Skip to main content

Web Content Display Web Content Display

Skip banner

Web Content Display Web Content Display

Aktualne badania

Pożary w obliczu zmian klimatu: gatunki wskaźnikowe zaburzeń pożarowych
na wrzosowiskach

Ocieplenie klimatu wpływa na częstotliwość występowania i intensywność pożarów, w związku z tym reżimy pożarowe ulegają zakłóceniu w wielu regionach świata. Jednocześnie kontrolowane pożary są obecnie często rozważane, a nawet wdrażane, jako alternatywna metoda ochrony przyrody. W naszej pracy, zbadaliśmy sukcesję wtórną po pożarze na siedliskach suchych wrzosowisk zlokalizowanych w obrębie poligonów wojskowych, aby rozpoznać wpływ pożaru na skuteczność i tempo odbudowy ekosystemu. Dostępność mozaiki płatów roślinności reprezentujących różne etapy sukcesji oraz dokładne dane dotyczące okresu wystąpienia ostatniego pożaru na danym obszarze pozwoliły nam na identyfikację gatunków charakterystycznych dla danego etapu sukcesji, mogących służyć jako wskaźniki do datowania zaburzeń pożarowych na wrzosowiskach. Badaniami objęliśmy 60 płatów roślinności, które przypisane były do czterech popożarowych klas wiekowych: 1–5 lat (Klasa A), 6–10 lat (Klasa B), 11–15 lat (Klasa C) i > 15 lat (Klasa D). Na każdej powierzchni badawczej, oprócz właściwości fizykochemicznych gleby, zbadaliśmy różnorodność gatunkową i ogólne pokrycie porostów, mszaków i roślin naczyniowych. Kryptogamy i rośliny naczyniowe wyraźnie różnią się pod względem wzorca sukcesji wtórnej; określone zestawy gatunków porostów i mszaków dobrze odpowiadają poszczególnym klasom wiekowym i są dobrymi wyznacznikami etapu sukcesji po pożarze. Spontaniczna sukcesja roślinności prowadzi ostatecznie do całkowitego odnowienia wrzosowiska w stosunkowo krótkim czasie. Niemniej jednak duża dynamika roślinności w pierwszych latach po pożarze może skutkować pozornie odmiennymi kierunkami sukcesji. Popożarowe klasy wiekowe nie różniły się znacząco pod względem właściwości gleby. Dowodzi to, że wpływ pożaru na warunki glebowe jest stosunkowo niewielki; aczkolwiek w całym procesie sukcesji zaobserwowaliśmy wyraźną tendencję wzrostową dla koncentracji wymiennej formy potasu. Nasze badania wskazują, że sporadyczne pożary ograniczają niepożądany proces zarastania wrzosowisk objętych programem Natura 2000 (siedlisko: 4030 Suche wrzosowiska) i ogólnie mają niewielki negatywny wpływ na ekosystem. Opisane przez nas wzorce sukcesji i zdefiniowane zbiory gatunków charakterystyczne dla kolejnych popożarowych klas wiekowych mogą mieć zastosowanie przy szacunkowym datowaniu wystąpienia zaburzeń pożarowych, niezależnie od tego, czy pożar był planowany, czy też spontaniczny. Ponadto wyniki naszych badań można wykorzystać do uzupełnienia metodologii zawartej w przewodnikach monitorowania siedlisk przyrodniczych.

Więcej informacji:
Krawczyk R., Osyczka P., Siebielec G., Nobis M. 2024. Fires in the face of climate change: Indicators of fire disturbance in heath areas – Inference from military training lands. Journal of Environmental Management: 363, 121373.
https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.121373

Wgląd w filogenezę oraz reakcje gatunków z rodzaju Sergia (Campanulaceae) na zmiany klimatyczne przewidywane dla gór Azji Środkowej (światowego ogniska bioróżnorodności)

