Evolucija u heterogenim sredinama (RS-143040)

Link to this page

Evolucija u heterogenim sredinama (RS-143040)

Authors

Publications

Variranje odnosa polova, polnog dimorfizma i komponenti adaptivne vrednosti u populacijama Mercurialis perennis L. (Euphoriaceae) duž gradijenta nadmorske visine

Jovanović, Vladimir

(Belgrade: University of Belgrade, Faculty of Biology, 2012)

TY  - THES
AU  - Jovanović, Vladimir
PY  - 2012
UR  - http://eteze.bg.ac.rs/application/showtheses?thesesId=33
UR  - https://fedorabg.bg.ac.rs/fedora/get/o:2320/bdef:Content/download
UR  - http://vbs.rs/scripts/cobiss?command=DISPLAY&base=70036&RID=1024510642
UR  - http://nardus.mpn.gov.rs/123456789/2039
UR  - https://radar.ibiss.bg.ac.rs/handle/123456789/2390
AB  - Vrste roda Mercurialis su se pokazale kao atraktivan objekat za raznovrsna ekološka, genetička i istraţivanja u evolucionoj biologiji biljaka. Šumski prosinac, Mercurialis perennis L., je višegodišnja zeljasta anemofilna i dvodoma vrsta, karakteristična za primarna ili manje narušena šumska staništa. Analiza populacija ove vrste sa različitih nadmorskih visina pruţila je mogućnost da se na relativno malom geografskom prostoru istraţi uticaj velikog raspona variranja ekoloških faktora na morfološke karakteristike i reproduktivnu alokaciju (RA) kod pripadnika različitih polova, kao i na brojčani odnos polova u populaciji. Istraţivanje je obuhvatilo populacije sa 14 lokaliteta u Srbiji, koje su uzorkovane u periodu 2006–2009. Statistički značajno odstupanje od pretpostavljenog ravnoteţnog odnosa polova ustanovljeno je u 69,5% populacionih uzoraka. Broj uzoraka sa neravnoteţnim odnosom polova varirao je meĎu godinama, a u većini istraţenih populacija neravnoteţa je bila u korist muških biljaka. Neravnoteţa u korist muških biljaka ustanovljena je i u istraţivanjima na drugim populacijama ove vrste, a ovakav obrazac neravnoteţe polova se smatra uobičajenim za višegodišnje dvodome biljke. Indeks polnog dimorfizma je kod većine analiziranih osobina imao male do umerne vrednosti, dok su izrazito i dosledno dimorfne bile one osobine koje su direktno povezane sa reprodukcijom – broj cvetova i masa cvasti. Smer polnog dimorfizma razlikuje se kod ovih osobina. Muški pol produkuje više cvetova, što ukazuje na pojačanu intraseksualnu selekciju u muškom polu za veću produkciju polena. S druge strane, masa ţenskih cvasti je višestruko veća od mase muških cvasti, što se preslikava i u veću reproduktivnu alokaciju ţenskih jedinki. U ţenskom polu je detektovan i obrazac smanjenja ulaganja u reprodukciju sa povećanjem nadmorske visine na kojoj biljka raste. Analize polnog dimorfizma u visini biljke pokazale su da je u većini populacionih uzoraka muški pol viši, što se uklapa u pretpostavke hipoteze disperzije polena. Generalizovanom metodom najmanjih kvadrata
kreirani su statistički regresioni modeli prostornog i vremenskog variranja odnosa polova i reproduktivne alokacije, meĎu kojima su najbolji odabrani savremenim metodama statističkog zaključivanja. U celokupnom uzorku, kao i u uzorcima iz pojedinačnih godina, sa porastom nadmorske visine smanjivala se učestalost muških biljaka u populaciji. Smer neravnoteţe se time pomerao od populacija sa više muških biljaka na lokalitetima sa malom nadmorskom visinom ka populacijama sa više ţenskih biljaka na lokalitetima sa većom nadmorskom visinom. Stres na staništu je izraţeniji na većim nadmorskim visinama, što bi po teoriji reproduktivne alokacije dovelo do manjeg učešća ţenskih biljaka. Veće učešće ţenskih biljaka u analiziranim populacijama M. perennis na većoj nadmorskoj visini moţe biti rezultat adaptivnog odgovora. Statistički model ukazuje na dvojaku značajnost nadmorske visine i vegetacione sezone na odnos polova u analiziranim populacijama kroz uticaj na srednju vrednost udela muških jedinki u populaciji, kao i kroz uticaj na varijansu ovog udela. Faktori koji su u statističkim modelima ustanovljeni kao značajni za veličinu i variranje ulaganja u reprodukciju ukazuju na različite selekcione pritiske koji deluju na polove. Na razlike u odnosu polova u populaciji osetljive su jedino ţenske jedinke, koje sa smanjenjem udela muških biljaka u populaciji manje ulaţu u reprodukciju. Kod vrste M. perennis je veoma izraţen citogenetički polimorfizam – do sada je opisano više od 40 različitih citotipova, sa opsegom broja hromozoma od 42 do 112. U analiziranim populacijama u Srbiji utvrĎena je velika citogenetička varijabilnost: prisutna su 23 od ukupno 47 citotipova opisanih u Evropi i skoro potpun opseg broja hromozoma. U populacijama na većim nadmorskim visinama prisutni su viši nivoi ploidnosti. Filogenetskim i istorijsko-biogeografskim analizama ustanovljeno je vreme divergencije roda Mercurialis od ostatka potfamilije Acalyphoideae na pre oko 65–66 miliona godina, definisan je centar porekla roda – Indomalajska oblast i potvrĎena je pleziomorfnost dvodomosti kao seksualnog sistema u ovom rodu.
