高寒退化草地狼毒种群不同海拔花大小-数量的权衡关系

权衡关系是植物生活史对策理论的基础, 花大小-数量的权衡关系对理解花的生物量分配具有重要的意义。该文利用实验生态学方法, 研究了祁连山北坡高寒退化草地4个不同海拔狼毒(Stellera chamaejasme)种群花大小与花数量间的关系。结果表明: 随着海拔升高, 草地群落的高度、密度和地上生物量均呈先升高后降低的倒U型分布, 狼毒花大小呈逐渐增大的趋势, 而花数量呈相反的变化趋势; 不同海拔样地狼毒花大小与花数量间的相关性存在差异, 海拔2700、2900和3000 m样地狼毒花大小和花数量之间均存在极显著的负相关关系(p < 0.01), 海拔2800 m样地二者之间存在显著的负相关关系(p < 0.05), 狼毒植株分配给花大小与花数量的资源间存在着“此消彼长”的权衡关系; 海拔2800 m样地是狼毒植株花大小与花数量权衡关系由低海拔的花数量多而单花生物量低向高海拔的花数量少而单花生物量高转变的区域。狼毒植株通过合理权衡花数量和花大小的资源配置, 以补偿在海拔梯度上不利因素对种群繁衍带来的影响, 从而实现种群的繁殖成功, 反映了毒杂草对异质性生境的表型可塑性机制。     

呼伦贝尔草原植物叶片大小与数量的权衡关系及其内在机制

叶片大小与数量的权衡关系是植物生长策略的基础,研究叶片大小与数量权衡关系的内在机制对于深刻理解植物生长策略具有重要意义.本研究以单个叶片干重表示叶大小,以单位茎上的叶片数量表示出叶强度,采用标准主轴回归分析方法研究呼伦贝尔草原植物叶片大小与数量的权衡关系以及内在机制.结果表明:陈旗嵯岗(典型草原)和陈旗八一(草甸草原)...     

高寒退化草地星毛委陵菜叶大小与数量的权衡关系

植物叶大小和数量的权衡关系反映了植物对环境的高度适应性及其在复杂生境下的自我调控能力。采用标准化主轴估计(standardized major axis estimation,SMA)方法,在祁连山北坡选择未退化(Ⅰ)、轻度退化(Ⅱ)、中度退化(Ⅲ)和重度退化(Ⅳ)4种高寒草地,研究了星毛委陵菜(Potentilla acaulis)叶大小-数量的关系。结果表明:随着天然草地退化程度的加剧,草地群落的高度、盖度和土壤含水量逐渐下降,星毛委陵菜种群的高度逐渐下降、盖度逐渐上升,星毛委陵菜叶大小呈逐渐减小的趋势,而叶数量增加;各退化草地星毛委陵菜叶大小与叶数量均呈显著负相关(P0.05),星毛委陵菜分配给叶大小与叶数量的资源间存在着\"此消彼长\"的关系;不同退化草地间的比较显示,未退化和重度退化草地星毛委陵菜叶大小与叶数量呈显著异速生长关系(P0.05),轻度和中度退化草地二者呈近似等速生长关系。高寒退化草地星毛委陵菜植株合理权衡叶大小-数量的资源配置模式,体现了植物茎叶构型的表型可塑性机制。     

昆虫寄生与滇合欢种子大小和数量的关系

以云南地区含羞草科合欢属滇合欢Albizia simeonis为研究对象,在调查滇合欢正常种荚和被昆虫寄生种荚内种子数、种子败育数和种子大小的基础上,研究昆虫寄生对滇合欢种荚内种子数量、大小以及败育的影响,分析了种荚内种子大小和数量之间的关系。结果表明:完好种荚与受害种荚内种子总数差异并不显著,但完好种荚内正常种子数量显著高于受害种荚,而败育种子数则显著低于受害种荚。昆虫寄生并没有对滇合欢种荚内正常种子大小产生显著影响,但被寄生的种子体积显著大于正常种子。种荚内败育种子数与被寄生种子数呈显著正相关关系,表明昆虫寄生对滇合欢种荚内种子败育产生了影响。滇合欢种荚内种子数量与种子大小呈负相关关系,但完好种荚内种子数量与大小的相关性并不显著,而有昆虫寄生的种荚内种子数量与种子大小则表现出显著的负相关,即昆虫寄生加剧了滇合欢种荚内种子大小与数量的权衡。     

