Informație

Cum afectează salcâmul creșterea plantelor din apropiere?


Știu că salcâmul va face solul mai acid, dar cum? Am încercat să caut online, dar nu găsesc ceva util.


Conform Wikipedia:

Alelopatia este un fenomen biologic prin care un organism produce unul sau mai multe produse biochimice care influențează germinarea, creșterea, supraviețuirea și reproducerea altor organisme. Aceste biochimice sunt cunoscute sub numele de alelochimice și pot avea efecte benefice (alelopatie pozitivă) sau dăunătoare (alelopatie negativă) asupra organismelor țintă și a comunității.

Acum la Salcâm caz.

Pentru inceput, Salcâm este un gen care cuprinde aproape 400 de specii, așa că răspunsul meu va acoperi toate cazurile de alelopatie care implică o specie care face parte din acest gen.

Acest articol afirmă că Acacia mangium extractele de frunze și solul de pădure afectează negativ germinarea și creșterea paddy, iar acesta raportează efecte fitotoxice ale Salcâm melanoxylon pe Lectuca sativa (salata verde) germinare și creștere.

Cât despre Cum Salcâm speciile pot avea un efect alelopatic asupra plantelor din apropiere, acest articol a evaluat conținutul compoziției fitochimice Acacia cyclops, Acacia mollissima și Acacia cyanophylla păstăi și semințe și efectul fitotoxic asupra germinării semințelor de salată. Se afirmă că:

  • Toate extrasele din cele trei specii de Salcâm conțin saponine și taninuri condensate.
  • Cel mai toxic a fost extractul de acetat de etil din semințe din A. cyanophylla, s-a înregistrat o inhibare totală a creșterii (100%).
  • O nouă saponină triterpenoidă numită molisidă B a fost înregistrată pentru prima dată în Salcâm gen și poate fi responsabilă de o parte din efectul alelopatic asupra salatei.

Explicarea de ce tăierea încurajează plantele să prospere

Oamenii de știință au arătat că lăstarul principal domină o creștere a plantelor și rsquos, în principal pentru că a fost acolo mai întâi, mai degrabă decât datorită poziției sale în vârful plantei.

Echipe colaboratoare de la Universitatea York din Marea Britanie și Universitatea Calgary din Canada și-au combinat expertiza în genetică moleculară și modelare computațională pentru a face o descoperire semnificativă care ajută la explicarea de ce tăierea încurajează plantele să prospere.

Înțelegerea acțiunii și interacțiunii acestor hormoni poate informa practicile horticole care vizează schimbarea tiparelor de ramificare în diverse culturi.

Condusă de profesorii Ottoline Leyser și Przemyslaw Prusinkiewicz și publicată de revistă PNAS, cercetarea a arătat că toate vârfurile de împușcare pe o plantă pot influența reciproc creșterea rsquos.

Profesorul Leyser, de la Departamentul de Biologie al Universității din York și rsquos, a spus: „Este bine știut că lăstarul principal în creștere al unei plante poate inhiba creșterea lăstarilor de sub„ ndash ”, de aceea ne prăbușim pentru a încuraja creșterea ramurilor. Ceea ce ne interesează este exact modul în care filmarea principală poate exercita acest efect.

Se știe încă din anii 1930 că hormonul vegetal auxin este eliberat de planta și rsquos în creștere activă și este transportat pe tulpina principală, unde are un efect indirect asupra mugurilor pentru a inhiba ramificarea. Există o serie de moduri în care hormonul exercită acest efect și am descoperit o nouă cale prin care funcționează. & Rdquo

Cercetarea sugerează că, pentru ca un vârf de lăstare să fie activ, acesta trebuie să poată exporta auxină în tulpina principală. Dar dacă există deja cantități substanțiale de auxină în tulpina principală, nu se poate stabili exportul dintr-un vârf de lăstare suplimentar.

Profesorul Leyser a spus: & ldquo Folosind acest mecanism, toate vârfurile de împușcare ale unei plante concurează între ele, astfel încât vârfurile de deasupra și de dedesubt se pot influența reciproc asupra creșterii. Acest lucru permite celor mai puternice ramuri să crească cel mai puternic, oriunde s-ar afla pe plantă. Lăstarul principal domină mai ales pentru că a fost acolo mai întâi, mai degrabă decât datorită poziției sale la vârful plantei. & Rdquo

Echipele au continuat să demonstreze că hormonul vegetal recent descoperit, strigolactona, funcționează cel puțin parțial, făcând mai dificilă stabilirea de noi căi de transport a auxinei de la vârfurile împușcăturilor, consolidând competiția dintre sursele de auxină și reducând ramificarea.

Cercetarea a implicat, de asemenea, oameni de știință de la Departamentul de genetică forestieră și fiziologie a plantelor de la Universitatea suedeză de științe agricole.

Cercetarea a fost finanțată de Consiliul de Cercetare în Biotehnologie și Științe Biologice (BBSRC) și Consiliul de Cercetări în Științe Naturale și Inginerie din Canada (NSERC).

„Controlul activării mugurilor de către un comutator de transport Auxin” urmează să fie publicat în PNAS.

Sursa poveștii:

Materiale furnizate de Universitatea din York. Notă: Conținutul poate fi editat pentru stil și lungime.


