Oddělení experimentální a funkční morfologie

Lidé ׀ Grantové projekty ׀ Publikace

 

Výzkumná témata

  • Hodnocení rozmanitosti odnožování z kořenů vzhledem k hormonální rovnováze v kořenech a kořenové anatomii
  • Popis ekonomického spektra podzemních orgánů, jako jsou oddenky, tlusté kořeny, hlízy nebo cibule, a studium jejich perzistence, anatomie, ukládání uhlohydrátů a obsahu sušiny
  • Posouzení, které funkční znaky podporují perzistenci rostlin v ostrovních systémech
  • Zkoumání reakce na narušení porovnáním klonálních a neklonálních rostlin
  • Zkoumání ekologicko-fyziologických znaků vodních masožravých rostlin ve vztahu k jejich růstu, minerální výživě, charakteristikám pastí a dormance turionů.

Hlavním výzkumným zájmem našeho týmu jsou omezení, která morfologie rostlin představuje pro ekologické funkce rostlin. Při studiu těchto omezení využíváme manipulativní experimenty a terénní výzkum vlastností rostlin podél gradientů prostředí.

V našich studiích používáme rostlinnou morfologii, anatomii a ekofyziologii. Pro zvýšení povědomí o morfologii a anatomii rostlin poskytujeme podporu dalším výzkumníkům ve formě databází, příruček a kurzů.

Pracovní skupiny:

 

Vybrané výsledky z posledních let

 

1/ Evoluce klonálního růstu u krytosemenných

Rostliny se rozmnožují semeny, ale mnoho rostlin se rozmnožuje i klonálně pomocí šlahounů, oddenků nebo kořenů. Jakkoliv je klonalita u rostlin častá, je na okraji badatelské pozornosti; nevíme ani jak se vyvíjela během evoluce, ani co svým nositelům umožňuje. To jsme hledali fylogenetickou analýzou ca. 3000 druhů evropské flóry. Ta ukázala velkou evoluční flexibilitu klonality. Rostliny tedy mohou pružně dosáhnout na její funkční výhody, když to prostředí vyžaduje, a stejně snadno se jí zbavit.

  • Herben, T.; Klimešová, J. (2020). Evolution of clonal growth forms in angiosperms. New Phytologist 225: 999–1010. DOI: 10.1111/nph.16188.

Rozmanitost orgánů klonálního rozmnožování u rostlin
Rozmanitost orgánů klonálního rozmnožování u rostlin. Jednotlivé typy klonálního rozmnožování mezi sebou poměrně snadno přecházejí, stejně tak jako rostliny mohou snadno klonální růst ztratit nebo znovu získat. Popisky v obrázku (shora zleva): nadzemní výběžky, epigeogenní oddenky, hypogeogenní oddenky, hlízy a cibule, kořeny s pupeny.

 

2/ Zvládají klonální rostliny lépe narušení než neklonální rostliny?

Obecně se očekává, že klonální rostliny zvládají lépe narušení než rostliny neklonální. Mají totiž větší zásoby pupenů, ze kterých vyrůstají po ztrátě nadzemních částí, a také cukrů, které k vyrůstání po narušení dodávají energii a stavební látky. V pokusu se 17 páry příbuzných rostlin lišících se klonalitoujsme rostliny vystavili několika druhům silného narušení jako je useknutí nadzemní části, mráz nebo zaplavení. Zjistili jsme, že klonální a neklonální rostliny jsou v regeneraci během prvního roku života stejně úspěšné v růstu. Obě skupiny rostlin však využívají k úspěšné regeneraci po narušení různé strategie, což může vést k tomu, že jejich schopnost regenerace se později v životěmůže lišit. Klonální rostliny více energie věnují budování podzemních zásob, neklonální rostliny zase efektivnímu růstu listů a jemných kořenů.

  • Martínková, J., Klimeš, A., Puy, J., & Klimešová, J. 2020. Response of clonal versus non-clonal herbs to disturbance: Different strategies revealed. Perspectives in Plant Ecology, Evolution and Systematics 44: 125529.
  • Martínková, J., Klimeš, A., & Klimešová, J. 2020. Young clonal and non-clonal herbs differ in growth strategy but not in aboveground biomass compensation after disturbance. Oecologia 193: 925–935.

Skleníkový pokus studující strategie klonálních a neklonálních rostlin

Skleníkový pokus studující strategie klonálních a neklonálních rostlin. Foto J. Martínková

 

3/ Turiony – přezimující orgány vodních rostlin jako zdroj dusíku, fosforu a uhlíku pro jarní růst

Turiony jsou dormantní pupeny, které slouží vodním rostlinám k přezimování, obvykle na dně nádrže. Zkoumali jsme, do jaké míry obsahují zásoby živin nezbytných k jarnímu vyrůstání a jestli se jejich vlastnosti liší podle ekologické skupiny vodních rostlin (masožravé/ nemasožravé, kořenící/ vzplývavé apod.). Zjistili jsme, že hlavním zásobním sacharidem je škrob, který se v průběhu přezimování spotřebovává. Turiony jsou schopny alokovat pro nový růst rostliny na jaře až 40 % celkového dusíku a 60 % celkového fosforu. Obsahují dostatek fotosyntetických barviv, aby zásobily rostoucí rostlinu energií a uhlíkem. Nepotvrdili jsme, že různé ekologické skupiny rostlin se liší zásobami v turionech nebo jejich mobilizací.

  • Adamec, L., Kučerová, A., & Janeček, Š. 2020. Mineral nutrients, photosynthetic pigments and storage carbohydrates in turions of 21 aquatic plant species. Aquat. Bot. 165: e103238

 

Zralé turiony bublinatky obecné

Zralé turiony bublinatky obecné (Utricularia vulgaris) mohou být velké až 25 mm. Foto L. Adamec