AB  - The plant species of genus Mercurialis are very attractive object for various ecological, genetical and evolutionary researches. Dog’s mercury, Mercurialis perennis L., is a perennial anemophilous and dioecious herb, which usually grows in old and undisturbed forests. The analyses of populations of dog’s mercury from various altitudes gave us opportunity to investigate the effect of great environmental variation on morphological traits, reproductive allocation in different sexes, as well as on sex ratios in populations. This research included populations from 14 localities in Serbia sampled in 2006–2009. Statistically significant bias in sex ratio was found in 69.5% of population samples. Number of samples with biased sex ratio varied among years, and the majority of samples were male-biased. The male-biased populations of dog’s mercury were found elsewhere, and this pattern of bias is regarded to as the common one in dioecious perennials. Sexual dimorphism index for greater part of analysed traits had small to moderate values, while reproductive traits (number of flowers, mass of inflorescences) were markedly and consistently dimorphic. The range and direction of dimorphism differed in these reproductive traits. Males produced more flowers, and this information indicates pronounced intrasexual selection in males for greater pollen production. On the other hand, mass of female inflorescences was manifold bigger than mass of male inflorescences, and female reproductive allocation was bigger in a similar manner. In females, we also found pattern of decrease in reproductive allocation with the increase of altitude. The analyses of sexual dimorphism in plant size showed that males were the higher sex in majority of population samples. This is in agreement with pollen-dispersal hypothesis. The statistical regression models of spatial and temporal variation of sex ratio and reproductive allocation were created by generalized least squares method. Among these models, the best-fitting ones were selected by contemporary statistical inference. The proportion of male plants in population
decreased with increasing altitude in the whole sample, as well as in the samples from different years. The bias direction therefore changed from male-biased in the lowland populations to female-biased in the higher altitudes. The environmental stress is more pronounced in the higher altitudes, and according to sex allocation theory this would lead to male-bias in the population. The female-biased sex ratio in populations of M. perennis in higher altitudes could be the adaptive response. Statistical models showed the significance of altitude and vegetation season in two ways: through affecting the mean of male plant proportion, as well as through affecting the variance of this proportion. The factors that showed significance in statistical models of reproductive allocation indicate the existence of difference in selective pressures on sexes. Only female plants were sensitive to sex ratio, with reducing reproductive allocation when there is smaller proportion of males in the population. Cytogenetic polymorphism is very expressed in M. perennis – more then 40 cytotypes were described so far, ranging from 42 to 112 chromosomes. In analysed populations from Serbia, the great cytogenetic variability was also found. There were 23 out of 47 cytotypes described in Europe and almost whole range of reported chromosome numbers. Populations from higher altitudes exert higher ploidy levels. Phylogenetic and historical biogeographic analysis indicated divergence time of genus Mercurialis from the rest of the subfamily Acalyphoideae to approximately 65-66 Mya, centre of the genus origin was defined in Indomalaya and plesiomorphism of dioecious sex system was confirmed.