Cultură

Cultura unei plante se referă la nevoile sale de supraviețuire și creștere, constând în principal din condiții de sol, lumină, apă și climă. Unele plante se pot adapta la diferite condiții, dar multe nu pot. Condițiile solului includ tipul de sol, capacitatea sa de drenaj și nivelul pH-ului. Azaleele (Rhododendron spp.), De exemplu, se maturizează așa cum ar trebui în solurile acide. Plantați-le în soluri alcaline și vor pieri. Condițiile de lumină constau în plin soare, umbră parțială și umbră completă. Multe plante care supraviețuiesc în plin soare cresc, de asemenea, bine în soare parțial, dar nu la umbră completă și invers. Când vine vorba de apă, plantele au nevoie de apă mare, medie sau scăzută. Cei care au nevoie de puțină apă tolerează de obicei bine seceta. Aportul de apă este în mare parte legat de climă și design. Un copac care are nevoie mare de apă, de exemplu, poate să nu primească o cantitate mare de apă dacă este plasat sub frunzișul dens al unui copac. Rezistența la frig a unei plante determină zona de rezistență a Departamentului Agriculturii din SUA, care se bazează pe temperatura anuală minimă de iarnă a unei zone. Plantele cu îngheț, de exemplu, vor muri sau vor suferi daune grave dacă sunt plantate afară în zone care primesc înghețuri regulate în timpul iernii.


APĂ

Pentru a supraviețui, plantele trebuie să aibă apă. Majoritatea plantelor sunt formate din aproape 90% apă. Fără cantitățile adecvate de apă, plantele vor fi stresate și vor muri în cele din urmă. Chiar și plantele care trăiesc în deșert, cum ar fi cactusul, au nevoie de apă, au nevoie doar de ea mai puțin decât alte tipuri de plante.

Apa oferă plantelor hrană și hidratare. Apa care se află în sol va descompune mineralele și alte elemente ale solului. Atunci când plantele absorb apa prin rădăcini, vor prelua și nutrienți care vor călători către celulele plantei.

Umiditatea și apa din aer pot ajuta la încurajarea creșterii plantelor. Cu toate acestea, furnizarea unei cantități prea mari de apă poate provoca și moartea plantelor. Este important să căutați informații despre cantitatea de apă necesară plantelor dvs. și să vă asigurați că le oferiți această cantitate pentru a promova o creștere sănătoasă.

Majoritatea grădinilor de legume, chiar și cele din interior paturi de grădină ridicate sau în saci de creștere a țesăturii trebuie să fie prevăzut cu un centimetru de apă în fiecare săptămână. Dacă a plouat suficient în timpul săptămânii, nu este nevoie să vă udați grădina.


Discuţie

Rezultatele noastre sugerează că A. tortilis în ED crește încet și că unii dintre indivizii studiați ar putea datea din 1550 d.Hr., un individ chiar și din 1350 d.Hr. Platoul wiggly din curba de calibrare între 1650 și 1950 face estimări exacte ale longevității copacilor pe baza măsurătorilor cu radiocarbon dificil. Am încercat să obținem estimări de vârstă probabile prin adaptarea scenariilor de vârstă care exploatează toate informațiile disponibile și compatibile privind rata de creștere și data la modelul sigmoid de creștere Gompertz. Acest model descrie bine tendința pe termen lung a creșterii copacilor [27]. Rata de creștere este reprezentată de o curbă în formă de clopot, adică rata de creștere crește la început și scade mai târziu în timpul vieții arborelui. Am aplicat acest model, deoarece reprezintă tendința de creștere din A. tortilis mai bine decât un model liniar de creștere radială constantă, o rată de creștere globală recentă de aproximativ 0,2 mm / an pentru Hulus Upper b (Tabelul 1) ar implica o vârstă de peste o mie de ani pentru cel mai vechi eșantion (IV), dar vârsta radiocarbonului său contrazice acest lucru (Fig. 4). Am presupus că există limite subiacente ale variației pe termen lung a ritmului de creștere, nu se așteaptă ca acesta să fie persistent ridicat, iar curba în formă de clopot ar trebui să aibă, așadar, o pantă superficială cu un maxim scăzut, mai degrabă decât o pantă abruptă cu un nivel ridicat. max. Această presupunere implică faptul că factorii de mediu pe termen lung sunt aproximativ constanți și generează condițiile caracteristice limitate de apă ale mediilor deșertice. Cu toate acestea, este de așteptat variabilitatea pe termen scurt a creșterii și nu în conflict cu tendințele pe termen lung ale modelului curbei de creștere [27].

Deoarece doar câteva puncte sunt utilizate în regresia neliniară și localizarea miezului de bază a fost estimată mai degrabă decât observată, scenariile de vârstă sunt vulnerabile la erori și variații ale datelor de intrare (punct mediu și alte estimări 1 vs 2 intervale sigma) . Evident, estimările vârstei nu pretind a fi exacte, ci ar trebui mai degrabă luate ca indicații ale unei vârste posibile, aproximative. Această vârstă aproximativă va reprezenta, totuși, o subestimare deoarece nu am luat în considerare nici timpul necesar creșterii de la răsad până la înălțimea de eșantionare (50 cm) și nici efectul suprimării creșterii datorat răsfoirii și / sau secetei asupra puieților. Acești factori probabil adaugă decenii vârstelor copacilor [26].