川西风毛菊(Saussurea dzeurensis)花展示的变异:检验花及花序水平大小-数量的权衡

植物花展示对传粉昆虫吸引和植物繁殖成功至关重要。理论研究指出,花展示的组成部分(如花的大小和数量)之间由于资源的限制而存在权衡关系,从而制约花展示的进化,但相关实验研究并不经常能检测到花的大小-数量之间的权衡关系。本文以广泛分布于青藏高原的川西风毛菊(Saussurea dzeurensis)为对象,研究不同海拔种群间花展示(花序水平和花水平)的变异,检验花大小-数量的权衡关系。结果表明:每株的头状花序数、单个头状花序重、单花的数量/头状花序与地上生物量呈显著的正相关,说明花展示大小(包括花序水平和花水平)依赖于个体的资源状况;高海拔种群个体更小,平均花序数更少,但单个头状花序的重量、单花的数量及重量/头状花序与低海拔种群相比没有显著差异;在花序水平上头状花序的大小和数量间并没有权衡关系,但在花序内的花水平上,高海拔种群花的大小和数量呈显著负相关,表现出权衡关系,而在低海拔种群并没有权衡关系;当控制川西风毛菊个体大小的影响后,花序水平大小-数量及花大小-数量间的相关均没有发生改变,说明资源获取能力的差异,即个体大小的差别并没有影响川西风毛菊花序水平或花水平大小-数量间的权衡关系;植物花大小-数量的权衡关系可能较为复杂,今后的研究需要同时考虑多个组织水平,如种群、个体、花序水平的花大小与数量的关系,有助于全面揭示植物花的资源分配的模式及花展示大小的进化机制。     

风毛菊花序、种子大小和数量之间的权衡:资源条件的影响

繁殖器官的大小和数量之间的权衡是植物繁殖对策研究的重要问题之一, 但是支持权衡关系的实验研究非常有限。该文以青藏高原东缘高寒草甸菊科风毛菊属优势植物种风毛菊(Saussurea japonica)为材料, 通过不同光照和营养处理, 研究其花序、种子大小和数量之间的关系。结果表明: 光照和营养处理对花序数目没有显著影响, 但对花的大小, 以及种子大小和数量均有显著影响。大小和数量之间的关系同样会受到处理条件的影响: 在对照和低营养处理下, 花序、种子的大小和数量之间呈显著的正相关关系, 而在低光照处理和低光照低营养处理下, 花序、种子的大小和数量之间的关系变为显著负相关, 即出现大小和数量之间的权衡。结果表明: 环境胁迫(比如有限的土壤养分和光资源的抑制)加剧了花序、种子大小和数量之间的权衡。风毛菊花序和种子的大小和数量之间的权衡关系的环境依赖性, 使其能够对外界环境的变化做出响应, 这种繁殖对策能提高其适合度。     

清凉峰不同海拔木本植物小枝内叶大小-数量权衡关系

权衡关系是生活史对策理论的基础, 叶大小-数量的权衡关系对理解叶大小进化具有重要的意义。该研究以单叶面积和单叶片干重表示叶大小, 用小枝干重和小枝茎干重表示小枝大小, 采用标准化主轴估计(standardized major axis estimation, SMA)和系统独立比较分析(phylogenetically independent contrast analysis, PIC)的方法, 对浙江省清凉峰自然保护区3个不同海拔落叶阔叶木本植物当年生小枝内的叶大小与数量间的关系进行研究。结果显示, 无论叶大小和小枝大小是用面积或干重表示, 在每个海拔, 叶大小与出叶强度均存在显著的等速负相关关系, 表明在落叶阔叶木本植物中发现的叶大小与出叶强度之间的权衡关系在不同生境物种中是普遍存在的, 植物在叶大小方面的种间变化, 可能不是自然选择的直接产物, 而是叶片数量变化权衡关系的一个副产物。不同海拔间的比较显示, 高海拔物种的叶面积或干重与出叶强度相关关系的y轴截距比中、低海拔物种小, 表明在出叶强度一定的情况下, 高海拔物种比低海拔物种具有更小的叶大小。与高海拔物种相比, 中海拔物种的共同斜率沿共同主轴有一个向上的位移, 表明中海拔物种比高海拔物种具有更大的叶大小, 但出叶强度更小。这些结果表明生境对叶大小-数量的权衡关系具有显著的影响, 中海拔生境具有更适宜植物生长的气候及养分条件, 而高海拔的低温等不利影响使得叶片变小。     

高寒退化草地不同海拔狼毒种群花大小与叶大小、叶数量的关系

植物花大小与叶大小、叶数量的关系反映了植物长期与环境相互作用形成的外在形态方面的适应对策,不同生境中其生长关系的变异体现了植物对异质环境的适应方式。本文研究了祁连山北坡高寒退化草地4个不同海拔狼毒(Stellera chamaejasme)种群花大小与叶大小、叶数量的关系。结果表明:随着海拔的升高,草地群落的高度、密度和地上生物量均呈先升高后降低的倒U型分布;狼毒的地上生物量、株高和叶大小均呈减小趋势,而繁殖分配、花大小和叶数量均呈增大的变化趋势;在海拔梯度上,狼毒花大小与叶数量呈极显著正相关(P0.01),与叶大小呈不显著负相关(P0.05),说明狼毒种群花大小与叶数量具有显著的依赖关系;生境对狼毒花大小与叶数量之间的依赖关系产生显著影响,高海拔的环境胁迫导致狼毒个体减小,植株通过增加花大小和叶数量、减小叶大小的资源分配策略来保证物种的繁衍。     

胡杨叶片大小与叶数量的权衡关系对地下水埋深的响应

本文以胡杨(Populus euphratica Oliv.)为研究对象,采用标准化主轴回归估计(SMA)方法探讨了种群叶片大小(单叶面积、单叶质量)与出叶强度(基于小枝质量、茎质量、茎体积)的异速生长关系对地下水埋深梯度(Groundwater depth,GWD)的响应及其变化规律.结果显示:随GWD增加,胡杨当年...     