PB  - Belgrade: University of Belgrade, Faculty of Biology
T2  - University of Belgrade, Faculty of Biology
T1  - Variranje odnosa polova, polnog dimorfizma i komponenti adaptivne vrednosti u populacijama Mercurialis perennis L. (Euphoriaceae) duž gradijenta nadmorske visine
T1  - Variation in sex ratio, sexual dimorphism, and fitness components in populations of Mercurialis perennis L. (Euphorbiaceae) along the altitudinal gradient
SP  - 1
EP  - 144
UR  - https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_2039
ER  - 
@phdthesis{
author = "Jovanović, Vladimir",
year = "2012",
abstract = "Vrste roda Mercurialis su se pokazale kao atraktivan objekat za raznovrsna ekološka, genetička i istraţivanja u evolucionoj biologiji biljaka. Šumski prosinac, Mercurialis perennis L., je višegodišnja zeljasta anemofilna i dvodoma vrsta, karakteristična za primarna ili manje narušena šumska staništa. Analiza populacija ove vrste sa različitih nadmorskih visina pruţila je mogućnost da se na relativno malom geografskom prostoru istraţi uticaj velikog raspona variranja ekoloških faktora na morfološke karakteristike i reproduktivnu alokaciju (RA) kod pripadnika različitih polova, kao i na brojčani odnos polova u populaciji. Istraţivanje je obuhvatilo populacije sa 14 lokaliteta u Srbiji, koje su uzorkovane u periodu 2006–2009. Statistički značajno odstupanje od pretpostavljenog ravnoteţnog odnosa polova ustanovljeno je u 69,5% populacionih uzoraka. Broj uzoraka sa neravnoteţnim odnosom polova varirao je meĎu godinama, a u većini istraţenih populacija neravnoteţa je bila u korist muških biljaka. Neravnoteţa u korist muških biljaka ustanovljena je i u istraţivanjima na drugim populacijama ove vrste, a ovakav obrazac neravnoteţe polova se smatra uobičajenim za višegodišnje dvodome biljke. Indeks polnog dimorfizma je kod većine analiziranih osobina imao male do umerne vrednosti, dok su izrazito i dosledno dimorfne bile one osobine koje su direktno povezane sa reprodukcijom – broj cvetova i masa cvasti. Smer polnog dimorfizma razlikuje se kod ovih osobina. Muški pol produkuje više cvetova, što ukazuje na pojačanu intraseksualnu selekciju u muškom polu za veću produkciju polena. S druge strane, masa ţenskih cvasti je višestruko veća od mase muških cvasti, što se preslikava i u veću reproduktivnu alokaciju ţenskih jedinki. U ţenskom polu je detektovan i obrazac smanjenja ulaganja u reprodukciju sa povećanjem nadmorske visine na kojoj biljka raste. Analize polnog dimorfizma u visini biljke pokazale su da je u većini populacionih uzoraka muški pol viši, što se uklapa u pretpostavke hipoteze disperzije polena. Generalizovanom metodom najmanjih kvadrata
kreirani su statistički regresioni modeli prostornog i vremenskog variranja odnosa polova i reproduktivne alokacije, meĎu kojima su najbolji odabrani savremenim metodama statističkog zaključivanja. U celokupnom uzorku, kao i u uzorcima iz pojedinačnih godina, sa porastom nadmorske visine smanjivala se učestalost muških biljaka u populaciji. Smer neravnoteţe se time pomerao od populacija sa više muških biljaka na lokalitetima sa malom nadmorskom visinom ka populacijama sa više ţenskih biljaka na lokalitetima sa većom nadmorskom visinom. Stres na staništu je izraţeniji na većim nadmorskim visinama, što bi po teoriji reproduktivne alokacije dovelo do manjeg učešća ţenskih biljaka. Veće učešće ţenskih biljaka u analiziranim populacijama M. perennis na većoj nadmorskoj visini moţe biti rezultat adaptivnog odgovora. Statistički model ukazuje na dvojaku značajnost nadmorske visine i vegetacione sezone na odnos polova u analiziranim populacijama kroz uticaj na srednju vrednost udela muških jedinki u populaciji, kao i kroz uticaj na varijansu ovog udela. Faktori koji su u statističkim modelima ustanovljeni kao značajni za veličinu i variranje ulaganja u reprodukciju ukazuju na različite selekcione pritiske koji deluju na polove. Na razlike u odnosu polova u populaciji osetljive su jedino ţenske jedinke, koje sa smanjenjem udela muških biljaka u populaciji manje ulaţu u reprodukciju. Kod vrste M. perennis je veoma izraţen citogenetički polimorfizam – do sada je opisano više od 40 različitih citotipova, sa opsegom broja hromozoma od 42 do 112. U analiziranim populacijama u Srbiji utvrĎena je velika citogenetička varijabilnost: prisutna su 23 od ukupno 47 citotipova opisanih u Evropi i skoro potpun opseg broja hromozoma. U populacijama na većim nadmorskim visinama prisutni su viši nivoi ploidnosti. Filogenetskim i istorijsko-biogeografskim analizama ustanovljeno je vreme divergencije roda Mercurialis od ostatka potfamilije Acalyphoideae na pre oko 65–66 miliona godina, definisan je centar porekla roda – Indomalajska oblast i potvrĎena je pleziomorfnost dvodomosti kao seksualnog sistema u ovom rodu., The plant species of genus Mercurialis are very attractive object for various ecological, genetical