O întrebare evidentă este cum se raportează estimările noastre de longevitate și creștere cu alte estimări ale copacilor care cresc în condiții similare. În general, lipsesc datele pe termen lung privind arborii individuali și, prin urmare, estimările directe ale vârstei. Metodele indirecte, cum ar fi cele bazate pe ratele de mortalitate sau relațiile de mărime-vârstă din măsurători periodice de creștere a dimensiunii, evită problema accesului pe termen lung la date, dar astfel de estimări pot fi foarte inexacte [28]. Cu toate acestea, înțelepciunea convențională conform căreia creșterea este lentă și viața lungă în plantele perene din deșert pare să fie susținută de dovezi crescânde [29]. Unele specii de arbori au o durată de viață mai mare de o mie de ani [30, 31]. S-au raportat estimări mari (& gt1000 an) și pentru arbori de savană [6], dar cercetări mai noi bazate pe datări de 14 C estimează vârsta unora A. nigrescens și A. nilotica indivizii să aibă mai puțin de 100 de ani [32]. Estimările longevității mai mari de 100 de ani sunt exprimate sub formă de declarații generale (150 y, Serengeti, [33]), pe baza ratelor de mortalitate (& gt & gt 100 y, deșertul Mojave, [29]) și a fotografiilor repetate (& gt 100 y , Arizona, [34]). Cu toate acestea, au fost propuse și estimări de vârstă scăzută de doar aproximativ 40 de ani [7, 8]. Gourlay [7] a concluzionat că salcâmii sunt mult mai tineri decât se crede în mod obișnuit, dar majoritatea copacilor studiați au crescut sub un regim anual de precipitații, în condiții protejate (în grădina botanică, Harare, Zimbabwe) și poate sub influența scurgerilor subterane de apă din zonele irigate din apropiere. Prin urmare, această estimare nu ar trebui generalizată pentru salcâmii ca atare. Ward și Rohner [8], studiind A. raddiana în Negev, Israel, și-au bazat estimările pe o relație de mărime-vârstă din Serengeti. Datele mai noi din Negev arată că arborii mari sunt mai probabil aproape de 200 de ani [35]. Această estimare se bazează pe creșterea medie a circumferinței trunchiului, măsurată pe două perioade consecutive de 1 an. Condițiile de ploaie au variat foarte mult pentru cele două perioade, iar statisticile raportate sugerează o creștere radială anuală de 0,1 mm (an uscat) și 2,6 mm (an cu precipitații) pentru un copac de dimensiuni medii (circumferință de 100 cm). Alte estimări ale ritmului de creștere pentru salcâmii care cresc în zonele tropicale aride variază de la 2 mm / an în Turkana de Sud (precipitații medii anuale: 300 mm) la 14 mm / an în Serengeti (precipitații medii anuale: 500 mm [7, 26] și referințe în acestea ). Comparativ cu aceste estimări și luând în considerare condițiile hiperide în ED (precipitații & lt 30 mm / an), estimările noastre atât de creștere (0,2 până la 2,4 mm / an), cât și de longevitate (200 - 650 de ani) se încadrează în intervalele citat mai sus.

Trupe înguste, parenchimatice, precum cele prezente în toată lumea A. tortilis miezurile de lemn au fost folosite cu succes ca indicatori de timp pentru datarea dendrocronologică și în studii climatologice din alte părți [7, 16], dar astfel de metode nu par a fi aplicabile A. tortilis lemn din ED. Benzile nu sunt formate în mod regulat și nici modelele de benzi ale copacilor nu se corelează între ele, fie între site-uri, fie în interiorul acestora.

Formarea benzilor este considerată a fi coincidentă cu repausul cambial [15, 36]. Condițiile care întârzie sau întrerup creșterea pot fi regionale, cauzate de factori climatici (de exemplu, temperatură, umiditatea solului) și / sau locale, cauzate de factori care operează chiar și pe copaci individuali (de exemplu, boli, răsfoire și arboretare). Mai mulți autori au descoperit că un factor principal care induce o dormență cambială este debutul stresului apei [13-15, 36]. Nu este de așteptat regularitatea în suprafață și umiditatea superficială a solului din cauza inundațiilor sau a fenomenelor de precipitații în ED, deoarece precipitațiile sunt extrem de neregulate. În consecință, nu sunt de așteptat fluctuații regulate ale umidității mai profunde a solului. Temperatura și fenologia sunt, de asemenea, legate de activitatea cambială și formarea benzilor [7, 13, 37]. În Negev, Israel, activitate slabă sau inactivitate în A. raddiana are loc în timpul iernii reci [37]. Și în ED există fluctuații sezoniere ale temperaturii [23] și, prin urmare, s-ar putea aștepta la formarea regulată a benzilor, în special la altitudini mari cu temperaturi scăzute de iarnă, cum ar fi la Hulus Upper. Cu toate acestea, lipsa formării regulate a benzii sugerează că temperatura din DE nu produce fluctuații regulate semnificative sau nu este suficient de scăzută pentru a produce o perioadă de temperatură persistent scăzută în timpul iernii [37].

Faptul că condițiile de creștere variază între site-uri este indicat de lipsa corelațiilor între banda de site-uri. Cu toate acestea, în cadrul siturilor, se așteaptă ca factorii regionali să influențeze toți copacii în mod similar, cu excepția cazului în care sunt modificați semnificativ de eterogenitatea peisajului local. Miezurile care prezintă cea mai mare corelație (Sukkari a & ampb Jimal c & ampb) par să crească în condiții omogene, deoarece acești copaci se află la distanțe mici unul de altul și într-o parte deschisă a nivelului wadi (Fig. 2). Din aceleași motive, omogenitatea pare să fie prezentă și la Muwaylhah, dar există o corelație slabă între nucleele arborilor vecini (A, b și c d și e).