Ograniczony potencjał kolonizacji wysokogórskich gatunków przystosowanych do siedlisk naskalnych o specyficznym „wyspowym” rozmieszczeniu sprawia, że gatunki te są szczególnie podatne na zmiany klimatyczne. Zatem, aby zrozumieć ich reakcje na ocieplenie klimatu, przeanalizowaliśmy pokrewieństwo filogenetyczne oraz różnice w zajmowanych niszach ekologicznych dwóch geograficznie izolowanych gatunków alpejskich należących do rodzaju Sergia. Taksony te uważane są za relikty trzeciorzędowe, endemiczne dla gór Tien-Szanu i Pamiro-Ałaju. Wyniki analiz ujawniły, że rodzaj Sergia jest grupą polifiletyczną, a jej przedstawiciele różnią się geograficznie, ekologicznie i genetycznie. Pomimo, że S. regelii jak i S. sewerzowii tworzą wspólny klad z grupą Asyneuma, gatunek S. sewerzowii jest bliżej spokrewniony z Campanula alberti (gatunku, którego nigdy wcześniej nie uważano za blisko spokrewniony z rodzajem Asyneuma lub Sergia) niż z S. regelii. Wykazaliśmy również, że S. sewerzowii jest przystosowany do niższych wzniesień i wyższych temperatur, podczas gdy S. regelii preferuje wyższe wysokości i niższe temperatury. Natomiast modele przyszłego rozmieszczenia wykazują że zasięg występowania S. regelii drastycznie skurczy się oraz przesunie na większe wysokości, podczas gdy potencjalny zasięg S. sewerzowii rozszerzy się i przesunie na północ. Wyniki naszego artykułu będą pomocne w dokładniejszej ocenie wpływu zmian klimatycznych i czynnej ochronie gatunków roślin naskalnych występujących w tym ognisku światowej bioróżnorodności.

Więcej informacji:
Vintsek L., Klichowska E., Nowak A., Nobis M. 2024. Insight into the phylogeny and responses of species from the genus Sergia (Campanulaceae) to the climate changes predicted for the Mountains of Central Asia (a world biodiversity hotspot). BMC in Plant Biology 24, 228.
https://doi.org/10.1186/s12870-024-04938-4

Dominujące rośliny zielne przyczyniają się do przestrzennej heterogeniczności gleb buczyny i łęgu poprzez wpływ na zbiorowiska grzybów i bakterii

Chociaż wiadomo, że rośliny zielne stanowią istotny element w strukturze i funkcjonowaniu lasów strefy klimatu umiarkowanego, ich wpływ na zbiorowiska grzybów i bakterii zasiedlających gleby leśne jest w dużej mierze nieznany. Tego właśnie zagadnienia naukowego dotyczy najnowsza praca zespołu prof. dr. hab. Szymona Zubka z naszego Instytutu, wykonana we współpracy z naukowcami m.in. z Instytutu Mikrobiologii Czeskiej Akademii Nauk oraz Uniwersytetu Karola w Pradze, która została właśnie opublikowana w najlepszym światowym czasopiśmie z zakresu biologii gleby, Soil Biology and Biochemistry.
Podczas badań porównano różnorodność grzybów i bakterii glebowych w dwóch typach lasów, na poletkach, na których dominowały gatunki roślin zielnych o odmiennej morfologii, fenologii, sposobach rozmnażania i/lub ekologii. W buczynie były to czosnek niedźwiedzi (Allium ursinum) i żywiec dziewięciolistny (Dentaria enneaphyllos), a w łęgu ziarnopłon wiosenny (Ficaria verna) i podagrycznik pospolity (Aegopodium podagraria). W obu typach lasów, skład gatunkowy zbiorowisk grzybów saprotroficznych, wpływających na rozkład ściółki, zależał od rodzaju roślinności zielnej. Ponadto, w buczynie rośliny zielne wpływały znacznie na skład gatunkowy zbiorowisk ważnych grzybów symbiotycznych - arbuskularnych grzybów mykoryzowych, natomiast w łęgu miały one największy wpływ na grzyby będące endofitami i patogenami roślin. W przypadku bakterii gatunek rośliny zielnej miał mniejsze znaczenie, najważniejszą rolę w kształtowaniu ich zbiorowisk odgrywał skład chemiczny gleby.
Badania wykazały, że dominująca w danym miejscu roślinność zielna jest jednym z czynników kształtujących zbiorowiska mikroorganizmów glebowych, zwłaszcza grzybów, przyczyniając się do przestrzennego zróżnicowania siedlisk leśnych. Z badań wynika więc wniosek, że gatunki zielne, zwłaszcza te tworzące jednogatunkowe skupienia, należy uwzględnić w zabiegach ochrony czynnej prowadzonych w lasach strefy umiarkowanej, ponieważ rośliny te wpływają na właściwości biotyczne ich gleb.

