“Ecological processes and impact of habitat fragmentation on sexual reproduction of heterostylous plants”

1. HOOFDSTUK 2
“Ecological processes and impact of habitat fragmentation
on sexual reproduction of heterostylous plants”

2. Introductie
 Dilemma reproductie-systemen (breeding strategies):
verhinderen
verhinderen
negatieve gevolgen
pollenlimitatie
van inbreeding

3. Introductie
 Dilemma reproductie-systemen (breeding strategies):
verhinderen
verhinderen
negatieve gevolgen
pollenlimitatie
van inbreeding
 Pollenlimitatie
 planten  immobiel  afhankelijk van
vectoren voor reproductie:
 biotische vectoren (vnl. insecten)
 abiotische vectoren (wind, water,…)

4. Introductie
 Pollenlimitatie bij planten met biotische vectoren door:
 bezoeken  pollen-depositie
 vrucht- en zaadzetting
 Pollenlimitatie verhinderen door:
 aantrekking van pollinatoren
 opvallende bloemen, geur,…
 beloning: nectar, pollen,…
 misleiding
Grote keverorchis

5. Introductie
 Pollenlimitatie bij planten met biotische vectoren door:
 bezoeken  pollen-depositie
 vrucht- en zaadzetting
 Pollenlimitatie verhinderen door:
 aantrekking van pollinatoren
 onafhankelijkheid van pollinatoren
 obligate selfing
 reproductive assurance
Paris quadrifolia
(Eenbes)
Ranunculus ficaria
(Gewoon speenkruid)

6. Introductie
 Dilemma reproductie-systemen (breeding strategies):
verhinderen
verhinderen
negatieve gevolgen
pollenlimitatie
van inbreeding
 Inbreeding verhinderen door:
 genetische zelf-incompatibiliteit
 mechanische zelf-incompatibiliteit
 tweehuizigheid (dioecy)
 dichogamie (sequentieel hermafroditisme)
 herkogamie (ruimtelijke scheiding A en G)
 heterostylie (bloempolymorfisme)

7. Introductie
 Heterostylie
 morfologisch verschillende bloemtypes
(bloempolymorfisme)
 opvallend vb. voor convergente evolutie:
 in 24 families: vb.: Primulaceae, Boraginaceae, Lythraceae, Rubiaceae,…
Primula veris Pulmonaria officinalis Hottonia palustris Lythrum salicaria
(Gulden sleutelbloem) (Longkruid) (Waterviolier) (Kattenstaart)

8. Introductie
 Heterostylie
 morfologisch verschillende bloemtypes
(bloempolymorfisme)
 opvallend vb. voor convergente evolutie:
 in 24 families: vb.: Primulaceae, Boraginaceae, Lythraceae, Rubiaceae,…
 evolutie: zelf-incompatibiliteit  dimorfisme

9. Introductie
 Heterostylie is een goeie strategie om:
 zelfbestuiving / inteelt te vermijden
 een efficiënte kruisbestuiving te bevorderen

10. Onderzoeksvragen
 Wat is de invloed van habitatfragmentatie op
reproductie?
 Wat is de invloed van een gereduceerde
populatiegrootte op morf-ratio’s?
 Wat zijn de consequenties van verstoorde morf-
ratio’s?
 Impact op reproductie en fitness van de
nakomelingen?
 Is er een zelf-regulerend mechanisme?
 Wat zijn de consequenties van:
 asymmetrisch pollinatie-succes?
 afbraak van zelf-incompatibiliteit-systeem?

11. Onderzoeksvragen
 Wat is de invloed van habitatfragmentatie op
reproductie?  effect van populatie-grootte op
(a) vruchtzetting en (b,c) zaadzetting bij P. vulgaris en P. veris

12. Onderzoeksvragen
 Wat is de invloed van een gereduceerde
populatiegrootte op morf-ratio’s?
 in natuurlijke populaties P. vulgars, P. veris & Hottunia palustris
populatie-grootte  morf-bias

13. Onderzoeksvragen
 Wat zijn de consequenties van verstoorde
morf-ratio’s?
 Impact op reproductie en fitness van de nakomelingen?
 Is er een zelf-regulerend mechanisme?