În ceea ce privește omogenitatea amplasamentului cauzată de condițiile de umiditate a solului, arhitectura rădăcinii arborilor este importantă. La nivel global, adâncimea de înrădăcinare crește odată cu ariditatea, iar rădăcinile pot ocupa volume mari [24, 38]. Arborii vecini ar trebui, prin urmare, să se bazeze pe resurse similare. Cu toate acestea, există, de asemenea, indicații că, în zonele aride, un regim specific de precipitații ar putea determina o specie să investească mai mult fie în creșterea rădăcinii laterale, dacă precipitațiile au loc în mod regulat, fie în creșterea verticală a rădăcinii robinetului, în cazul în care precipitațiile sunt mai variabile [39]. În Israel s-a raportat că salcâmii sunt mai dependenți de apa de suprafață și au rădăcini mai puțin adânci decât se credea anterior [40, 41]. De asemenea, trebuie luat în considerare faptul că topografia locală modifică scurgerea apei și, prin urmare, condițiile de umiditate a solului. Acest lucru ridică întrebări cu privire la structura de înrădăcinare a copacilor individuali la un anumit site și chiar la o anumită locație din cadrul unui site. De asemenea, subliniază necesitatea mai multor studii privind interacțiunile rădăcină-rădăcină și rădăcină-apă în ecosistemele aride.

În ceea ce privește corelația slabă a benzii, trebuie recunoscuți factorii care fac dificilă identificarea benzii, așa cum este rezumat de Martin și Moss [26]. Luând în considerare acest lucru, un studiu din districtul Marsabit, Kenya, a concluzionat că factorii limitativi ai creșterii erau foarte variabili și nu pur și simplu legați de climă și, în plus, că navigarea și lăsarea ar putea fi deosebit de semnificative (așa cum se menționează în [26]). Copacii sunt gestionați pe scară largă și în ED. Deoarece și rezultatele noastre sugerează că alți factori în afară de climă și umiditatea solului sunt importanți pentru formarea benzilor, ar trebui luate în considerare, în special, răsfoirea și poluarea.

Tăierea se efectuează la intervale neregulate, numai la indivizii maturi și în principal pentru a furniza furaje pentru animalele domestice [2], totuși, în unele cazuri, nomazii sângerează copacii pentru a „vindeca” indivizii care prezintă semne de ofilire. Navigarea, pe de altă parte, este o tulburare continuă. Impactul său asupra copacilor maturi este mai puțin dramatic, deoarece animalele sunt păsturate rapid de la un copac la altul, iar acoperirea lor este limitată la înălțimi mai mici și la marginile baldachinului. Cu toate acestea, pentru puieți, efectul navigării poate fi sever [26]. Acest lucru sugerează că navigarea ar putea influența formarea benzii în stadiile de puieți, în timp ce poluarea ar putea fi un factor în etapele mature.

Atât răsfoirea cât și poluarea elimină biomasa verde. În cazuri severe, procesele vitale, cum ar fi asimilarea și transpirația, pot fi întârziate sau oprite complet. Când oricare dintre aceste procese este redusă, echilibrul apei al copacului este probabil deranjat, probabil într-un asemenea grad încât se formează benzi. În timp ce se constată că stresul de apă și formarea benzilor sunt simultane, relația cauzală și procesele fiziologice și anatomice nu au fost descrise și funcția cristalelor abundente de oxalat de calciu din benzile din Salcâm nu este înțeles corect (dar vezi [36, 42] și referințele de acolo). Acest lucru ar trebui investigat în continuare pentru a înțelege mai bine formarea benzii în A. tortilis în condiții hiperaride. O întrebare cheie este dacă formarea benzilor este întotdeauna legată de dormența cambială și cât de lungi ar putea fi perioadele fără creștere. Acest lucru este, de asemenea, important pentru descrierea creșterii și, prin urmare, pentru a face estimări de vârstă fiabile ale copacilor din deșert.


23 Specii de arbori și arbuști de salcâm

Salcâmii și arbuștii provin din Salcâm gen, Fabaceae (leguminoase) familiei și Mimosoideae subfamilie. Majoritatea speciilor se găsesc în Australia, dar unele specii de salcâm se găsesc în Africa, Europa, Asia și America de Nord și de Sud. În general, acestea sunt plante cu viață lungă și cu creștere rapidă, adesea cu rădăcini adânci care le permit să prospere în condiții de secetă și uscat. Salcâmii au o varietate de utilizări peisagistice. Majoritatea au ciorchini de flori de culoare galbenă sau cremă.

Ceea ce pare a fi frunze pe unii salcâmi nu sunt deloc frunze - sunt modificate pețiole, părțile tulpinii care atașează frunzele de ramură. Când pețiolii se formează în acest mod, sunt numiți filode. Planta poate începe cu frunze reale care se schimbă în filode pe măsură ce se maturizează. Alte specii au o tulpină modificată numită a cladodă. La speciile care au frunze adevărate, frunzele sunt compuse pinat - formate din rânduri de pliante în jurul unei tulpini centrale.