Więcej informacji:
Zubek S., Rożek K., Chmolowska D., Odriozola I., Větrovský T., Skubała K., Thiago Dobler P., Stefanowicz A.M., Stanek M., Orzechowska A., Kohout P., Baldrian P. 2024. Dominant herbaceous plants contribute to the spatial heterogeneity of beech and riparian forest soils by influencing fungal and bacterial diversity. Soil Biology and Biochemistry 193:109405.
https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2024.109405

Misy deflacyjne jako mikrobiologiczne hotspoty oraz zmiany aktywności mikroorganizmów i biomasy organizmów fotosyntetyzujących wraz z sukcesją biologicznych skorup glebowych

W czasopiśmie o międzynarodowym zasięgu Microbial Ecology ukazała się praca pracownika naszego Instytutu, dr hab. Kai Skubały, prof. UJ oraz dwóch naszych doktorantów mgr Karoliny Chowaniec i mgr Jakuba Styburskiego i dwóch studentów Zofii Pisańskiej i Szymona Kozioła.

Biologiczne skorupy glebowe (BSC) stanowią konsorcjum wysoce wyspecjalizowanych organizmów: sinic, glonów, porostów, mszaków i mikroorganizmów heterotroficznych, tworząc miniaturowy ekosystem na powierzchni gleby. BSC występują w głównej mierze na obszarach suchych i półsuchych o niskiej produktywności i ograniczonej dostępności wody. Zainteresowanie zrozumieniem roli BSC jako inżynierów ekosystemów (ang. ecosystem engineers) znacznie wzrosło w ostatnim czasie ze względu na nasilający się problem pustynnienia i potrzeby ochrony ekosystemów przed tym zjawiskiem. BSC są uważane za kluczowe elementy ekologiczne w środowiskach o niesprzyjających warunkach siedliskowych, gdzie odgrywają ważną rolę w obiegu C i N, przyczyniają się do wzrostu żyzności gleby, zapobiegają jej erozji, zwiększają różnorodność mikrobiologiczną gleb i umożliwiają rozwój roślin naczyniowych.

Poprzednie badania koncentrowały się głównie na BSC występujących w klimatach pustynnych strefy zwrotnikowej i podzwrotnikowej, natomiast ekofizjologia BSC w klimacie umiarkowanym nie została do tej pory dobrze poznana. W celu określenia zmian aktywności mikroorganizmów i biomasy organizmów fotosyntetyzujących w różnych stadiach sukcesji wydm śródlądowych w klimacie umiarkowanym przeanalizowano aktywność dehydrogenazy oraz zawartość barwników fotosyntetycznych w BSC. Ponadto porównano te parametry pomiędzy BSC występującymi na grzbietach wydm i w misach deflacyjnych w początkowej fazie sukcesji. Wyniki pokazały wyraźny wzrost obu parametrów w miarę postępu sukcesji. Przeprowadzone badania pozwoliły także wnioskować, że stężenie chlorofilu w BSC można uznać za użyteczny ilościowy wskaźnik zarówno obecności fotoautotrofów jak i stopnia rozwoju skorupy glebowej.