and evolutionary researches. Dog’s mercury, Mercurialis perennis L., is a perennial anemophilous and dioecious herb, which usually grows in old and undisturbed forests. The analyses of populations of dog’s mercury from various altitudes gave us opportunity to investigate the effect of great environmental variation on morphological traits, reproductive allocation in different sexes, as well as on sex ratios in populations. This research included populations from 14 localities in Serbia sampled in 2006–2009. Statistically significant bias in sex ratio was found in 69.5% of population samples. Number of samples with biased sex ratio varied among years, and the majority of samples were male-biased. The male-biased populations of dog’s mercury were found elsewhere, and this pattern of bias is regarded to as the common one in dioecious perennials. Sexual dimorphism index for greater part of analysed traits had small to moderate values, while reproductive traits (number of flowers, mass of inflorescences) were markedly and consistently dimorphic. The range and direction of dimorphism differed in these reproductive traits. Males produced more flowers, and this information indicates pronounced intrasexual selection in males for greater pollen production. On the other hand, mass of female inflorescences was manifold bigger than mass of male inflorescences, and female reproductive allocation was bigger in a similar manner. In females, we also found pattern of decrease in reproductive allocation with the increase of altitude. The analyses of sexual dimorphism in plant size showed that males were the higher sex in majority of population samples. This is in agreement with pollen-dispersal hypothesis. The statistical regression models of spatial and temporal variation of sex ratio and reproductive allocation were created by generalized least squares method. Among these models, the best-fitting ones were selected by contemporary statistical inference. The proportion of male plants in population
decreased with increasing altitude in the whole sample, as well as in the samples from different years. The bias direction therefore changed from male-biased in the lowland populations to female-biased in the higher altitudes. The environmental stress is more pronounced in the higher altitudes, and according to sex allocation theory this would lead to male-bias in the population. The female-biased sex ratio in populations of M. perennis in higher altitudes could be the adaptive response. Statistical models showed the significance of altitude and vegetation season in two ways: through affecting the mean of male plant proportion, as well as through affecting the variance of this proportion. The factors that showed significance in statistical models of reproductive allocation indicate the existence of difference in selective pressures on sexes. Only female plants were sensitive to sex ratio, with reducing reproductive allocation when there is smaller proportion of males in the population. Cytogenetic polymorphism is very expressed in M. perennis – more then 40 cytotypes were described so far, ranging from 42 to 112 chromosomes. In analysed populations from Serbia, the great cytogenetic variability was also found. There were 23 out of 47 cytotypes described in Europe and almost whole range of reported chromosome numbers. Populations from higher altitudes exert higher ploidy levels. Phylogenetic and historical biogeographic analysis indicated divergence time of genus Mercurialis from the rest of the subfamily Acalyphoideae to approximately 65-66 Mya, centre of the genus origin was defined in Indomalaya and plesiomorphism of dioecious sex system was confirmed.",
publisher = "Belgrade: University of Belgrade, Faculty of Biology",
journal = "University of Belgrade, Faculty of Biology",
title = "Variranje odnosa polova, polnog dimorfizma i komponenti adaptivne vrednosti u populacijama Mercurialis perennis L. (Euphoriaceae) duž gradijenta nadmorske visine, Variation in sex ratio, sexual dimorphism, and fitness components in populations of Mercurialis perennis L. (Euphorbiaceae) along the altitudinal gradient",
pages = "1-144",
url = "https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_2039"
}
Jovanović, V.. (2012). Variranje odnosa polova, polnog dimorfizma i komponenti adaptivne vrednosti u populacijama Mercurialis perennis L. (Euphoriaceae) duž gradijenta nadmorske visine. in University of Belgrade, Faculty of Biology
Belgrade: University of Belgrade, Faculty of Biology., 1-144.
https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_2039
Jovanović V. Variranje odnosa polova, polnog dimorfizma i komponenti adaptivne vrednosti u populacijama Mercurialis perennis L. (Euphoriaceae) duž gradijenta nadmorske visine. in University of Belgrade, Faculty of Biology. 2012;:1-144.
https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_2039 .
