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Corso di Laurea Triennale in Scienze Biologiche

Corso di Laurea Triennale in Scienze Biologiche. Elaborato finale in Ecologia Vegetale. Plasticità Fenotipica e Caratterizzazione Fenologica di Carpobrotus edulis. CANDIDATA: Alessandra Spoletini RELATORE: Prof.ssa Loretta Gratani.

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Presentation Transcript

  1. Corso di Laurea Triennale in Scienze Biologiche Elaborato finale in Ecologia Vegetale Plasticità Fenotipica e Caratterizzazione Fenologica di Carpobrotus edulis CANDIDATA: Alessandra Spoletini RELATORE: Prof.ssa Loretta Gratani

  2. L’invasione degli habitat da parte di specie esotiche rappresenta una minaccia per la biodiversità a livello globale SCALERA & ZAGHI, 2004; RICHARDS & BURNINGHAM, 2011 poiché contribuisce all’estinzione delle specie autoctone, con danni a livello ambientale e socio-economico

  3. In particolare le specie esotiche invasive (IAS = Invasive Alien Species) possono determinare alterazioni ecologiche anche attraverso l’ibridazione con specie autoctone RHYMER & SIMBERLOFF, 1996; VILÀ & D’ANTONIO, 1998 e con l’introduzione di agenti patogeni HULME et al., 2008

  4. Carpobrotus edulis(L.) N. E. Br. IAS = Invasive Alien Species Origine : Sud Africa (Regioni del Capo) Diffusione: ambienti dunali costieri in Australia, California, Portogallo, Grecia, Spagna, Francia, Italia.

  5. OBIETTIVO Analizzare la capacità di risposta di Carpobrotus edulis alla variazione delle condizioni di luce

  6. AREA DI STUDIO Dune sabbiose nella Riserva Naturale Statale del Litorale Romano (Ostia, 41°53’40.99’’N; 12°09’45.24’’E) Giardino Botanico dell’Università La Sapienza di Roma (41°53’N, 12°28’E; 53m s.l.m.)

  7. SHORT SHOOT LONG SHOOT Sono stati raccolti 12 stoloni lunghi 14 cm da 5 individui rappresentativi, che sono stati coltivati in vaso con sabbia raccolta dall’ambiente naturale Diametro 32 cm; Profondità 29 cm

  8. MATERIALI E METODI SOLE: RadiazioneTotaleda 6500 a 9000 μmol m-2 s-1 Rapporto Red/Far Red da 0.98 a 2.18 OMBRA: RadiazioneTotaleda 1300 a 2700 μmol m-2 s-1 Rapporto Red/Far Red da 0.1 a 1.32 Radiometro (Li-185B, LI-COR,USA) Fotometro (IL150, International Light, USA)

  9. FENOLOGIA Sono state monitorate: • Attivitàvegetativa • Fioritura • Fruttificazione • Senescenzafogliare

  10. MORFOLOGIA Sono state effettuate le seguentimisure per ognicondizione di luce: • Numerointernodiprodotti per i long shoots (Il) • Numerointernodiprodotti per gli short shoots (Is) • Lunghezzadegliinternodi per i long shoots (LIl) • Lunghezzadegliinternodi per gIi short shoots (LIs) • in accordo a TRAVESET et al. (2008) LS = long shoots SS = short shoots

  11. Numerodellefoglie (NLs) • Lunghezzadellefoglie (LLs) • Superficietotaledellafoglia (TS) Sommadelleareedeitrelatidellafoglia (FOGLIA TRIDIMENSIONALE) SUESH et al. 2014 TS = S1 + S2 + S3 utilizzando il sistema di analisi di immagini Delta-T Device (UK)

  12. Contenuto di acqua delle foglie (LWC) LWC = FM – DM/DM WEBER & D’ANTONIO (1999) Dove: FM = peso fresco DM = peso secco essiccazione in stufa ventilata fino al raggiungimento del peso costante • Tasso di crescita relativo (RGR, cm cm-1 d-1) per : Lunghezza delle foglie (RGRll) Lunghezza degli internodi per i long shoots (RGRls) Lunghezza degli internodi per gli short shoots (RGRss) RGR = (lnL2 – lnL1) / (t2 – t1) HUNT (1982) Dove: t1 e t2 = tempo in giorni L1 e L2 = lunghezze della foglia o degli internodi al tempo t1 e t2

  13. INDICE DI EQUILATERALITÁ SUESH et al. (2004) • Misure fogliari: • Larghezza (W1) e spessore (T1) a 3 cm dal punto di inserzione • Larghezza (W2) e spessore (T1) a 1 cm dall’apice E1 = W1 / T1 E2 = W2 / T2 • rapporto W1/LLs • differenza E1-E2 SUESH et al. (2004) al fine di confermare l’appartenenza del campione raccolto alla specie C. edulis