Kluczowym odkryciem było wykazanie, że misy deflacyjne stanowią specyficzne nisze środowiskowe ułatwiające dalszy rozwój BSC na grzbietach wydm. Wysoka biomasa mikroorganizmów w misach deflacyjnych jest związana z dużą ilością materii organicznej i korzystniejszymi warunkami wilgotnościowymi. Można zatem wnioskować, że misy deflacyjne są kluczowymi elementami dla zachowania mozaiki siedlisk w inicjalnych stadiach sukcesji wydm śródlądowych i mogą stanowić rezerwuar mikroorganizmów wspomagających dalsze zasiedlanie wydm przez organizmy tworzące BSC.

Więcej informacji:
Chowaniec, K., Styburski, J., Kozioł, S., Pisańska, Z., Skubała, K. 2024. Dune blowouts as microbial hotspots and the changes of overall microbial activity and photosynthetic biomass along with succession of biological soil crusts. Microbial Ecology 87: 22.
https://doi.org/10.1007/s00248-023-02333-4

Wrażliwość porostów na długotrwały stres suszy i tempo reaktywacji fotosyntezy po ponownym nawodnieniu – porosty leśne (relikty puszczańskie) versus porosty niespecyficzne

Większość porostów epifitycznych (nadrzewnych) wykazuje przywiązanie do określonego typu siedliska (leśne lub bezleśne), przy czym wrażliwe gatunki higrofilne często znajdują schronienie jedynie w zbliżonych do naturalnych kompleksach leśnych. Niektóre z nich uznawane są za wskaźniki lasów o charakterze puszczańskim lub mogą świadczyć o ciągłości ekologicznej siedliska leśnego. Aby ocenić powiązanie pomiędzy wąską tolerancją niektórych porostów w stosunku do warunków wilgotnościowych w środowisku i ich cechami fizjologicznymi, zbadano dwa ekologicznie odrębne zestawy modelowych gatunków (Cetrelia cetrarioides, Lobaria pulmonaria, Menegazzia terebrata – porosty leśne oraz Flavoparmelia caperata, Hypogymnia physodes, Parmelia sulcata -  porosty niespecyficzne) pod kątem wrażliwości na długotrwały stres posuchy (jedno-, dwu- i trzymiesięczny) i zdolności do ponownej aktywacji fotosyntezy po nawodnieniu. Wyniki badań pokazały, że tolerancja na przedłużający się stan wysuszenia i tempo reaktywacji są ogólnym atrybutem danej grupy ekologicznej porostów, a nie konkretnego gatunku. Odzyskanie wysokiej aktywności fotosystemu II (PSII) wymaga znacznie dłuższego upływu czasu w przypadku fotobiontów porostów leśnych. Natomiast w przypadku porostów niezwiązanych z siedliskiem leśnym aktywacja fotosyntezy następuje w znacznie szybszym tempie. Ponadto, w przeciwieństwie do porostów niespecyficznych, przywrócenie fotosyntezy po trzymiesięcznym okresie śpiączki posusznej okazało się niemożliwe u wrażliwych porostów leśnych. Jednocześnie, chociaż zaobserwowano spadek wydajności PSII w plechach porostów o obniżonej względnej zawartości wody (RWC) wynoszącej około 25%, to wydajność ta utrzymywała się na bardzo wysokim poziomie u wszystkich badanych gatunków, niezależnie od preferencji siedliskowych. Parametry emisji fluorescencji chlorofilu, zarówno po krótszym, jak i dłuższym okresie wysuszenia, najszybciej osiągały stan równowagi po ponownym nawodnieniu plech F. caperata. W dłuższej perspektywie przedłużające się okresy bezdeszczowe oraz przewidywany w przyszłości pogarszający się bilans wodny w środowisku mogą silnie ograniczać aktywność porostów higrofilnych w okresie wegetacyjnym i jednocześnie sprzyjać rozwojowi porostów niespecyficznych. Dotyczyć to może całych asocjacji porostów ściśle związanych z siedliskiem leśnym.

