Kasviekologian luennot



Samankaltaiset tiedostot
III Perinnöllisyystieteen perusteita

8. Lehden hiilitase ja hiilen allokaatio kasvissa

Vesikasvikurssi. Hämeen ympäristökeskus 2003, täydennetty: SATAVESI/Lounais Suomen ympäristökeskus Kuva Heini Marja Hulkko

2.2. Fotosynteesipotentiaalin vaihtelu

Pirkkalan Kotolahden vesi- ja rantakasvillisuusselvitys 2016

Vesikasvien elomuodot ja vesikasvit järvien tilan seurannassa

Lämpötila. Rajat ja optimit (C ) eri kasviryhmissä

8. Lehden hiilitase ja hiilen allokaatio kasvissa

Ravinteiden merkitys ja kasvunopeus

Symbioosi 2 VASTAUKSET. b. Millaisia sukusoluja vanhemmat tuottavat (4 erilaista)? Vastaus: VL, vl, Vl, vl

Putkilokasveilla juuret ottavat veden. Sammalet ottavat vettä koko pinnallaan.

Darwin nuorena. Darwinin syntymästä on 201 vuotta ja "Lajien synnystä" 151 vuotta.

Miten muutamat välttämättömät resurssit voivat ylläpitää suurta lajimäärää?

Metsägenetiikan sovellukset: Metsägenetiikan haasteet: geenit, geenivarat ja metsänjalostus

Evoluutio. BI Elämä ja evoluutio Leena Kangas-Järviluoma

Vesikasvillisuuden niitto kunnostuskeinona ja Lopen Myllyjärven kunnostus

750367A LuK -tutkielman (10 op) aihepiirit lukuvuodelle

Rauduskoivun uudet siemenviljelykset täsmäjalosteita koivunviljelyyn

Tulosten arviointi. tulosten arviointi. voimmeko luottaa saamiimme tuloksiin?

Luonnon monimuotoisuus 5 op. Korvaa soveltuvin osin entiset BIOP102 ja BIOP103, myös YMP123

Vehkakasvit heimo Araceae Kasveja, joilla on tappimainen puikelokukinto. Sitä suojaa iso, valkoinen tai värikäs tukilehti.

Solun toiminta. II Solun toiminta. BI2 II Solun toiminta 7. Fotosynteesi tuottaa ravintoa eliökunnalle

Laboratorioanalyysit, vertailunäytteet ja tilastolliset menetelmät

Perinnebiotooppien hoidon vaikutukset eroavat kasvien ja hyönteisten välillä

Broilerien kasvatus optimaalisissa olosuhteissa. Elina Santavuori HK Agri Oy

Herneen kasvatus eri olosuhteissa

KPL 1.Miten luonto toimii?

Metsistä saa muutakin kuin puuta

Arkkitehtuurien tutkimus Outi Räihä. OHJ-3200 Ohjelmistoarkkitehtuurit. Darwin-projekti. Johdanto

OULUN YLIOPISTO, BIOLOGIAN LAITOS Puututkimus

Koskikaltiojoen suu (länsi) /1-;p SUOJANPERÄ x= , y= ~ z= n. 120 Inari ) t_/ Suojanperä. 14 f' Of o.

Luennon 2 oppimistavoitteet RUNGON RAKENNE PUU. Elävä puu ja puuaineksen muodostuminen. Puu Puun rakenne ja kemia

Mitä (biologinen) evoluutio on?

KLAPI-ILTA PUUVILLASSA

VARESJÄRVEN KASVILLISUUSKARTOITUS

Ilmastonmuutos ja metsät: sopeutumista ja hillintää


Puustoisten perinneympäristöjen kasvillisuudesta

Luennon 3 oppimistavoitteet. Solulajit PUUSOLUT. Luennon 3 oppimistavoitteet. Puu Puun rakenne ja kemia

Kierrätämme hiiltä tuottamalla puuta

Kuivausprosessin optimointi pellettituotannossa

Puu luovuttaa (desorptio) ilmaan kosteutta ja sitoo (adsorptio) ilmasta kosteutta.