  14. Tagliadeifrutti ELLISSOIDE 4/3πabc • Volume ELZINGA & BERNASCONI (2009) • Peso fresco FMfr • Peso seccoDMfr

  15. PLASTICITÁ FENOTIPICA L’indice di plasticità fenotipica (PI) è stato calcolato per i tratti che sono risultati significativamente differenti tra sole e ombra, come la differenza tra il valore medio minimo e il valore medio massimo, diviso il valore medio massimo VALLADARES et al., 2000 L’indice varia da 0 (assenza di plasticità) a 1 (massima plasticità)

  16. RISULTATI INDICE DI EQUILATERALITÀ I risultati ottenuti per LLs, W1, W2, T1, T2, E1, E2, (W1 / LL) e (E1 – E2) confermano l’appartenenza del campione alla specie C. edulis SUEHS et al. 2004 Sono mostrate le deviazioni standard. (n = 10)

  17. FENOLOGIA • AttivitàvegetativaCONTINUA durantel’anno MAX: aprile – giugno (15 – 22 °C) MIN: novembre – dicembre (9 – 12 °C) luglio (26 – 33 °C) • Fioritura e fruttificazioneESCLUSIVAMENTE in condizioni di SOLE Formazionegemmefiorali inizio di gennaio (100 ± 18 giorni) prima decade di maggio (11 ± 4 giorni) Massimafioritura Fruttificazione fine maggio (73 ± 22 giorni) • Senescenzafogliaredura in media 73 ± 33 giorni al sole e 21 ± 11 giorni all’ombra

  18. Il numerototaledellefoglieprodotteè risultato di 184 al sole Con unariduzione del 53% all’ombra

  19. Maggiore al sole del 218% Maggiore all’ombra del 26% Maggiore all’ombra del 18% Maggiore all’ombra del 9% Maggiore al sole del 28% Minoreall’ombra del 76% (ANOVA a una via, n = 160 e n = 50 per Il in condizioni di sole e di ombra rispettivamente; n = 420 e n = 500 per Is in condizioni di sole e di ombra rispettivamente; n = 60 per LIl, LIs, n = 10 per LLs, TS, LWC e DM; p ≤ 0.05); è mostrata la deviazione standard. Lettere diverse indicano differenze statisticamente significative. (ANOVA a una via, n = 60 per RGRls e RGRss, n = 10 per RGRll, p ≤ 0.05). Sono mostrate le deviazioni standard. 45% 100%

  20. TAGLIA DEI FRUTTI VOLUME PESO FRESCO PESO SECCO 14.0 ± 0.6 cm3 16.7 ± 0.7 g 2.7 ± 0.3 g TRAVESET et al. 2008

  21. PLASTICITÁ FENOTIPICA L’indice di plasticità fenotipica (PI) di C. edulisè risultato 0.31 Sottolinea il ruolo dei long shoots di crescere espandendo le dimensioni dell’individuo

  22. CONCLUSIONI Nelloroinsiemeirisultatievidenziano la strategiaadattativa di Carpobrotusedulis in risposta alle diverse condizioni di luce, attraverso variazioni delle caratteristiche fenologiche e morfologiche; ilvalore relativamente alto di plasticità fenotipica giustifica l’invasività della specie La fioritura si verifica solo in condizioni di luce e la riproduzione vegetativa, in condizioni di ombra, aumenta il successo competitivo della specie per i costi più bassi rispetto alla produzione di semi e per i tempi ridotti di produzione dei nuovi shoots

  23. Il cambiamento climatico globale potrebbe favorire la colonizzazione delle specie esotiche, legata alla loro capacità di competere con successo con le specie autoctone anche in condizioni di scarse risorse Le informazioni relative alla plasticità fenotipica di C. edulispossono rivelarsi importanti per la pianificazione di strategie atte a contrastarne la diffusione

  24. Grazie per l’attenzione

  25. CARATTERIZZAZIONE CLIMATICA Ostia: • T minima media : 12 ± 6 °C • T massima media : 24 ± 9 °C • T media : 18 ± 7 °C • Precipitazioni (Autunno-Inverno) : 563 mm (dati forniti dalla Stazione Meteorologica di Capocotta, SIARL, Arsial, per il periodo 2004-2013). Roma: • T minima media : 12 ± 6 • T massima media : 22 ± 7 • T media : 18 ± 7 • Precipitazioni (Autunno-Inverno): 549 mm (dati forniti dalla Stazione Meteorologica di Via Lanciani, SIARL, Arsial, per il periodo 2004-2013).

  26. CARPENTER &SMITH (1979)

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