利用腊叶标本初探豹子花属植物的性表达及其与个体大小的关系

植物性系统进化过程中很少有植物通过雌性败育的方式实现性系统由联合走向分离,然而雄花在百合科植物中大量存在,引起了研究者的关注。本研究利用百合科豹子花属植物的腊叶标本,获取它们的花性别表型、花大小、株高以及分布海拔等信息探讨豹子花属植物的性表达样式,并对样本量较多的开瓣豹子花、云南豹子花、多斑豹子花和豹子花四个种的性表达及其与个体大小的关系进行分析。研究结果表明:1)六种豹子花属植物标本中都有雄花存在;根据雄性花和两性花的不同组合,形成雄性个体、两性花个体,和雄花两性花同株个体三种植株类型;2)个体大小(株高)和分布海拔之间不存在相关关系,和植株性别类型相关,即雄性个体一般显著小于具有雌性功能的两性花个体和雄花两性花同株个体;3)个体大小与花大小、每个个体开花总数和雌花数量成显著的正相关关系,而与每个个体的雄花数量无显著的相关关系。本研究更正了一直以来对豹子花属植物性系统的错误认识,首次报道雄花在豹子花属植物中普遍存在,并指出雄花和雄性个体的出现是大小依赖性分配的结果。同时,以研究实例证明了利用腊叶标本开展植物性系统多样性的可行性。     

Female fertility per flower and trade-offs between size and number in Claytonia virginica (Portulacaceae)

A consistent and paradoxical feature in flowering plants is the production of many more flowers than appear required for female fertility through fruit and seed production. Many mechanistic hypotheses for this observation share key assumptions about (1) limited resources available for reproduction and (b) greater female fertility benefits from larger flowering-time investment. Here I investigate these assumptions in two populations of Claytonia virginica. I also test predictions from theoretical analyses, comparing patterns of flowering allocation and fertility per flower in 18 populations of C. virginica. Results support the assumption that larger benefits accrue from greater flowering-time investment. The between-population pattern of flowering allocation and fertility per flower is also consistent with theoretical expectation, although not statistically significant. Not supported is the assumption that reproduction occurs under strong resource constraint. Possible reasons for this discrepancy are discussed.     

Optimal offspring sizes in small litters

Summary Numerous evolutionary models explore the trade-off between offspring size and offspring number. However, such models often fail when the number of offspring is small because optimal litter size (or litter size at optimal offspring size) may fall between the necessarily integer values for real litters. This paper extends a classic model for optimal investment per offspring to the case of small litters and predicts that range in offspring size and the largest (smallest) offspring size should decline (increase) with increased litter size. Application of the model to egg size data from a poeciliid fish,Gambusia hubbsi, reveals a surprisingly close approximation to the largest offspring size and variation in offspring size at small litter sizes.     

Fruit to flower ratios and trade-offs in size and number

Summary Hermaphroditic flowering plants commonly produce many more flowers than fruits. To interpret this observation, I suggest an explanation based on trade-offs occurring between the size and the number of flowers and fruits that mature when resources are limiting. I make this suggestion concrete with the aid of a phenotypic model analysed using the ESS approach. The model includes resource allocations to male and female reproductive structures at the time of flowering and to fruit maturation. The formulation allows for non-linear relations between opportunities for fertility gain on the one hand and flower and fruit size and number on the other. Results of the model indicate that fewer fruits will be matured than flowers produced, even in the absence of previously suggested factors such as pollinator limitation and bet-hedging in the face of environmental variability. Model results emphasize the distinction between flower versus inflorescence contributions to male and female reproductive success. Analysis also shows that the fruit to flower ratio in hermaphroditic plants will be lower than that in female plants, in accord with broad taxonomic surveys. Finally, results obtained lead to empirically testable predictions about the relationship between flower size, fruit size and the fruit to flower ratio. Methods to test these predictions are discussed.     

Trade-offs between flower number and investment to a flower in selfing and outcrossing varieties of Impatiens hypophylla (Balsaminaceae)

Floral resource allocation was compared on a whole-plant basis between two varieties of Impatiens hypophylla that differ in flower size. There were significant negative correlations between flower number and investments to a flower at both the within-population and between-variety levels. In individual flowers, var. hypophylla with larger flowers invested significantly more resources to male and pollinator-attractive functions, whereas investments to female function did not differ between the varieties. In experimental populations placed in the field, pollinators preferred the larger flowers of var. hypophylla even within the same habitat of var. microhypophylla, which has smaller flowers. There was a significant lack of observed heterozygosity only in var. microhypophylla. Thus, the outcrossing variety had more attractive but fewer flowers, while the selfing variety had less attractive but more abundant flowers.