Jovanović, Vladimir, "Variranje odnosa polova, polnog dimorfizma i komponenti adaptivne vrednosti u populacijama Mercurialis perennis L. (Euphoriaceae) duž gradijenta nadmorske visine" in University of Belgrade, Faculty of Biology (2012):1-144,
https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_2039 .

Fluktuirajuća asimetrija kao pokazatelj stabilnosti razvića odabranih biljnih taksona u uslovima nenarušene životne sredine i antropogeno indukovanog stresa

Barišić Klisarić, Nataša

(Belgrade: University of Belgrade, Faculty of Biology, 2012)

TY  - THES
AU  - Barišić Klisarić, Nataša
PY  - 2012
UR  - http://eteze.bg.ac.rs/application/showtheses?thesesId=151
UR  - https://fedorabg.bg.ac.rs/fedora/get/o:5384/bdef:Content/download
UR  - http://vbs.rs/scripts/cobiss?command=DISPLAY&base=70036&RID=43481359
UR  - http://nardus.mpn.gov.rs/123456789/2065
UR  - https://radar.ibiss.bg.ac.rs/handle/123456789/2375
AB  - Promene u životnoj sredini od industrijske revolucije do danas su bez presedana u
istoriji živog sveta i svojim razmerama prete da nadmaše adaptivni potencijal mnogih
živih organizama, naročito biljaka, koje kao sesilni organizmi imaju samo ograničene
mehanizme za izbegavanje stresa. Razumevanje kako biljke reaguju na ovakve
promene, od subcelularnog do nivoa zajednica, je od krucijalnog značaja.
U ovom radu smo ispitivali mogućnosti korišćenja analiza fluktuirajuće i radijalne
asimetrije kao pokazatelja stabilnosti razvića vegetativnih i reproduktivnih organa kod
dve zeljaste monokotile (Iris pumila i Iris germanica) i jedne drvenaste dikotile
(Robinia pseudoacacia), u uslovima nenarušene životne sredine i u uslovima
antropogeno uzrokovanog stresa (zagađenja u industrijskim i urbanim zonama).
Analizirali smo mogućnosti korišćenja ovih analiza kao primarnih indikatora u
sredinama sa negativnim antropogenim uticajem, kao i prednosti i mane ovog i nekih
drugih metoda detekcije zagađenja.
Stabilnost razvića procenjena putem fluktuirajuće i radijalne asimetrije se razlikuje
između izučavanih sredina u slučaju sve tri vrste. Kod vrste R. pseudoacacia kao
sredina u kojoj je detektovan najveći stepen razvojne nestabilnosti se izdvojio Kostolac
(antropogeno degradirana sredina). Kod vrste I. pumila su biljke poreklom iz sredine
pod antropogenim uticajem pokazale veću razvojnu nestabilnost kako u slučaju
fluktuirajuće asimetrije, tako i u slučaju radijalne asimetrije. Kod vrste I. germanica su
detektovane značajne razlike između zagađenja u slučaju indeksa radijalne asimetrije
gde su biljke poreklom sa zagađenog staništa pokazale značajno veću razvojnu
nestabilnost od biljaka poreklom sa nezagađenog staništa.
Kod sve tri vrste je utvrđena značajna interakcija individue i asimetrije osobina, tj. da
ekspresija razlika u fluktuirajućoj i radijalnoj asimetriji između ispitivanih osobina
zavisi od klona tj. individue. Slično je i za interakciju lokaliteta i asimetrije osobina, što
Rezime/Summary
znači da su se različite osobine sve tri vrste razlikovale u stepenu detekcije razlika
između lokaliteta.
Koncentracija hlorofila a, hlorofila b, ukupnog hlorofila, karotenoida, kao i odnos
hlorofila a i karotenoida u listu I. pumila je bio značajno manji u zagađenoj sredini , dok
je odnos hlorofila a i hlorofila b u ovoj sredini bio veći u odnosu na nezagađenu sredinu.
Za teške metale značajne razlike su detektovane između zagađenih i nezagađenih
sredina. Arsenik je u značajno većoj koncentraciji detektovan u zagađenim lokalitetima-
Obrenovcu i Kostolcu, a olovo i nikl na lokalitetu Autoput, dok za Cd nisu detektovane
značajne razlike.
