Utvrđivanje ekoloških odgovora Iris pumila na globalno zagrevanje

Abstract

Temperature is considered as the most ecologically relevant environmental factor since it affects all biological processes within an organism. It impacts the physiological responses, fitness and the distribution of organisms. Therefore it is expected that global warming will significantly alter biodiversity and consequently influence ecosystem processes. Plant functional traits are morpho-physio-phenological characteristics that shape plant performance through their effects on growth, reproduction, and survival, underlie vegetation responses to environmental changes. To anticipate the effects of global warming on plant functioning, we assessed the phenotypic expression of the key leaf functional trait – specific leaf area (SLA), in response to a temperature increase. For that purpose, Iris pumila plants developed from rhizome segments of clonal genotypes originated from dune and wood natural populations of Deliblato Sands and commonly cultivated in a growth room at 23/19°C (day/night) ambient temperature, were subjected to experimental warming. To simulate lower and upper projected warming regimes expected within the current century, a total of 46 clonal genotypes were first warmed by 1°C (24/20°C day/night) and then by 4°C (27/23°C day/night). Within each temperature treatment, the last fully developed leaf was harvested from each plant and analyzed for the SLA. The mean SLA value was found to vary both across temperature treatments and between populations. The repeated-measures profile analysis revealed that both populations responded in the same manner but with different magnitudes. In both populations, SLA increased with temperature, but those values were significantly greater in the dune genotypes than in the wood ones. These findings suggest that I. pumila has the ability to counteract rising temperatures through the plastic response of SLA and that the level of this response is likely to be dependent on the habitat type I. pumila plants derived from.

Temperatura se smatra abiotičkim faktorom sa najvažnijim ekološkim značajem, jer deluje na sve biološke procese u organizmu. Ona utiče na fiziološke odgovore, adapativnu vrednost, i prostornu rasprostranjenost organizama. Zbog toga se očekuje da će globalno zagrevanje značajno uticati na biodiverzitet i, posledično, dovesti do promena u funkcionisanju ekosistema. Funkcionalne osobine biljaka su morfološko-fiziološko-fenološke karakteristike koje oblikuju performansu biljaka utičući na njihov rast, reprodukciju i preživljavanje, i nalaze se u osnovi odgovora biljnih zajednica na promene životne sredine. Kako bi se predvideli efekti globalnog zagrevanja na funkcionisanje biljaka, procenjena je fenotipska ekspresija najvažnije funcionalne osobine lista, specifične površine lista - SLA (eng. Specific Leaf Area), u odgovoru na povećanu temperaturu. U tu svrhu, biljke Iris pumila dobijene presađivanjem rizoma klonalnih genotipova poreklom iz dinske i šumske prirodne populacije Deliblatske peščare, a koje su gajene u eksperimentalnoj sobi za rast biljaka na temperaturi od 23/19°C (dan/noć), izložene su eksperimentalnom zagrevanju. Da bi se simulirali niži i viši projektovani režimi zagrevanja koji se očekuju u toku ovog veka, 46 klonalnih genotipova je izloženo porastu ambijentalne temperature od 1°C (24/20°C dan/noć), a zatim i od 4°C (27/23°C dan/noć). U okviru svakog temperaturnog tretmana, sa svake biljke je uzorkovan poslednji potpuno razvijen list i određena je SLA. Pokazano je da su srednje vrednosti SLA varirale kako između temperaturnih tretmana tako i između populacija. Analiza profila sa ponovljenim merenjima (eng. repeated-measures profile analysis) je pokazala da su obe populacije odgovorile na isti način, ali sa različitim nivoima odgovora. U obe populacije, vrednosti SLA su se povećavale sa povećanjem temperature, ali su ove vrednosti bile značajno veće u dinskim nego u šumskim genotipovima. Dobijeni rezultati sugerišu da I. pumila ima sposobnost da se odupre povećanju ambijentalne temperature plastičnim odgovorom SLA, kao i da nivo tog odgovora verovatno zavisi od tipa staništa iz kojih biljke potiču.