Siemenmäärän merkitys suorakylvetyn kuminan kasvulle

Muuttuvan ympäristön vaikutusten

BIOLOGIAN YHTEISVALINTA 2011 KYSYMYS 1. Mallivastaus

Johtuuko tämä ilmastonmuutoksesta? - kasvihuoneilmiön voimistuminen vaikutus sääolojen vaihteluun

Ilmastoon reagoivat metsän kasvun mallit: Esimerkkejä Suomesta ja Euroopasta

Turvemaaharvennusten korjuukelpoisuusluokitus. Tore Högnäs & Teuvo Kumpare, Metsähallitus Kalle Kärhä, Metsäteho Oy

METSÄTAIMITARHAPÄIVÄT 2016 KEKKILÄ PROFESSIONAL

4. Yksilöiden sopeutuminen ympäristöön

Biologia. Pakolliset kurssit. 1. Eliömaailma (BI1)

Luomuun sopivat ohralajikkeet. Kokeet Tarvaalan ja Otavan oppilaitoksissa vuonna Kaija Hakala Kasvintuotanto MTT

Tehokas ja ympäristöystävällinen tulisijalämmitys käytännön ohjeita

Liito-orava kartoitus Nouvanlahden ulkoilualueelle sekä eteläisen Kilpijärven länsirannalle.

8 Yritys kilpailullisilla markkinoilla (Mankiw & Taylor, Ch 14)

ARRAJÄRVEN NIITTOSUUNNITELMA

Uposkasvien rooli järviekosysteemissä

4 Kysyntä, tarjonta ja markkinatasapaino (Mankiw & Taylor, 2 nd ed., chs 4-5)

Maljalta metsään -kuusen solukkoviljely tänään. Saila Varis

Syysrypsin viljely. Reijo Käki Luomuneuvoja ProAgria Kymenlaakso

Uudenmaan vesikasvikartoitukset päävyöhykemenetelmällä 2016

KIVIMÄENPUISTON ALPPIRUUSUTARHA

Riekon (Lagopus lagopus) talviravinnon käyttö ja valinta Suomen eteläisissä populaatioissa

Vaeltaako merelle vai ei - taimenten dilemma. Marie Nevoux, INRA, UMR Ecology and Ecosystem Health Tornionjoki Valley, June 2019

Ympäristöhallinnon pohjaeläintietojärjestelmä Versio Pohjaeläinnäytteenoton maastolomake

Miellekartat. oettajan sivuã. 1 Saamelaisten ruokatalous. 2 Poro

Energiapuun puristuskuivaus

Kirkkojärven vesikasvit ja niiden muutoksista

Kuusen kasvu muuttuvassa ilmastossa

Lataa Kelpoisimman synty - Andreas Wagner. Lataa

SataVarMa Mansikan syyshoito. Marja Rantanen Luonnonvarakeskus (Luke)

Evoluutiovoimat. Ydinkysymykset. Mikä on mutaation, valinnan ja sattuman merkitys evoluutiossa?

Yleiskuvaus

Avainsanojen poimiminen Eeva Ahonen

P ANU RAATIKAINEN. Viime vuosina ihmistieteiden kentässä on saanut osakseen paljon huomiota uusi lähestymistapa,

Kuusen kasvun ja puutavaran laadun ennustaminen

Perunateknologian kehittäminen Karjalan tasavallassa LAJIKKEET JA LANNOITUS Elina Virtanen

Virkaanastujaisesitelmä Anneli Hoikkala. Evoluutotutkimus: ekologiaa ja molekyyligenetiikkaa

Kvantitatiivinen genetiikka

Darwin: Tutkimusprojektin esittely

Algoritmit 1. Luento 13 Ti Timo Männikkö

Siemenen laatu ja punahome. Hanna Ranta siemenlaboratorio, kasvianalytiikka Evira, Loimaa

Kuusen esiintyminen ja leviäminen Lapissa

Perinnöllisyyden perusteita

a. Mustan ja lyhytkarvaisen yksilön? b. Valkean ja pitkäkarvaisen yksilön? Perustele risteytyskaavion avulla.