Iako je analiza koncentracije teških metala pokazala jasnu diskriminaciju između
sredina pod antropogenim uticajem i onih koje to nisu, kao i koncentracija
fotosintetičkih pigmenata, analiza razvojne stabilnosti ima prednosti u odnosu na ove
metode jer se može jednostavno primeniti na sve taksone, ne zahteva posebne
laboratorijske i druge preduslove i ispituje već unapred poznat optimum tj. simetriju.
Može se zaključiti da iako je povezanost asimetrije, razvojne stabilnosti i stresa
neosporna, analize radijalne i fluktuirajuće asimetrije ne detektuju uvek efekte
zagađenja na svim vrstama i svim osobinama jednoznačno, da bi se na osnovu ovih
razlika moglo sa sigurnošću tvrditi da li je izučavana populacija pod stresom ili ne.
Najpreciznije su se pokazale analize koje su uključivale više osobina tj.
multikomponentni i kompozitni indeksi, kao i multivarijantne analize koje mogu bolje
detektovati razlike na nivou individue tj. populacije.
AB  - Changes in the environment from the industrial revolution till present are unprecedented
in the history of the life on Earth and their magnitude can overpower the adaptive
potential of many living organisms, especially plants, that are sessile and have only
limited mechanisms for avoiding stress. Understanding how plants respond to these
changes, from subcellular to the community level, is crucial.
In this study we investigated the possibility of using analysis of fluctuating and radial
asymmetry as an indicator of developmental stability of vegetative and reproductive
organs in two herbaceous monocots (Iris pumila and Iris germanica) and one wooden
dikotile (Robinia pseudoacacia), in unpolluted environment, as well as in environment
characterized by anthropogenically induced stress (industrial and urban zones
pollution). We have analyzed the possibility of using this analysis as a primary indicator
of pollution in areas with negative human impact, and the advantages and disadvantages
of these and some other methods of pollution detection.
Developmental stability estimated by fluctuating and radial asymmetry differed between
the studied habitats for all three species. For R. pseudoacacia plants from Kostolac
(polluted environment) had the highest degree of developmental instability. I. pumila
plants originated from the environment under the influence of anthropogenic stress
showed greater developmental instability in the case of fluctuating asymmetry, as well
as radial asymmetry. In I. germanica species we detected significant differences
between polluted and unpolluted habitats estimated by radial asymmetry where the
plants originated from contaminated habitats showed significantly greater
developmental instability.
In all three species we detected significant interaction between individuals and trait
asymmetries, e.g. expression of the difference in the radial and fluctuating asymmetry
between the studied traits depended on the individual (clone). Similar situation is with
Rezime/Summary
the habitat x trait assymetry interaction, where different traits of all the three species
differed in the degree of discrimination between the habitats studied.
Concentration of chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, carotenoids, and the
chlorophyll a and carotenoids ratio in the I. pumila leaf had significantly lesser values in
a polluted environment, while the ratio of chlorophyll a and chlorophyll b in this
environment had higher values compared to unpolluted environment.
Significant differences in heavy metal concentration were detected between polluted
and unpolluted areas. Arsenic was detected in significantly higher concentrations in leaf
samples from polluted sites-Obrenovac and Kostolac, lead and nickel were detected in
significantly higher concentrations on the site Autoput, while no significant differences
were detected for Cd.
Although the analysis of heavy metal concentrations showed a clear discrimination
between the environments, similar to discrimination obtained in analysis of
photosythetic pigments, developmental stability analysis has overall advantage because
it is easily applied to all taxa, demands no specific laboratory testings and is based on
already known optimum-symmetry.
It can be concluded that although the positive relationship between asymmetry,
developmental instability and stress is indisputable, analysis of radial and fluctuating
asymmetry does not always detect pollution effects on all species and all traits,
unequivocally, so one could with certainty conclude if the studied population is under
stress or not. The most accurate analysis were those involving more traits-analysis of
multicomponent and composite indices, and multivariate analysis that can better detect
differences at the individual as well as population level.
