Biologia zapylania roślin

ogólnouniwersyteckie

w sali

Przedmiot stanowi wprowadzenie do ekologii kwiatów i biologii zapylania roślin. W trakcie wykładów poruszane będą następujące zagadnienia: Co to jest biologia zapylania roślin i czym się zajmuje? Kwiaty, zapylanie i zapłodnienie. Strategie reprodukcyjne roślin. Ewolucja zoogamii i ewolucyjna specjalizacja systemów zapylania. Przegląd różnych form zoogamii (entomogamia - zapylanie przez owady, ornitogamia - zapylanie przez ptaki, teriogamia - zapylanie przez ssaki i pozostałe kręgowce). Oszustwa kwiatowe. Zapylanie przez wodę (hydrogamia) i wiatr (anemogamia). Ekonomiczne implikacje biologii zapylania.

Co to jest biologia zapylania roślin?

Dlaczego warto badać zapylanie roślin? Historia biologii zapylania: obserwacje starożytnych, odkrycie płci roślin, początki systematycznych badań nad zapylaniem, wielkie dzieła wieków: XVIII i XIX (Müller, Sprengel, Darwin, Knuth), wiek XX: teoria syndromów kwiatowych. Nowe techniki badawcze, antekologia i filogenetyka, analiza sieci zapyleń.

Kwiaty, zapylanie i zapłodnienie.

Co to jest kwiat i do czego służy? Budowa: jeden model, wiele wariantów. Kwiatostany: typy i funkcja. Dlaczego zwierzęta odwiedzają kwiaty? Atraktanty i nagrody kwiatowe. Zapylenie - akt mutualizmu czy pasożytnictwa? Przypadki Ficus i Yucca. Koszty i zalety zoogamii.. Zmiany barwy kwiatu w trakcie kwitnienia i co z tego wynika.

Strategie reprodukcyjne roślin.

Płeć roślin. Obco- i samopylność: zalety i wady. Samoniezgodność (podłoże genetyczne i biochemiczne). Zapylenie i co dalej? Wyścig łagiewek pyłkowych, wybór "ojca" nasion, selektywna aborcja zalążków. Dichogamia - ewolucja i skutki. Heterostylia - sposób na obcopylność, czy optymalizacja transportu pyłku. Rośliny apomiktyczne.

Ewolucja zoogamii i specjalizacja systemów zapylania roślin

Koewolucja okrytozalążkowych i owadów - hipoteza ortodoksyjna. Szczątki kopalne. Jak zapylane były kopalne rośliny nasienne? Hipotezy wielokrotnego, niezależnego powstania zoogamii oraz "lepszej jadalności" okrytozalążkowych. Tendencje ewolucyjne w budowie kwiatów.

Efektywności zapylania. Odwiedziny ? zapylenie. Wierne zapylacze. Wady i zalety specjalizacji (krótko- i długookresowe). Co sądzić o syndromach kwiatowych? Czy wszystkie rośliny to generaliści?

Entomogamia - zapylanie przez owady

Zapylanie przez prymitywne owady. Chrząszcze - zapylacze czy roślinożercy. Rośliny wytwarzające ciepło. Muchówki - zapylacze niedoceniane. Rodziny wyspecjalizowane: bujankowate, bzygowate - przystosowania.

Motyle - syndromy kwiatów motylowych. Ewolucja kwiatów o długich ostrogach. Motyle nocne i dzienne - różne modele żerowania. Zapylanie przez błonkówki. Czy pszczoły widzą czerwień? Alternatywne nagrody kwiatowe - Euglossa i zapachy kwiatowe. Zapylanie przez mrówki: dlaczego tak rzadkie? Czy termity zapylają kwiaty?

Ornitogamia i Teriogamia

Ptaki żerujące na pyłku i nektarze. Charakterystyka i ewolucja kwiatów ornitogamicznych. Kwiaty "ptasie" w Europie.

Różnorodność ssaków zapylających kwiaty. Kwiaty nietoperzowe. Kwiaty zapylane przez torbacze, gryzonie i naczelne. Jaszczurki jako zapylacze, warunki ewolucji kwiatów jaszczurkowych.

Oszustwa kwiatowe (deceptive pollination)

Mimikra kwiatów. Oszustwa kwiatowe a proces uczenia się u błonkówek. Oszustwa seksualne. Oszukańcze kwiaty a demografia gatunków - przypadek storczykowatych (Orchidaceae). Kwiaty pułapkowe.

Hydrogamia i anemogamia

Hydrogamia pozorna i właściwa, przystosowania. Okrytozalążkowe wiatropylne - prymitywne czy zaawansowane ewolucyjnie? Kwiaty wiatropylne - różnorodność budowy. Demografia i cykl życiowy roślin wiatropylnych. Alergie pyłkowe.

Zapylanie a ekonomia

Zapylanie roślin uprawnych. Ile warta jest pszczoła? Czy grozi nam "kryzys zapyleń"?. Introdukowane rośliny i "zamorskie" zapylacze. Sieci zapyleń i ich ochrona. Przyszłe kierunki badań nad biologią zapylania roślin.

Harder L.D. & Barrett S.C.H. (eds.) 2006. Ecology and evolution of flowers. Oxford University Press, Oxford.

Pellmyr O. 2002. Pollination by animals. W: Plant-Animal Interaction. An Evolutionary Approach. C.M. Herrera & O. Pellmyr (eds.), Blackwell, Oxford. ss 157-184.

Proctor M., Yeo P. & Lack A. 1996. Natural History of Pollination. Harper Collins Publishers, London.

Szafer W. 1969. Kwiaty i zwierzęta. Zarys ekologii kwiatów. PWN, Warszawa.

Waser N.M. & Ollerton J. 2006. Plant-pollinator interactions. From specialization to generalization. The University of Chicago Press, Chicago and London.

Po odbyciu kursu student wie:

- jak odbywa się proces zapylenia i zapłodnienia w kwiatach roślin okrytozalążkowych

- jakie są atraktanty i nagrody kwiatowe

- jak funkcjonują systemy samoniezgodności, czasowego i przestrzennego rozdziału płci w kwiatach okrytonasiennych

- jak odbywała się ewolucja zoogamii

Po ukończeniu kursu student zna:

- budowę kwiatu roślin okrytonasiennych i jej przystosowania do rożnych sposobów zapylania

- abiotyczne i biotyczne sposoby zapylania kwiatów

- różnorodność zwierząt zapylających kwiaty

- rolę procesu zapylania w kształtowaniu różnorodności biologicznej Ziemi

- rolę i wartość procesu zapylania dla gospodarki ludzkiej

- współczesne zagrożenia dotykające mutualistycznych powiązań roślin i zwierząt zapylających

- historię badań nad biologią zapylania roślin

Kurs zaliczany jest na podstawie egzaminu testowego.