SISÄLLYS. Kannen kuva makrofossiilinäytteenottoa Lohjan Haukilahdessa Kuvannut: Satu Koivisto

Marjasinikuusama. Lonicera caerulea var. edulis. var. kamtschatica

KOTONA, KOULUSSA JA KAUPUNGISSA

Rauduskoivun pystykarsintakoe

Katsaus hulevesien käsittelymenetelmiin ja niistä saatuihin tuloksiin

Kenttätyö Riekkola. Kenttälaukku ja varustus

Teemapäivä metsänuudistamisesta norjalaisittain

Symbioosi 1. Selvitä, mikä merkitys evoluution ja luonnonvalinnan kannalta on seuraavilla asioilla:

Havaitsevan tähtitieteen peruskurssi I

Siirtogeenisten puiden ympäristövaikutukset

Sopimusteoria: Salanie luku 3.2

Kymmenen kärjessä mitkä ovat suomalaisten yleisimmät perinnölliset sairaudet?

Kuminalajikkeiden erot kahden satovuodoen jälkeen

Transkriptio:

Luentojen kirjallisuus Kasviekologian luennot Ridge, I. (toim.) 2002. Plants. Oxford University Press Kasvibiologinen perusteos, painotus fysiologisissa mekanismeissa (opettajan kirjahyllyyn!) 1. Johdanto: kasvien heterogeeniseen ympäristöön 2. Kasvien hiilitalous Larcher, W. 1995. Physiological plant ecology. 3. painos. Springer. Ekofysiologinen perusteos, Luvut 1-4 1. Säteilyn määrän ja laadun vaihtelu 2. Fotosynteesipotentiaalin vaihtelu 3. Fotosynteesiä rajoittavat ulkoiset tekijät Crawley, M.J. (toim.) 1997. Plant Ecology, 2. painos, Blackwell. Yleisekologinen näkemys kasviekologiaan Luvut 1-3, 8 (Mechanisms of competition) 3. Hiilen allokaatio kasvissa 4. Kasvien vesitalous ja maaperän ravinteet Lambers, H., Chapin, F.S. & Pons, T.L. 1998. Plant physiological ecology. Springer. Ekofysiologinen syventävä oppikirja Luvut 2A(Photosynthesis), 7 (Growth and allocation) 1. Vesi- ja ravinnetalouden merkitys 2. Symbioosin merkitys kasvien ravinnetaloudessa 1 2 1.1. tekijöiden vaihtelu 1. Johdanto: kasvien heterogeeniseen ympäristöön Temporaalinen vaihtelu eli vaihtelua ajassa vuorokausivaihtelu vuodenaikainen vuosien välinen Spatiaalinen vaihtelu eli vaihtelua tilassa vertikaalinen horisontaalinen Oulanka 4 3 Vaihtelua ajassa tekijöiden vaihtelu esim. ravinteiden määrä auringon säteily ilmakehän kaasut lämpötila kosteus kasvillisuus kasvinsyöjät taudit Isomatala, Hailuoto sukkession kuluessa: esim. Glacier Bay, Alaska vuoden aikana: esim. York maaperän ravineet ph vesi eliöstö 5 6 1

