Badania nad ekologią podziemnych owoców

W ramach projektu TEE-OFF (The evolutionary ecology of underground fruits), finansowanego ze środków UE, badano, dlaczego niektóre organizmy nie rozprzestrzeniają się. Rośliny mające nierozprzestrzeniające się owoce podziemne (geokarpiczne) porównano z podobnymi gatunkami o owocach dojrzewających na wolnym powietrzu, które rozprzestrzeniają się w odmienny sposób. Owoce podziemne najprawdopodobniej maksymalizują lokalną adaptację, a także (według Karola Darwina) chronią przed szkodnikami, takimi jak chrząszcze i ryjkowce.

W projekcie wykorzystano dwie rośliny strączkowe hodowane w Europie (Lathyrus amphicarpos i Vicia amphicarpa) oraz ich najbliższych krewnych. Celem było ustalenie, do jakiego stopnia rozprzestrzenianie się jest produktem procesów adaptacyjnych, plastyczności fenotypowej (zmiany w reakcji na zmiany zachodzące w środowisku) lub dywergencji genetycznej.

Obserwacje posłużyły do określenia, w jakim zakresie rozprzestrzenianie się wymusza ograniczenia dotyczące rozmieszczenia geograficznego roślin. Wykorzystano je także do zbadania, czy określone warunki rozprzestrzeniania zapewniają przewagę ewolucyjną w pewnych środowiskach oraz w jaki sposób rozprzestrzenianie się zmienia się w reakcji na drapieżnictwo.

Wyniki tych prac wskazują, że mieszane strategie rozprzestrzeniania się, stosowane przez rośliny amfikarpiczne (wytwarzające dwa rodzaje owoców), są adaptacyjne wówczas, gdy warunki są nieprzewidywalne. Ograniczone rozprzestrzenianie, tak jak w geokarpii, jest adaptacyjne tylko w ściśle określonych warunkach, na przykład gdy środowisko jest wysoce nieprzewidywalne, a prawdopodobieństwo miejscowego zadomowienia się jest bardzo wysokie.

Zbadano rolę geokarpii w unikaniu drapieżnictwa i wykazano, że podziemne owoce charakteryzują się wyższym wskaźnikiem drapieżnictwa niż owoce dojrzewające na wolnym powietrzu. Ponadto nie zapewniają one przystosowania pod presją ze strony drapieżników. Podziemne strąki uchodzą jednak uwadze grupom pewnych żywiących się nasionami owadów, które wydają się atakować tylko owoce nadziemne.

Projekt TEE-OFF dostarcza cennych informacji na temat ekologii ewolucyjnej rozprzestrzeniania się roślin i może mieć implikacje dla hodowli roślin.