Avertizare

Unele specii de Salcâm include un alcaloid psihoactiv în frunze, păstăi de semințe, flori sau tulpini. Agentul psihoactiv, cunoscut sub numele de DMT (dimetiltriptamină), este un halucinogen puternic, dar de scurtă durată, care a fost folosit în scopuri spirituale de către popoarele indigene. Acacia acinacea, Acacia acuminata ssp. acuminata, Acacia burkittii, și Salcâm adunca sunt toate speciile cunoscute pentru a conține această substanță psihoactivă, deși niciuna dintre acestea nu este plantă comună de peisaj. Ingerarea accidentală într-o măsură care produce efecte psihoactive este foarte rară, dar s-a sugerat că ar trebui să aveți grijă să nu respirați fumul atunci când ardeți peria care conține plante de salcâm. Unele specii poartă, de asemenea, tulpini sau spini modificate brusc, care pot fi utile pentru prevenirea accesului în anumite locații. Dacă alegeți un soi spinos, asigurați-vă că îl așezați departe de zonele cu trafic intens.


Toleranța la sare și la alcaline sunt legate în Salcâm

Solurile saline sau alcaline prezintă un puternic stres asupra plantelor care împreună pot fi chiar mai dăunătoare decât singure. Solurile Australiei sunt vechi și conțin zone mari, uneori suprapuse, cu sare și alcalinitate ridicate. Salcâm și alte linii de plante australiene au evoluat în acest mediu stresant al solului și oferă o oportunitate de a înțelege evoluția toleranței la sare și alcalinitate. Investigăm această evoluție prin prezicerea salinității medii a solului și a pH-ului pentru 503 Salcâm specii și cartografierea răspunsului pe o filogenie cu maximă probabilitate. Găsim că toleranța la salinitate și alcalinitate a evoluat în mod repetat și adesea împreună, peste 25 Ma din Salcâm radiații în Australia. Speciile restricționate geografic sunt adesea tolerante la condiții extreme. Speciile înrudite la distanță sunt simpatrice în cele mai extreme medii ale solului, sugerând lipsa de saturație de nișă. Există dovezi puternice că mulți Salcâm au distribuții afectate de salinitate și alcalinitate și această preferință este specifică liniei.

1. Introducere

Majoritatea plantelor sunt glicofite care tolerează doar concentrații scăzute de sare înainte ca acestea să fie afectate negativ sau să moară. Pragul de concentrație a sării care separă glicofiții de halofiții toleranți la sare a fost stabilit în mod diferit între 80 și 200 mM NaCl [1], acesta fiind adesea estimat prin măsurători de conductivitate electrică (EC) pe extracte din pastă saturată din sol. Solurile saline au o EC de 4000 μS m −1 sau mai mult (aproximativ 40 mM NaCl) măsurată pe un extract de pastă de sol saturat la 25 ° C [2]. Cu toate acestea, răspunsurile fiziologice ale plantelor la salinitate încep cu EC mai puțin de 4000 μS m -1 [2], iar distribuțiile de plante native australiene răspund la un gradient de salinitate începând cu EC scăzut [3].

În schimb, nu există o definiție precisă a ceea ce caracterizează o plantă tolerantă la alcaline. Majoritatea plantelor cultivate preferă solurile acide (pH 5,5-6,5) [4]. Tensiunile alcaline și sărate combinate sunt mai dăunătoare decât salinitatea singură [5-7]. Chiar și pentru halofitul natural rezistent la alcali Chloris virgata, efectele inhibitoare ale stresului alcalin asupra ratei de creștere relative și a energiei stocate sunt semnificativ mai mari decât stresul de sare la pH neutru [6]. Rezistența la oricare sau la ambele stresuri abiotice poate fi asociată, de asemenea, cu toleranța la secetă la plantele cu biomi arizi [8,9].

În mod tradițional, cercetările privind toleranța la sare și / sau alcaline la plante s-au concentrat pe experimentarea în laborator și pe creșterea plantelor [5-7], dar au apărut noi paradigme. Unul folosește instrumente moleculare pentru identificarea genelor implicate în toleranța la stres [9,10], iar altul folosește filogenetica pentru a investiga evoluția toleranței la sare [1,11,12].

Salcâm a iradiat în peste 1000 de specii din Australia peste 25 Ma [13] și distribuția sa este semnificativ corelată cu pH-ul și salinitatea solului [14]. Salcâm bogăția și endemicitatea speciilor au fost legate de chimia solului în Australia de Vest [14], unde variabilitatea spațială și sezonieră mare localizată în EC și pH [15] creează un mozaic de nișe asemănătoare insulelor. Investigăm evoluția toleranței la sare și la alcaline folosind un sistem cuprinzător Salcâm filogenie. Ipotezăm că există o relație genetică între toleranța la sare și alcalină în Salcâm. Înțelegerea acestei evoluții poate oferi noi căi pentru creșterea plantelor pentru toleranță la stres și îmbunătățirea perspectivelor de reabilitare a terenurilor și agricultură în medii extreme.

2. Material și metode

Datele despre localitate au fost extrase din Herbariul virtual al Australiei (avh.ala.org.au), rezultând 127 259 puncte cu coordonate geografice unice, reprezentând date de prezență pentru 1020 Salcâm specii de pe continent [14]. O filogenie cu probabilitate maximă de 503 Salcâm specia a fost construită din șase regiuni ADN [16] folosind instrumentul RAxML HPC BlackBox implementat online în portalul CIPRES (http://www.phylo.org/).

National Geochemical Survey of Australia a raportat pH-ul și EC pe solul 1: 5: extrase de soluție din probe în vrac la 1315 măsurători punct georeferențiate pe continent la două intervale de adâncime (sedimentul de ieșire superior (TOS), 0-10 cm și ieșirea de jos) sediment (BOS), 60–80 cm) [17]. Salinitatea în extractele EC1: 5 este mai mică decât în ​​extractele din pastă saturată. Cu geoR, modelele au fost construite pentru a se potrivi variogramelor și krigingul obișnuit [18] a fost utilizat pentru a prezice pH-ul și EC pentru cele două adâncimi pentru toți Salcâm localități. Răspunsurile medii ale speciilor au fost utilizate în analizele filogenetice.