Vaihtelua tilassa Vaihtelua tilassa horisontaalinen Vertikaalinen esim. ravinteet esim. säteily metsäkasvillisuuden kerroksellisuus: - pohjakerros (sammalet, jäkälät) - kenttäkerros (ruohot, varvut, saniaiset) - pensas- ja puukerros vaihtelu kasvuston ja kasvin sisällä 7 1.2. Kasvien strategiat ja Vaihtelu ja menestys tekijöiden temporaalinen ja spatiaalinen vaihtelu Fotosynteesin, hengityksen, veden ja ravinteiden absorption, allokaation ja kasvun vaihtelu 8 Temporaalinen vaihtelu Spatiaalinen vaihtelu eli eli vaihtelua ajassa vaihtelua tilassa Kasviyksilöiden nettotuotannon, lisääntymisen ja elossasäilymisen vaihtelu vuorokausivaihtelu vuodenaikainen vuosien välinen vertikaalinen horisontaalinen Miten hyödyntää laikuttaista ympäristöä? Kasvipopulaation kasvun vaihtelu 10 n temporaalinen vaihtelu ja kasvien elomuodot Miten hyödyntää laikuttaista ympäristöä? Raunkiaerin luokittelu: Hyvä laikku: hyödynnä laikkua mahdollisimman tehokkaasti ilmitalvehtijat l. fanerofyytit silmut > 25 cm korkeudella Fotosynteesi ja ravinteiden absorptio Kasvustrategia matalatalvehtija l. kamefyytit silmut < 25 cm kork. puolipiilijät l. hemikryptofyytit silmut maan pinnan tasalla Huono laikku: säily elossa ja pyri siirtymään parempaan Stressin sietokyky Lepovaiheet Dispersaali piilotalvehtijat l. kryptofyytit silmut maan pinnan alla kesäkasvit (terofyytit) talvehtiminen siemeninä siemenet, siemenpankki, silmupankki 11 Tunturikoivu, Utsjoki 12 2

n heterogeenisyys: vesi- ja rantakasvien elomuodot pohjalehtiset (isoetidit) uposlehtiset (elodeidit) irtokeijujat (keratofyllidit) ja irtokellujat (lemnidit) kelluslehtiset (nymfeidit) ilmaversoiset (helofyytit) Pikkulimaska Lumme ja sarjarimpi Ärviä n heterogeenisyys ja Grimen strategiat kilpailijat (C, competitive) stressinsietäjät (S, stress tolerant) ruderaatit (R, ruderal) Karvalehti Vesirutto (Krebs, Luku 12) Lahnaruoho 13 14 n heterogeenisyys ja fenotyyppinen plastisuus Genotyyppi tuottaa eri ilmiasun (fenotyypin) eri ympäristöissä n heterogeenisyys ja fenotyyppinen plastisuus Vesitatar (Persicaria amphibia) Maalla lehdet lyhytruotisia, yleensä suippotyvisiä, karvaisia Vedessä lehdet pitkäruotisia, usein herttatyvisiä, kaljuja 15 Järvisätkimen (Ranunculus peltatus) kellus- ja uposlehdet 16 Fenotyyppinen plastisuus palautuvat fysiologiset muutokset luonnossa: akklimatisaatio; lab: akklimaatio vuorokauden sisäinen ja vuodenaikojen välinen muuntelu kylmäkaraistuminen palautumattomat muutokset yksilönkehityksen aikana kasvuympäristön vaikutus pituuskasvuun, morfologiaan ja rakenteeseen valo- ja varjolehdet, upos- ja kelluslehdet oksien epätasainen kasvu eri osissa puuta 17 1.3. Kasvien modulaarisuus genet = geneettinen yksilö (kasvi tai klooni) moduuli = kertautuva osa ramet = kloonin jäsen, jolla on edellytykset itsenäiseen elämään Genet //// Ramet 18 3