PB  - Belgrade: University of Belgrade, Faculty of Biology
T2  - University of Belgrade, Faculty of Biology
T1  - Fluktuirajuća asimetrija kao pokazatelj stabilnosti razvića odabranih biljnih taksona u uslovima nenarušene životne sredine i antropogeno indukovanog stresa
T1  - Fluctuating asymmetry as an indicator of developmental stability of selected plant taxa in unpolluted environment and under anthropogenically induced stress
SP  - 1
EP  - 213
UR  - https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_2065
ER  - 
@phdthesis{
author = "Barišić Klisarić, Nataša",
year = "2012",
abstract = "Promene u životnoj sredini od industrijske revolucije do danas su bez presedana u
istoriji živog sveta i svojim razmerama prete da nadmaše adaptivni potencijal mnogih
živih organizama, naročito biljaka, koje kao sesilni organizmi imaju samo ograničene
mehanizme za izbegavanje stresa. Razumevanje kako biljke reaguju na ovakve
promene, od subcelularnog do nivoa zajednica, je od krucijalnog značaja.
U ovom radu smo ispitivali mogućnosti korišćenja analiza fluktuirajuće i radijalne
asimetrije kao pokazatelja stabilnosti razvića vegetativnih i reproduktivnih organa kod
dve zeljaste monokotile (Iris pumila i Iris germanica) i jedne drvenaste dikotile
(Robinia pseudoacacia), u uslovima nenarušene životne sredine i u uslovima
antropogeno uzrokovanog stresa (zagađenja u industrijskim i urbanim zonama).
Analizirali smo mogućnosti korišćenja ovih analiza kao primarnih indikatora u
sredinama sa negativnim antropogenim uticajem, kao i prednosti i mane ovog i nekih
drugih metoda detekcije zagađenja.
Stabilnost razvića procenjena putem fluktuirajuće i radijalne asimetrije se razlikuje
između izučavanih sredina u slučaju sve tri vrste. Kod vrste R. pseudoacacia kao
sredina u kojoj je detektovan najveći stepen razvojne nestabilnosti se izdvojio Kostolac
(antropogeno degradirana sredina). Kod vrste I. pumila su biljke poreklom iz sredine
pod antropogenim uticajem pokazale veću razvojnu nestabilnost kako u slučaju
fluktuirajuće asimetrije, tako i u slučaju radijalne asimetrije. Kod vrste I. germanica su
detektovane značajne razlike između zagađenja u slučaju indeksa radijalne asimetrije
gde su biljke poreklom sa zagađenog staništa pokazale značajno veću razvojnu
nestabilnost od biljaka poreklom sa nezagađenog staništa.
Kod sve tri vrste je utvrđena značajna interakcija individue i asimetrije osobina, tj. da
ekspresija razlika u fluktuirajućoj i radijalnoj asimetriji između ispitivanih osobina
zavisi od klona tj. individue. Slično je i za interakciju lokaliteta i asimetrije osobina, što
Rezime/Summary
znači da su se različite osobine sve tri vrste razlikovale u stepenu detekcije razlika
između lokaliteta.
Koncentracija hlorofila a, hlorofila b, ukupnog hlorofila, karotenoida, kao i odnos
hlorofila a i karotenoida u listu I. pumila je bio značajno manji u zagađenoj sredini , dok
je odnos hlorofila a i hlorofila b u ovoj sredini bio veći u odnosu na nezagađenu sredinu.
Za teške metale značajne razlike su detektovane između zagađenih i nezagađenih
sredina. Arsenik je u značajno većoj koncentraciji detektovan u zagađenim lokalitetima-
Obrenovcu i Kostolcu, a olovo i nikl na lokalitetu Autoput, dok za Cd nisu detektovane
značajne razlike.
Iako je analiza koncentracije teških metala pokazala jasnu diskriminaciju između
sredina pod antropogenim uticajem i onih koje to nisu, kao i koncentracija
fotosintetičkih pigmenata, analiza razvojne stabilnosti ima prednosti u odnosu na ove
metode jer se može jednostavno primeniti na sve taksone, ne zahteva posebne
laboratorijske i druge preduslove i ispituje već unapred poznat optimum tj. simetriju.
Može se zaključiti da iako je povezanost asimetrije, razvojne stabilnosti i stresa
neosporna, analize radijalne i fluktuirajuće asimetrije ne detektuju uvek efekte
zagađenja na svim vrstama i svim osobinama jednoznačno, da bi se na osnovu ovih
razlika moglo sa sigurnošću tvrditi da li je izučavana populacija pod stresom ili ne.