Więcej informacji:
Osyczka P., Kościelniak R., Stanek M. 2024. Old-growth forest versus generalist lichens: Sensitivity to prolonged desiccation stress and photosynthesis reactivation rate upon rehydration. Mycologia 116: 31-43.
https://doi.org/10.1080/00275514.2023.2275460

Stosowanie środków ochrony roślin w sadach jabłoniowych nie pozostaje obojętne dla organizmów, które nie są przedmiotem zwalczania

W czasopiśmie o międzynarodowym zasięgu Environmental Pollution ukazała się praca pracownika naszego Instytutu, dr hab. Kai Skubały, prof. UJ i dwóch naszych doktorantów mgr Karoliny Chowaniec i mgr Jakuba Styburskiego dotycząca wpływu fungicydu, herbicydu oraz stymulatora wzrostu roślin na fizjologię mchu epifitycznego Hypnum cupressiforme naturalnie występującego w sadach jabłoniowych. Produkcja jabłek to dynamiczny system rolniczy, w którym regularnie stosuje się pestycydy w celu zwalczania chorób, szkodników i chwastów występujących w sadach. Jednymi z przedstawicieli organizmów występujących naturalnie na drzewach w sadach są mchy, które znajdują się pod bezpośrednim wpływem stosowanych środków ochrony roślin. W celu zachowania różnorodności biologicznej promowanej w zintegrowanym podejściu do zwalczania szkodników konieczne jest rozpoznanie wpływu stosowanych środków na organizmy niebędące przedmiotem zwalczania. Ma to kluczowe znaczenie dla zminimalizowania niezamierzonych skutków wprowadzanych do środowiska środków przy jednoczesnym utrzymaniu ich stosowania w ochronie roślin.

Celem badania było sprawdzenie, w jaki sposób środki stosowane w sadach: fungicyd Syllit 65 WP (zawierający dodynę), herbicyd Adiunkt 500 SC (zawierający diflufenikan) i naturalny stymulator wzrostu roślin (chitozan) oraz ich łączne stosowanie wpływa na fizjologię mchu Hypnum cupressiforme.

Nasze wyniki wykazały, że zarówno dodyna, jak i diflufenikan stosowane oddzielnie miały silny negatywny wpływ na fizjologię mchu objawiający się znacznym zmniejszeniem zawartości barwników fotosyntetycznych, obniżeniem maksymalnej wydajności kwantowej PSII, utratą integralności błon komórkowych, zmniejszoną aktywnością dehydrogenazy NADH oraz zwiększonym stopniem peroksydacji lipidów błonowych, co świadczy o dużym stresie fizjologicznym. Co więcej, łączne stosowanie herbicydu i fungicydu spowodowało dalsze pogorszenie stanu fizjologicznego w stosunku do efektów obu środków stosowanych oddzielnie. Zastosowanie chitozanu razem z diflufenikanem lub dodyną spowodowało zmniejszenie negatywnych skutków wywoływanych przez te czynniki. Efekt kompensacyjny był szczególnie wyraźny w utrzymywaniu niskiego poziomu uszkodzeń błon komórkowych. W związku z tym można stwierdzić, że chitozan może w pewnym stopniu łagodzić negatywne skutki stosowanych pestycydów.

Więcej informacji:  

Skubała, K., Styburski, J., Chowaniec K. 2023. Combined effect of fungicide, herbicide and plant elicitor used in apple orchards on non-target epiphytic moss Hypnum cupressiforme. Environmental Pollution 123133. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2023.123133

Potencjalne refugia glacjalne LGM w Karpatach na podstawie struktury filogeograficznej Carpinus betulus L.

