Bank nasion gleby - Soil seed bank

Bank nasion gleba jest naturalnym przechowywanie nasion , często uśpionych, w glebie większości ekosystemów . Badania nad bankami nasion w glebie rozpoczęto w 1859 r., Kiedy Karol Darwin obserwował wschody sadzonek na podstawie próbek gleby z dna jeziora. Pierwsza praca naukowa na ten temat została opublikowana w 1882 roku i dotyczyła występowania nasion na różnych głębokościach gleby. Banki nasion chwastów były intensywnie badane w naukach rolniczych ze względu na ich istotny wpływ ekonomiczny; Do innych dziedzin zainteresowanych bankami nasion gleb należy regeneracja lasów i ekologia rekultywacji .

tło

Wiele taksonów zostało sklasyfikowanych według długowieczności ich nasion w banku nasion w glebie. Nasiona gatunków przejściowych pozostają żywotne w banku nasion gleby tylko do następnej okazji do wykiełkowania , podczas gdy nasiona gatunków trwałych mogą przetrwać dłużej niż przy następnej okazji - często znacznie dłużej niż rok. Gatunki z nasionami, które pozostają żywotne w glebie dłużej niż pięć lat, tworzą długoterminowy, trwały bank nasion, podczas gdy gatunki, których nasiona zwykle kiełkują lub giną w ciągu jednego do pięciu lat, nazywane są krótkookresowymi trwałymi. Typowym długo utrzymującym się gatunkiem jest Chenopodium album (Lambs Quarter); jego nasiona zwykle zachowują żywotność w glebie do 40 lat, aw rzadkich przypadkach nawet do 1600 lat. Gatunkiem, który w ogóle nie tworzy w glebie banku nasion (z wyjątkiem pory suchej między dojrzewaniem a pierwszymi jesiennymi deszczami) jest Agrostemma githago (Corncockle), która była dawniej rozpowszechnionym chwastem zbożowym.

Długowieczność nasion

Suszone nasiona lotosu.

Długowieczność nasion jest bardzo zmienna i zależy od wielu czynników; kilka gatunków przekracza 100 lat. W typowych glebach długowieczność nasion może wahać się od prawie zera (kiełkowanie natychmiast po dotarciu do gleby lub nawet wcześniej) do kilkuset lat. Jednymi z najstarszych wciąż zdolnych do życia nasion były nasiona Lotus ( Nelumbo nucifera ), które znaleziono zakopane w glebie stawu; te nasiona zostały oszacowane na podstawie datowania węglowego na około 1200 lat.

Jedna z najdłużej trwających prób żywotności nasion gleby została zapoczątkowana w Michigan w 1879 r. Przez Jamesa Beala . Eksperyment polegał na zakopaniu 20 butelek zawierających 50 nasion 21 gatunków. Co pięć lat wyłowiono butelkę każdego gatunku i wykiełkowano na tacy ze sterylizowaną glebą, którą trzymano w komorze wzrostu. Później, gdy odpowiedzialność za zarządzanie eksperymentem została przekazana opiekunom, okres między pobraniami wydłużył się. W 1980 roku, ponad 100 lat po rozpoczęciu próby, zaobserwowano kiełkowanie nasion tylko trzech gatunków: dziewanny ( Verbascum blattaria ), dziewanny zwyczajnej ( Verbascum thapsus ) i ślazu zwyczajnego ( Malva neglecta ).

Znaczenie dla środowiska

Banki nasion glebowych odgrywają ważną rolę w środowisku naturalnym wielu ekosystemów. Na przykład szybka ponowna wegetacja miejsc zakłóconych przez pożar lasu, katastrofalną pogodę, działalność rolniczą i pozyskiwanie drewna jest w dużej mierze spowodowana przez bank nasion w glebie. Ekosystemy leśne i tereny podmokłe zawierają szereg wyspecjalizowanych gatunków roślin tworzących trwałe banki nasion w glebie.

Przed pojawieniem się herbicydów Papaver rhoeas, będący dobrym przykładem trwałego gatunku z banku nasion, był czasami tak obfity na polach rolniczych w Europie, że można go było pomylić z uprawą.

Brak glebowego banku nasion utrudnia rozwój roślinności w okresie sukcesji pierwotnej , a dobrze obsadzony glebowy bank nasion pozwala na szybki rozwój bogatych gatunkowo ekosystemów w okresie sukcesji wtórnej .

Gęstość zaludnienia i różnorodność

Śmiertelność nasion w glebie jest jednym z kluczowych czynników wpływających na trwałość i wahania gęstości populacji roślin, zwłaszcza roślin jednorocznych. Badania struktury genetycznej populacji Androsace septentrionalis w banku nasion w porównaniu z populacjami roślin dojrzałych wykazały, że różnorodność populacji jest większa pod ziemią niż nad ziemią.

Istnieją przesłanki, że mutacje są ważniejsze dla gatunków tworzących trwały bank nasion w porównaniu z tymi, które mają tylko przejściowe nasiona. Wzrost bogactwa gatunkowego w zbiorowisku roślinnym dzięki bogatemu gatunkowo i obfitemu w glebę banku nasion nazywany jest efektem przechowywania .

Wiadomo, że gatunek strzygi (witchweed) pozostawia w glebie jedne z najwyższych gęstości nasion w porównaniu z innymi rodzajami roślin ; jest to główny czynnik wspomagający ich inwazyjny potencjał. Każda roślina może wyprodukować od 90 000 do 450 000 nasion, chociaż większość tych nasion nie jest zdolna do życia. Oszacowano, że tylko dwie wiedźmy wyprodukowałyby wystarczającą ilość nasion potrzebną do uzupełnienia banku nasion po sezonowych stratach.

Powiązane procesy ekosystemowe

Termin „ bank diaspor w glebie” może obejmować rośliny nie kwitnące, takie jak paprocie i mszaki .

Oprócz nasion, byliny mają wegetatywne rozmnóŜki celu ułatwienia tworzenia nowych roślin, migracji do nowej ziemi, albo przywrócenia po tym jak najwyższej zabity. Te propagule nazywane są zbiorczo „bankiem pąków gleby” i obejmują uśpione i przypadkowe pąki na rozłogach , kłączy i cebulach .

Związek między bankiem nasion glebowych a roślinnością nadziemną

Bank nasion glebowych jest znaczącym źródłem rozmnażania dla odnowy roślinności i odnowy roślinności bogatej w gatunki, ponieważ zapewnia pamięć o dawnej roślinności i reprezentuje strukturę przyszłej populacji. Bank nasion glebowych nie różnił się zbytnio pod względem ogólnej gęstości nasion lub różnorodności gatunkowej, a między składem gatunkowym banku nasion a składem roślinności nadziemnej było niewiele. Te dwa fakty mogą prowadzić do wniosku, że skład gatunkowy roślinności nadziemnej i brzegu gleby mogą się różnić. Ponadto kluczową kwestią jest związek między bankiem nasion w glebie a pierwotnym potencjałem pomiaru potencjału ponownej wegetacji. W zagrożonych siedliskach, takich jak błotniska, rzadkie i krytycznie zagrożone gatunki mogą występować w dużym zagęszczeniu w banku nasion w glebie i przetrwać od 50 lat do wieku.

Bibliografia