Австралии. Журнал биогеографии, 34, 1736–1750.
  11. ^ Перейти обратно: а б с д и ж Ломаколо С.Б., Сперанца П. и Кимбалл Р.Т. (2008). Коррелирующая эволюция размера и цвета инжира подтверждает гипотезу синдрома рассеяния. Экология, 158, 783–796.
  12. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г Ду Ю., Ми Х., Лю Х., Чен Л. и Ма К. (2009). Фенология распространения семян и синдромы расселения в субтропических широколиственных лесах Китая. Лесная экология и управление, 258, 1147–1152.
  13. ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж ван де Пейл, Л. (1969). Принципы расселения у высших растений. Спрингер, Берлин Гейдельберг, Нью-Йорк.
  14. ^ Перейти обратно: а б с д и Арместо, Джей Джей и Роззи, Р. (1989). Синдромы распространения семян в тропических лесах Чилоэ: доказательства важности биотического распространения в тропических лесах умеренного пояса. Журнал «Биогеография», 16 (3), 219–226.
  15. ^ Ридли, HN (1930). Распространение растений по всему миру . Рив, Эшфорд, Великобритания.
  16. ^ Перейти обратно: а б с д Эррера, К.М. и Пеллмир, О. (2002). Взаимодействие растений и животных: эволюционный подход. США: Blackwell Science Ltd.
  17. ^ Уилсон, М.Ф., Ирвин, А.К. и Уолш, Н.Г. (1989). Синдромы расселения позвоночных в некоторых растительных сообществах Австралии и Новой Зеландии с географическими сравнениями. Биотропика, 21, 133–147.
  18. ^ ван дер Пейл, 1969
  19. ^ Перейти обратно: а б Холландер, Дж. Л. и Вандер Уолл, С.Б. (2009). Синдромы расселения североамериканской эфедры. Международный журнал наук о растениях , 170 (3), 323–330.
  20. ^ Лим, Ганг; Бернс, Кевин К. (24 ноября 2021 г.). «Влияют ли отражательные свойства фруктов на плодоядность птиц в Новой Зеландии?» . Новозеландский журнал ботаники . 60 (3): 319–329. дои : 10.1080/0028825X.2021.2001664 . ISSN   0028-825X . S2CID   244683146 .
  21. ^ Футуйма, DJ и Агравал, AA (2009). Макроэволюция и биологическое разнообразие растений и травоядных. Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки, 106 (43), 18054–18061.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: b6dd3244b376e419e5264288e2c9b76d__1715741880
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/b6/6d/b6dd3244b376e419e5264288e2c9b76d.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Seed dispersal syndrome - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)