Współczesna roślinność Europy środkowej zdominowana jest przez lasy liściaste – na obszarach nizinnych i wyżynnych – oraz lasy liściaste i mieszane w obszarach górskich. Obszar ten w najzimniejszej fazie ostatniego zlodowacenia (~21 ka BP) pokryty był roślinnością zimnego stepu, tundry i lasotundry. Wraz z ociepleniem klimatu w późnym glacjale (od 11,7 ka BP) nastąpiła stopniowa odbudowa lasów liściastych, głównie z obszarów refugialnych Europy południowej. Niemniej jednak rozważa się prawdopodobną obecność ostoi ciepłolubnych drzew liściastych w krajobrazie lodowcowym w specyficznych warunkach klimatyczno-terenowych. W badaniach podjęto ten problem na przykładzie graba zwyczajnego Carpinus betulus L., jednego z podstawowych składników leśnych zbiorowisk nizinnych i wyżynnych Europy Środkowej. W badaniach genetyczno-populacyjnych gatunku wykorzystano 365 prób reprezentujących 95 populacji karpackich. Analizy markerów genetycznych (AFLP) oraz zmiennych klimatycznych wykazały korelację pomiędzy różnorodnością genetyczną populacji a zmiennymi klimatycznymi związanymi z kontynentalizmem klimatu. Wynik ten, w powiązaniu z  opublikowanymi dotychczas wynikami badań genetycznych i paleobotanicznych, nie pozwala na jednoznaczne odrzucenie hipotezy refugialnej. Wszystkie wskazują na znaczenie Karpat w kształtowaniu współczesnej szaty roślinnej regionu wynikającej ze skomplikowanej historii kształtowania zasięgów ciepłolubnych gatunków drzew liściastych.

Badania były finansowane ze środków Narodowego Centrum Nauki (nr grantu N N304 071940).

Więcej informacji:

Mitka, J., Wróblewska, A., Boroń, P., Kucharzyk, S., & Stachurska-Swakoń, A. (2023). Perhaps there were northern refugia in LGM? : the phylogeographic structure of the thermophilic tree Carpinus betulus in the Carpathian region. Science of the Total Environment, 905. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.167214

Wpływ oscylacji klimatycznych na historię ewolucyjną endemicznych dzwonków z gór Środkowej Azji

Obszary górskie są głównymi ośrodkami bioróżnorodności i endemizmu, a jednym z kluczowych czynników napędzających dywersyfikację gatunków alpejskich były zmiany ich zasięgów wysokościowych i przestrzennych spowodowane przez przeszłe oscylacje klimatyczne. Z drugiej strony obecne i prognozowane przyszłe zmiany klimatyczne są uważane za jedno z głównych zagrożeń dla bioróżnorodności gór. Korzystając z danych molekularnych (ITS, cpDNA, SNP oparte na DArTseq) dla 262 osobników oraz danych o rozmieszczeniu badanych gatunków zbadaliśmy wpływ przeszłych zmian klimatycznych na historię ewolucyjną, zmienność genetyczną i zasięgi występowania wysokogórskich dzwonków z kompleksu Campanula lehmanniana, związanych z siedliskami naskalnymi gór Azji Środkowej. Okazało się że trzeciorzędowe zmiany klimatyczne doprowadziły do izolacji między populacjami dzwonków występującymi w różnych masywach górskich (Tien-Szanie i Pamiro-Ałaju), a w rezultacie do rozdzielenia się linii ewolucyjnych. Dalsze fluktuacje klimatyczne w czwartorzędzie przyczyniły się do powstania odrębnych genetycznie grup populacji związanych z poszczególnymi subregionami. Nieliczne ślady wtórnego kontaktu sugerują że izolacja między populacjami z poszczególnych subregionów jest znaczna. Rozmieszczenie badanych gatunków jest warunkowane przez opady w najzimniejszym i najsuchszym kwartale, przy czym warunki opadowe różnią się pomiędzy poszczególnymi masywami górskimi, pogłębiając różnice między powstałymi liniami ewolucyjnymi. Uzyskane wyniki podkreślają że następujące po sobie cykle glacjalno-interglacjalne były jedną z głównych przyczyn powstania dużego zróżnicowania genetycznego gatunków alpejskich w górach Azji Środkowej. Wyniki podkreślają również pilną potrzebę wdrożenia działań ochronnych w wysokogórskich rejonach tego światowego ogniska bioróżnorodności.

Badania były finansowane ze środków Narodowego Centrum Nauki (nr grantu 2018/29/B/NZ9/00313).