Najpreciznije su se pokazale analize koje su uključivale više osobina tj.
multikomponentni i kompozitni indeksi, kao i multivarijantne analize koje mogu bolje
detektovati razlike na nivou individue tj. populacije., Changes in the environment from the industrial revolution till present are unprecedented
in the history of the life on Earth and their magnitude can overpower the adaptive
potential of many living organisms, especially plants, that are sessile and have only
limited mechanisms for avoiding stress. Understanding how plants respond to these
changes, from subcellular to the community level, is crucial.
In this study we investigated the possibility of using analysis of fluctuating and radial
asymmetry as an indicator of developmental stability of vegetative and reproductive
organs in two herbaceous monocots (Iris pumila and Iris germanica) and one wooden
dikotile (Robinia pseudoacacia), in unpolluted environment, as well as in environment
characterized by anthropogenically induced stress (industrial and urban zones
pollution). We have analyzed the possibility of using this analysis as a primary indicator
of pollution in areas with negative human impact, and the advantages and disadvantages
of these and some other methods of pollution detection.
Developmental stability estimated by fluctuating and radial asymmetry differed between
the studied habitats for all three species. For R. pseudoacacia plants from Kostolac
(polluted environment) had the highest degree of developmental instability. I. pumila
plants originated from the environment under the influence of anthropogenic stress
showed greater developmental instability in the case of fluctuating asymmetry, as well
as radial asymmetry. In I. germanica species we detected significant differences
between polluted and unpolluted habitats estimated by radial asymmetry where the
plants originated from contaminated habitats showed significantly greater
developmental instability.
In all three species we detected significant interaction between individuals and trait
asymmetries, e.g. expression of the difference in the radial and fluctuating asymmetry
between the studied traits depended on the individual (clone). Similar situation is with
Rezime/Summary
the habitat x trait assymetry interaction, where different traits of all the three species
differed in the degree of discrimination between the habitats studied.
Concentration of chlorophyll a, chlorophyll b, total chlorophyll, carotenoids, and the
chlorophyll a and carotenoids ratio in the I. pumila leaf had significantly lesser values in
a polluted environment, while the ratio of chlorophyll a and chlorophyll b in this
environment had higher values compared to unpolluted environment.
Significant differences in heavy metal concentration were detected between polluted
and unpolluted areas. Arsenic was detected in significantly higher concentrations in leaf
samples from polluted sites-Obrenovac and Kostolac, lead and nickel were detected in
significantly higher concentrations on the site Autoput, while no significant differences
were detected for Cd.
Although the analysis of heavy metal concentrations showed a clear discrimination
between the environments, similar to discrimination obtained in analysis of
photosythetic pigments, developmental stability analysis has overall advantage because
it is easily applied to all taxa, demands no specific laboratory testings and is based on
already known optimum-symmetry.
It can be concluded that although the positive relationship between asymmetry,
developmental instability and stress is indisputable, analysis of radial and fluctuating
asymmetry does not always detect pollution effects on all species and all traits,
unequivocally, so one could with certainty conclude if the studied population is under
stress or not. The most accurate analysis were those involving more traits-analysis of
multicomponent and composite indices, and multivariate analysis that can better detect
differences at the individual as well as population level.",
publisher = "Belgrade: University of Belgrade, Faculty of Biology",
journal = "University of Belgrade, Faculty of Biology",
title = "Fluktuirajuća asimetrija kao pokazatelj stabilnosti razvića odabranih biljnih taksona u uslovima nenarušene životne sredine i antropogeno indukovanog stresa, Fluctuating asymmetry as an indicator of developmental stability of selected plant taxa in unpolluted environment and under anthropogenically induced stress",
pages = "1-213",
url = "https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_2065"
}
Barišić Klisarić, N.. (2012). Fluktuirajuća asimetrija kao pokazatelj stabilnosti razvića odabranih biljnih taksona u uslovima nenarušene životne sredine i antropogeno indukovanog stresa. in University of Belgrade, Faculty of Biology
Belgrade: University of Belgrade, Faculty of Biology., 1-213.
https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_2065
Barišić Klisarić N. Fluktuirajuća asimetrija kao pokazatelj stabilnosti razvića odabranih biljnih taksona u uslovima nenarušene životne sredine i antropogeno indukovanog stresa. in University of Belgrade, Faculty of Biology. 2012;:1-213.
https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_2065 .
Barišić Klisarić, Nataša, "Fluktuirajuća asimetrija kao pokazatelj stabilnosti razvića odabranih biljnih taksona u uslovima nenarušene životne sredine i antropogeno indukovanog stresa" in University of Belgrade, Faculty of Biology (2012):1-213,
https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_nardus_2065 .