Meristeemit ja modulaarisuus Meristeemit ja modulaarisuus meristeemit ovat jakautumiskykyisiä solukoita versossa versomoduuli = yhden meristeemin kasvun tulos (esim. koivun lyhyt- tai pitkäverso) Lyhytverso, jossa Kehityvä kevätlehdet ja pitkäverso eminorkko kukinta päättää meristeemin elämän versossa yksi (b) tai useampi (c) moduuli meristeemien allokaatio määrää kasvin rakenteen kuinka suuri osa meristeemeistä tuottaa esim. lyhyt- tai pitkäversoja? Betula Archantophoenix Edellisvuoden pitkäverso, jonka kärjessä hedenorkko. 20 Acer Meristeemit ja modulaarisuus kasvin osien osittainen itsenäisyys: moduulit osittain omavaraisia ja meristeemit reagoivat osittain itsenäisesti heterogeeniseen ympäristöön mutaatiot ja patogeenit voivat aiheuttaa kasvuhäiriöitä meristeemitasolla esim. puun sisäinen heterogenia Tunturikoivu, Kevo (Elokuu, 2008) Laakaversoisuus (fasciation): pihasyreeni (Oulu 2006) Sopeutuminen optimointiongelmana 1.4. Geneettinen muuntelu ja Tasapainottava valinta: optimaalisella tyypillä paras menestys (kelpoisuus, fitness) keskimäärin eniten jälkeläisiä jos erot perinnöllisiä, populaation keskiarvo muuttuu kohti optimia Esimerkkejä: perinnöllinen muuntelu kylmänkesävyydessä erilaiset hiilensidontamekanismit: C3, C4, CAM valo- ja varjokasvit Kelpoisuuden maksimi Kelpoisuus (taimituotanto) Darwin: geneettinen sukupolvesta toiseen (1) luonnonvalinta + (2) perinnöllinen muuntelu (3) populaation geenikoostumuksen muutos sukupolvesta toiseen (evoluutio) Optimityyppi Fenotyyppi (ominaisuus) 23 Kuinka monta sivuhaaraa? 4

Geneettinen muuntelu ja Heterogeenisessä ympäristössä optimityyppi on usein kompromissi lukuisista valintapaineista Esim: Lisääntyminen ja dispersaali à panostus vertikaaliseen kasvuun Säteilymäärä à suuri lehtibiomassa ja pinta-ala Mekaaninen kestävyys à panostus tukirakenteisiin Adaptiivinen plastisuus adaptiivinen plastisuus (adaptive plasticity) luonnonvalinta suosii genotyyppiä, joka reagoi plastisesti ympäristön muutokseen ja tuottaa eri fenotyypin eri ympäristöissä reaktionormilla (reaction norm) tarkoitetaan jonkin tietyn genotyypin fenotyyppistä plastisuutta eli fenotyypin muuttumista ympäristön mukana 25 26 Ei-plastisen genotyypin fenotyyppi ei muutu ympäristön mukana Plastisen genotyyppin fenotyyppi muuttuu, esim. lehtimorfologia suhteessa kasvuympäristöön Reaktionormi Adaptiivinen plastisuus: plastisen genotyypin (A) kelpoisuus (fitness) korkeampi kuin eiplastisen genotyypin (B) Adaptiivinen plastisuus Fenotyyppi A B Fenotyyppi (lehtiruodin pituus) Kelpoisuus A B A Maa Vesi Maa Vesi B 27 28 Plastinen genotyypi Kuiva maa vallitsee kasvuympäristönä: Kuiva maa ja vesi kasvuympäristönä: Vesi vallitsee kasvuympäristönä: Fenotyyppi (lehtiruodin pituus) Ei-plastinen genotyypi sukupolvi T Maa Vesi Kelpoisuus T+1 Plastisen genotyypin valintaetu riippuu siitä, kuinka usein erilaisia ympäristöoloja kohdataan! Maa Vesi 29 Kuivan maan fenotyyppi: valinta ei suosi plastisuutta. Valinta suosii plastisuutta! Vesikasvi-fenotyyppi: valinta ei suosi plastisuutta. 5

Johdanto: yhteenveto ympäristön heterogeenisuus: temporaalinen ja spatiaalinen vaihtelu edullisiin ja epäedullisiin olosuhteisiin fenotyyppinen plastisuus modulaarinen kasvu mahdollistaa joustavuuden geneettinen muuntelu ja optimaalinen fenotyyppi on kompromissi eri valintapaineista reaktionormi ja adaptiivinen plastisuus 31 6