Więcej informacji:

Nobis, M., Klichowska, E., Vintsek, L., Wróbel, A., Nobis, A., Zalewska-Gałosz, J., & Nowak, A. (2023). Evolutionary response of cold-adapted chasmophytic plants to Quaternary climatic oscillations in the Mountains of Central Asia (a world hotspot of biodiversity). Diversity and Distributions, 29(11), 1458-1477. https://doi.org/10.1111/ddi.13773

Struktura zespołów mikroorganizmów glebowych w monokulturach 14 gatunków drzew

Liczne czynniki, jak między innymi zmiany klimatu oraz działalność człowieka, powodują znaczące zaburzenia struktury oraz funkcjonowania wielu ekosystemów na całym świecie. Podatnymi na zaburzenia ekosystemami, na które powinniśmy zwrócić szczególną uwagę, są lasy strefy klimatu umiarkowanego. Wspomniane czynniki oddziałują na mikroorganizmy obecne w glebie, a mianowicie grzyby oraz bakterie, będące istotnymi elementami tych ekosystemów. Wiedza na temat wpływu gatunków drzewiastych na środowisko glebowe ma kluczowe znaczenie dla wyboru odpowiednich praktyk w zakresie zrównoważonej gospodarki leśnej, niemniej jednak do dzisiaj bioróżnorodność mikroorganizmów zasiedlających glebę pozostaje niedocenianą częścią funkcjonowania ekosystemów leśnych. Badania w tym obszarze przeprowadzone przez dr Katarzynę Rożek oraz prof. Szymona Zubka wraz ze współpracownikami m.in. z Instytutu Mikrobiologii Czeskiej Akademii Nauk wykazały, że charakterystyka zbiorowisk bakterii oraz grzybów obecnych w glebie jest w przeważającej mierze zależna od specyfiki gatunkowej warstwy drzewiastej, ale interakcja pomiędzy specyfiką gatunkową drzew, a właściwościami chemicznymi gleby odgrywa również znaczącą rolę. Pośród analizowanych drzew, gatunki z rodzaju Acer oraz Tilia cordata, ze względu na wysoką różnorodności mikroorganizmów z nimi związanych, są obiecującym wyborem w praktykach zrównoważonego leśnictwa i są proponowane jako gatunki domieszkowe przy zalesianiu nowych obszarów oraz przy rekultywacji obszarów zdegradowanych.

Więcej informacji:

Rożek K., Chmolowska D., Odriozola I., Větrovský T., Rola K., Kohout P., Baldrian P., Zubek S. (2023) Soil fungal and bacterial community structure in monocultures of fourteen tree species of the temperate zone. Forest Ecology and Management 530:120751. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2022.120751

Czy zanieczyszczenia powietrza w miastach mogą powodować zmiany w anatomii plechy i wpływać na wydajność procesu fotosyntezy fotobionta u porostów nitrofilnych?

W czasopiśmie o międzynarodowym zasięgu Environmental Science and Pollution Research ukazała się praca Naszego doktoranta mgr Jakuba Styburskiego i pracownika naszego Instytutu, dr hab. Kai Skubały, prof. UJ dotycząca wpływu miejskich zanieczyszczeń powietrza – w szczególności tlenków azotu – na strukturę anatomiczną oraz wydajność procesu fotosyntezy fotobionta w plesze nitrofilnego gatunku porostu Physcia adscendens. Do badań wykorzystano plechy porostów porastające drzewa w okolicy stacji monitoringowych jakości powietrza Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Środowiska, które wybrano w oparciu o wzrastające średnie stężenia tlenków azotu i pyłów zawieszonych (PM2.5 i PM10). 

Na podstawie przeprowadzonych pomiarów anatomicznych wykazano, że plechy pochodzące z miejsc bardzo zanieczyszczonych posiadają grubszą warstwę glonową oraz większe komórki fotobionta w przeciwieństwie do okazów pochodzących z miejsc mniej zanieczyszczonych. To sugeruje, że wpływ nadmiaru azotu na wzrost porostów może być ukierunkowany na wzrost fotobionta oraz lepsze wykorzystanie źródła azotu w porównaniu z mykobiontem. Ponadto przeprowadzone analizy wydajności procesu fotosyntezy wykazały dobrą kondycję fizjologiczną plech narażonych na stres środowiskowy spowodowany nadmiarowymi związkami azotu w środowisku. Wyniki te potwierdzają bardzo dobre przystosowanie Physcia adscendens do warunków miejskich, choć mechanizm, który za tym stoi wymaga bardziej szczegółowych badań.  