Semnalul filogenetic a fost testat cu Pagel's λ test folosind Phylosig în R, care se potrivește trăsăturilor filogeniei împotriva ipotezei nule (λ = 0) [19]. Am testat corelarea caracterelor prin corectarea neindependenței semnalului filogenetic observat cu contraste filogenetice independente (PIC) [20,21], care presupune un proces de evoluție browniană. Am împărțit datele geochimice în patru grupuri bazate pe cuantile și am folosit reconstituirea stărilor de caracter ancestrale bazate pe parsimonie pentru vizualizare.

Relativ puțini salcâmi au fost testați pentru toleranță la sare, de aceea am definit un Salcâm specii ca tolerante la sare, când valoarea medie CE în intervalul său a fost în cel mai mare 10% (50 specii) din 503 specii (mai mult de 1979 μS cm -1 material suplimentar electronic, tabelul S2 figura 1e). Am definit Salcâm specii ca tolerante la alcaline atunci când valoarea medie a pH-ului în intervalul său a fost în cel mai mare 10% din specie (mai mult de 7,61 material electronic suplimentar, tabelul S2 figura 1f).

Figura 1. Relațiile filogenetice ale lui 503 Salcâm specii cu EC_BOS (stânga) și pH_BOS (dreapta) cuantile mapate și parsimonia starea ancestrală reconstituită. Legenda indică valorile brute ale cuantilelor. Asteriscul (*) indică speciile cu cele mai mari valori EC_BOS simbolul # indică speciile cu valori pH_BOS mai mari de 8,0. (A) Harta de distribuție a celor cinci specii cu cele mai mari valori EC_BOS medii (b) Harta de distribuție a A. dempsteri (gri), gillii, anceps și alte specii cu pH subteran și gt 8,0 (c) A. anceps clasă cu distribuția speciilor colorate ca pe filogenia CE și (d) ca și pe filogenia pH-ului (e) harta EC_BOS și (f) pH_BOS în toată Australia.

3. Rezultate

Mediile de specii prezise ale valorilor EC_BOS au fost în general mai mari decât TOS și au variat între 53,5 și 1566 μS cm -1 (TOS) și 50,6-5655 μS cm -1 (BOS). Mediile speciilor pentru pH au fost ușor mai mari în subsol, cu valori cuprinse între 5,03 și 7,80 în TOS și 5,33 până la 8,41 în BOS (material suplimentar electronic, tabelul S2). Deoarece geochimia BOS este mai extremă și salcâmii sunt copaci cu rădăcini adânci [22], ne concentrăm pe datele BOS.

Salcâm pterocaulon are cea mai mare medie EC_BOS cu o valoare de 5655 μS cm -1, cu alte patru specii cu valori peste 4000 μS cm -1 toate sunt endemice în sud-vestul Australiei de Vest (figura 1A). Douăzeci și cinci din următoarele 27 de specii cu cele mai mari valori EC_BOS (mai mult de 2000 μS cm -1) coincid sau cresc în apropiere în sud-vestul Australiei de Vest, multe dintre acestea fiind restricționate.

Acacia gillii are cel mai mare pH_BOS mediu (8,40) și încă șase specii cresc în soluri unde pH_BOS mediu este peste 8,0. Aceste specii, cu excepția A. dempsteri, sunt limitate la regiunile de coastă din Australia de Sud (figura 1b).

Treisprezece specii au valori EC și pH (BOS) în primii 10% din fiecare categorie și pot fi considerate atât tolerante la sare, cât și la alcaline (material suplimentar electronic, tabelul S1). Unsprezece specii au valori EC și pH (TOS) în primele 10% pentru fiecare.

Analiza semnalului filogenetic a indicat faptul că valorile medii EC și pH pe specie atât pentru TOS cât și pentru BOS reflectă structura filogenetică (p & lt 0.0001). În plus, analiza PIC a determinat că ambele trăsături sunt corelate între ele chiar și după luarea în considerare a filogeniei.

Folosind definițiile noastre privind toleranța la salinitate și alcalinitate (50 de specii), deducem că toleranța la salinitate a evoluat de 38 de ori, iar toleranța la alcalinitate a evoluat de 31 de ori. Există mai multe grupări filogenetice ale speciilor tolerante la alcaline decât ale speciilor tolerante la sare. The anceps clada (figura 1) conține 11 specii tolerante la alcaline și patru specii tolerante la salinitate, cu 12 specii în 25% superioare pentru salinitate. Distribuția geografică a speciilor din această cladă indică faptul că speciile surori mai puțin tolerante se află în general în zonele apropiate care au soluri mai puțin extreme în valorile CE și pH (figura 1c,d). Suprapunerea zonelor cu CE și pH ridicate este evidentă în sudul Australiei de Vest și de-a lungul Câmpiei Nullarbor în Australia de Sud (figura 1e,f).

4. Discutie

Peisajul australian este vechi, degradat și a inclus soluri cu niveluri ridicate de salinitate și alcalinitate pentru cel puțin ultimele 2-4 Ma [14,15,23]. Salcâm a evoluat în acest peisaj timp de 25 Ma și s-a adaptat în mod repetat la solurile saline și / sau alcaline, în multe descendențe și în momente diferite.