14. Onderzoeksvragen
 Wat zijn de consequenties van verstoorde
morf-ratio’s?
 in natuurlijke populaties Hottunia palustris (Waterviolier)
 strikt incompatibiliteit-systeem
 clonale vermenigvuldiging
 Verhoogde vrucht –en zaadzetting
met toenemende populatiegrootte

15. Onderzoeksvragen
 Wat zijn de consequenties van verstoorde
morf-ratio’s?
 in natuurlijke populaties Hottunia palustris (Waterviolier)
 impact verstoorde morf-ratio op vruchtzetting:
populatie-gemiddelde

16. Onderzoeksvragen
 Wat zijn de consequenties van verstoorde
morf-ratio’s?
 in natuurlijke populaties Hottunia palustris (Waterviolier)
 impact verstoorde morf-ratio op vruchtzetting:
planten met lange stijl

17. Onderzoeksvragen
 Wat zijn de consequenties van verstoorde
morf-ratio’s?
 in natuurlijke populaties Hottunia palustris (Waterviolier)
 impact verstoorde morf-ratio op vruchtzetting:
planten met korte stijl

18. Onderzoeksvragen
 Wat zijn de consequenties van verstoorde
morf-ratio’s?
 in natuurlijke populaties Hottunia palustris (Waterviolier)
 impact verstoorde morf-ratio op zaadzetting:
planten met korte stijl

19. Onderzoeksvragen
 Wat zijn de consequenties van verstoorde
morf-ratio’s?
 in natuurlijke populaties Hottunia palustris (Waterviolier)
 impact verstoorde morf-ratio op zaadzetting:
planten met lange stijl

20. Onderzoeksvragen
 Wat zijn de consequenties van verstoorde
morf-ratio’s?
 in natuurlijke populaties Hottunia palustris (Waterviolier)
 impact verstoorde morf-ratio op zaadzetting:
populatiegemiddelde

21. Onderzoeksvragen
 Wat zijn de consequenties van verstoorde
morf-ratio’s?
 in natuurlijke populaties Hottunia palustris (Waterviolier)
 impact verstoorde morf-ratio op kieming:

22. Onderzoeksvragen
 Wat zijn de consequenties van verstoorde
morf-ratio’s?
 in natuurlijke populaties Hottunia palustris (Waterviolier)
 impact verstoorde morf-ratio op fitness van de nakomelingen:

23. Onderzoeksvragen
 Wat zijn de consequenties van verstoorde
morf-ratio’s?
 in natuurlijke populaties Hottunia palustris (Waterviolier)
 impact verstoorde morf-ratio op
 vruchtzetting
 zaadzetting
 kieming
 fitness van de nakomelingen
 zelf-regulerend mechanisme

24. Onderzoeksvragen
 Wat zijn de consequenties van:
 asymmetrisch pollinatie-succes?
 afbraak van zelf-incompatibiliteit-systeem?
 onderzoek op Pulmonaria officinalis (Longkruid)

25. Onderzoeksvragen
 Onderzoek op Pulmonaria officinalis (Longkruid)
 Incompatibiliteit-systeem
KS x KS LS x LS
LS x KS
KS x LS

26. Onderzoeksvragen
 Onderzoek op Pulmonaria officinalis (Longkruid)
 Incompatibiliteit-systeem

27. Onderzoeksvragen
 Onderzoek op Pulmonaria officinalis (Longkruid)
 Incompatibiliteit-systeem
 Pollinatie: symmetrisch pollentransport?
 # pollen LS > KS KS x KS = 42% LS x LS = 65%
 verstoorde pollen-
depositie-ratio’s
LS x KS = 58%
KS x LS = 35%

28. Onderzoeksvragen
 Onderzoek op Pulmonaria officinalis (Longkruid)
 Incompatibiliteit-systeem
 Pollinatie: geschikte pollinatoren?
 pollinatie gebeurt door insecten – vnl. bijen, hommels en vlinders
(zaadverbreiding gebeurt door mieren)
 limitatie van gespecialiseerde pollinatoren
 haren op LS-bloemen
 hogere pollen-productie bij LS-bloemen
 LS-stigma’s hebben een hogere toegankelijkheid

29. Onderzoeksvragen
 Onderzoek op Pulmonaria officinalis (Longkruid)
 Incompatibiliteit-systeem
 Pollinatie
 Reproductief succes in natuurlijke & experimentele populaties
 natuurlijke: significant effect populatie-grootte (met LS>KS)

30. Onderzoeksvragen
 Onderzoek op Pulmonaria officinalis (Longkruid)
 Incompatibiliteit-systeem
 Pollinatie
 Reproductief succes in natuurlijke & experimentele populaties
 natuurlijke: significant effect populatie-grootte (met LS>KS)
 experimentele: gelijkaardige resultaten (LS>KS)

31. Onderzoeksvragen
 Onderzoek op Pulmonaria officinalis (Longkruid)
 Incompatibiliteit-systeem
 Pollinatie
 Reproductief succes in natuurlijke & experimentele populaties
 Komen morf-ratio’s overeen met die van Vlaamse populaties?

32. Toekomstig onderzoek
1. Wat zijn de genetische consequenties van
asymmetrische pollinatie-patronen?
 sterkere genetische differentiatie in LS vergeleken met SS?
2. Hoe zijn pollinatie-patronen in centrale
populaties, met beschikbare geschikte
pollinatoren?
3. Is er een evolutie van bloem-kenmerken?