Toleranța la sare apare în victoriae clada, sora restului Salcâm (figura 1). Acacia adinophylla se prezice a fi asociat cu soluri relativ ridicate ale CE, în timp ce A. victoriae, prezis a fi asociat cu niveluri moderate de salinitate, a fost utilizat pentru reabilitarea terenurilor afectate de sare [12]. Acacia adinophylla și alte specii foarte tolerante la sare sunt limitate și în general simpatrice (figura 1A) în provincia de precipitații tranzitorii din Australia de Vest, un locus al bogăției speciilor și originea radiațiilor ulterioare [24] aceste specii nu au legătură (asterisc în figura 1) indicând colonizarea repetată a solului salin. Toleranța la pH-ul ridicat al solului apare de asemenea în victoriae cladă deoarece se prezice că toți membrii (figura 1) vor apărea pe soluri cu pH_BOS & gt 7.3.

Multe specii adaptate la salinitate ridicată sunt, de asemenea, adaptate la pH ridicat, ceea ce nu este surprinzător, deoarece ambele proprietăți ale solului sunt asociate cu ariditatea [14] și acest studiu nu poate determina dacă acestea sunt adaptări independente la două solicitări care se întâmplă să existe în același habitat sau exemple de toleranță încrucișată, inducerea de către altul a răspunsurilor adaptative la un stres. The anceps cladă (figura 1c,d) conține patru specii cu pH_BOS mediu & gt 8,0 care sunt, de asemenea, în 25% superioară pentru salinitate. Anceps de salcâm și mai mulți congeneri apar în Câmpia Nullarbor și Peninsula Eyre. Nullarbor este o formațiune de calcar marină extinsă de-a lungul Great Bight Australian, expusă de la aproximativ 14 Ma, iar solurile derivate deasupra sunt uniform bogate în carbonați pedogeni [25]. Colonizarea Nullarbor este asociată cu evoluția unei noi clade adaptate substratului calcaros.

Simpatismul multiplelor Salcâm descendențele de pe solurile saline și alcaline ar putea fi rezultatul unor mecanisme alternative. În primul rând, Salcâm condiția ancestrală ar putea fi toleranță față de aceste soluri, totuși reconstrucția stării ancestrale nu susține această ipoteză (EC_BOS = 897, pH_BOS = 7.1). Alternativ, rezultatele sugerează că au existat multiple colonizări ale zonelor foarte saline și alcaline de mai multe linii la diferite momente de timp care se întind pe 25 Ma. Aceasta înseamnă că, chiar și în zonele în care condițiile solului oferă presiuni selective puternice prin EC și / sau pH ridicat, nișa de mediu nu este saturată de prima colonizare Salcâm genealogie, adică specii noi sunt capabile să invadeze comunități în care specii similare din punct de vedere ecologic sunt deja prezente [26].

Câteva specii aparent tolerante la sare apar pe solurile acide, ceea ce poate indica adaptări independente la stres. Există, de asemenea, radiații mari de Salcâm asociate cu soluri atât cu salinitate cât și cu alcalinitate mai mică, în special în estul Australiei, unde majoritatea Salcâm apar specii cu frunze bipinnate [13].

5. Concluzie

Am găsit în australian Salcâm că relațiile filogenetice, geografice și chimice ale solului oferă fundament pentru a investiga modul în care au evoluat trăsăturile de toleranță la stres. În special, sud-vestul Australiei avea multe specii din mai multe Salcâm linii care apar adaptate atât la salinitate ridicată, cât și la alcalinitate. Phylogenetic methods can be powerful tools to identify taxa suitable for generating new genetic combinations by plant breeding which are salt- and/or alkaline-tolerant. However, combined spatial and phylogenetic data cannot establish the role of soil chemistry on niche width. Manipulative experiments are required to test the effect of salt chemistry and pH and other abiotic and biotic factors in determining niche preferences.


Conclusion and perspectives

Revealing the relationships between MF and plant responses is becoming more and more important as new evidence reveals the ability of plants to perceive and respond quickly to varying MF by altering their gene expression and phenotype. The recent implications of MF reversal with plant evolution opens new horizons not only in plant science but also to the whole biosphere, from the simplest organisms to human beings.

Magnetotactic bacteria are a diverse group of microorganisms with the ability to orient and migrate along GMF lines (Yan et al., 2012) the avian magnetic compass has been well-characterized in behavioral tests (Ritz et al., 2009) magnetic alignment, which constitutes the simplest directional response to the GMF, has been demonstrated in diverse animals including insects, amphibians, fish, and mammals (Begall et al., 2013) concerns of possible biological effects of environmental EMFs on the basis of the energy required to rotate the small crystals of biogenic magnetite that have been discovered in various human tissues have been discussed (Kobayashi and Kirschvink, 1995). The overall picture is thus a general effect of GMF on life forms.

Life evolved on Earth along changes in the GMF life-history. Any other environment lacking a GMF is expected to generate reactions in living organisms. These concerns becomes urgent questions in light of planned long-term flights to other planets (Belyavskaya, 2004). Understanding GMF effects on life will provide the fundamental background necessary to understand evolution of life forms in our planet and will help us to develop scientific recommendations for design of life-support systems and their biotic components for future space exploration.

Declarație privind conflictul de interese

The author declares that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.


Wi-fried: do wireless routers really kill plants?

You may have seen in the Daily Mail on Monday (well, you MAY read the Daily Mail, who am I to judge?) the headline "What’s wifi doing to us? Experiment finds that shrubs die when placed next to wireless routers".

Într-adevăr? This is a bit worrying if so. What shrubs? Well, read a bit further down and the answer may surprise you: cress. I didn’t realise cress was a shrub, but you live and learn eh?

Apparently the researchers (some 15-year-old schoolchildren, in a classroom experiment in Denmark), decided to run the experiment after noticing they had trouble concentrating the morning after sleeping close to their mobile phones.

Quite why wi-fi got blamed for this, I’m not wholly sure, since the wi-fi in their rooms is unlikely to change depending on how close they are to their phones, but anyway, on we go.

Details about what they actually did are sketchy, but what’s been reported is that they put six trays of cress in a room near a wi-fi router, and six trays in a different room without a router. Then they reported what had happened to the cress 12 days later.

This article mentions that the rooms had equivalent light and the seeds were given equal amounts of water, which is great, but it’s unlikely that these students would have had the resources to truly monitor that conditions were equivalent in each room.

I think it’s unkind of me to criticise the experiment too much though. After all, this was a classroom study, and as such is frankly a great design, for that environment. But that certain mainstream media have leapt on this to scaremonger that wi-fi might be damaging our brain is nonsense. This experiment is not controlled enough to give us any evidence for that (and also, I’m not quite sure how similar human brains are to cress anyway).

The suggestion by scientists interviewed about the research is that routers give out heat, and this probably dried out the cress in the rooms with the routers in, so equivalent water was not enough for them.

As for why the girls might struggle to concentrate the day after sleeping with their mobile phones on their bedside, perhaps the lure of late-night Facebook sessions or internet procrastination means they sleep less well? There have been suggestions that the light from mobile phones or tablets just before bed can disrupt sleep patterns, although again there’s not really any strong evidence for this.

Mobile phones, wi-fi and the like are going to cause controversy almost all new technology does. But wi-fi signals are not strong, you would have to go around with a router strapped to your head for extended lengths of time to be exposed to any meaningful level of electromagnetic radiation.

One thing I’d like to say though to the young women who conducted this experiment, is PLEASE don’t listen to people like me writing critiques of your experiment! I am not criticising what you did at all, because I think it’s great. What I think is dangerous and unhelpful is the media reporting schoolroom science in the same style as well-controlled peer-reviewed research, and claiming it provides the same strength of evidence.

I completely agree with this quote from Olle Johansson at the Karolinska Institute (taken from this article):

The girls stayed within the scope of their knowledge, skilfully implemented and developed a very elegant experiment … I sincerely hope that they spend their future professional life in researching, because I definitely think they have a natural aptitude for it.


How Sunlight Affects a Plants Growth

All plants require sunlight to grow. Plants can be grown under artificial lights, but these lights are just mimicking the effects of sunlight. Dependent on the type of plant and its natural habitat, the amount of sunlight required for healthy growth will vary, but no plant will survive for long in the absence of light. For example, no green plants have been found in any of the world’s deep cave systems.

Plants are classed as autotrophs, which means that they produce their own food. To do this they require an input of energy and this energy is provided by sunlight. All plants that produce their own food, (there are a few exceptions) contain the green pigment chlorophyll. Chlorophyll absorbs energy int the form of sunlight and this energy is used in the process known as photosynthesis. A series of chemical reactions occur in which atmospheric carbon dioxide, absorbed through the leaves, and water, taken up by the roots, are combined to form glucose and other basic carbohydrates. These carbohydrates are then used, together with mineral elements drawn up by the roots, to form larger molecules such as starches, fats and proteins. These larger molecules are then used to build roots, stems, branches, leaves etc. As a byproduct to photosynthesis oxygen is released back into the atmosphere.

Thus the amount of sunlight a plant receives will effect its rate and amount of growth. Other factors such as temperature and available soil nutrients are important, but without sunlight the plant cannot survive. Beans planted and keep in the dark will germinate and begin to grow, but this is due to the store of energy in the bean seed. The plants will be straggly and pale and will soon die. In the tropics, with lots of sunlight and warmth, plants can grow much faster than in colder northern climates, where light levels are also much reduced. the other limiting factor in plant growth, of course, being the availability of water.

Plants have adapted to this need for light in different ways. Some have developed large leaves which can contain large amounts of chlorophyll. Others grow tall to tower over their fellows and absorb more sunlight. The importance of light to plants is shown by the process of phototropism. This means plants actively grow towards light. Seedlings in a tray on a windowsill will grow towards the window, reaching for the light. If the tray is turned around so that the seedlings are then facing away from the window, they will slowly change their direction of growth, and in a day or so will again be slanting towards the window. With the advent of time-lapse photography it has been shown that plants can actively ‘follow’ the sun through the course of a day. Leaves move to always present the maximum amount of leaf area to the suns rays.

It is this need for sunlight, through the presence of chlorophyll that gives the majority of plants their green colour. Even purple or silver leaved plants contain chlorophyll, its colour being masked by other pigments. There are some plants without chlorophyll, an example being the Ghost Orchid, Epigogium aphyllum, which gets its name from its deathly white appearance. It cannot manufacture its own food and relies on a symbiotic relationship with a root borne fungus for its nourishment. Compared to the variety and potential size of chlorophyll containing plants, those without are rare and diminutive. Another example of the value of sunlight and its affect on plant growth.


Priveste filmarea: 200128 0092 Creșterea unei plante (Decembrie 2021).