Więcej informacji:  

Styburski, J., Skubała, K. Do urban air pollutants induce changes in the thallus anatomy and affect the photosynthetic efficiency of the nitrophilous lichen Physcia adscendensEnviron Sci Pollut Res (2023). https://doi.org/10.1007/s11356-023-30194-4 

Parametr światła i funkcjonalna plastyczność aparatu fotosyntetycznego istotnie decydują o rozmieszczeniu i preferencjach siedliskowych porostów

W specjalistycznym czasopiśmie Photosynthesis Research ukazał się artykuł autorstwa Piotra Osyczki (IB UJ) i Beaty Myśliwej-Kurdziel (WBBiB UJ) dotyczący wpływu intensywności światła na przebieg procesu fotosyntezy w porostach o odmiennych preferencjach siedliskowych. Porosty epifityczne (nadrzewne) stanowią ważny składnik bioróżnorodności zarówno na obszarach bezleśnych, jak i w kompleksach leśnych. Większość gatunków wykazuje przywiązanie do określonego typu siedliska, przy czym wiele wrażliwych i zagrożonych porostów znajduje schronienie tylko w cienistym wnętrzu starych lasów liściastych o charakterze puszczańskim. Celem niniejszego badania było znalezienie powiązań między parametrem światła a wymaganiami siedliskowymi porostów. W badaniach wykorzystano metody oparte na zastosowaniu impulsu światła nasycającego i światła modulowanego do wykonania kompleksowych analiz fluorescencji chlorofilu połączonych z analizą wygaszania niefotochemicznego. Zbadano również tempo asymilacji dwutlenku węgla przy różnej intensywności światła. Wyniki eksperymentów wykazały, że aparat fotosyntetyczny fotobiontów porostów nie wykazujących przywiązania do siedliska leśnego (Hypogymnia physodesFlavoparmelia caperataParmelia sulcata) może przystosować się do szerokiego zakresu natężenia światła. Co więcej, ten ostatni gatunek, który preferuje tereny otwarte, najefektywniej rozprasza nadmiar energii w warunkach silnego światła. Z kolei aparat fotosyntetyczny fotobionta Cetrelia cetrarioides (gatunek wskaźnikowy lasów puszczańskich) posiada zdecydowanie mniejszą zdolność adaptacyjną do zmieniających się warunków oświetlenia, chociaż porost ten intensywnie asymiluje dwutlenek węgla zarówno przy słabym, jak i mocnym świetle. Badania eksperymentalnie udowodniły, że światło jest jednym z najważniejszych czynników decydujących o rozmieszczeniu i specyfice ekologicznej porostów. Nawet niewielka zmiana w strukturze drzewostanu (np. wycinka selektywna, zmiana składu gatunkowego drzew) mogą modyfikować warunki świetlne we wnętrzu siedliska leśnego. W konsekwencji może to stanowić zagrożenie dla wrażliwych gatunków stenotopowych, a z drugiej strony promować rozwój porostów o szerokim zakresie tolerancji ekologicznej.
Więcej informacji:
Osyczka P., Myśliwa-Kurdziel B. 2023. The pattern of photosynthetic response and adaptation to changing light conditions in lichens is linked to their ecological range. Photosynthesis Research https://doi.org/10.1007/s11120-023-01015-z

Czy melanizacja plechy łagodzi, czy nasila skutki stresu cieplnego u porostów?

W prestiżowym czasopiśmie Scientific Reports ukazała się publikacja autorstwa dr hab. Kai Skubały, prof. UJ, doktorantki mgr Karoliny Chowaniec i dr Ewy Latkowskiej (Pracownia Metabolomiki, WBBiB UJ) dotycząca wpływu stresu cieplnego na fizjologię porostu Cetraria aculeata. Głównym celem było ustaleni czy silna melanizacja plech porostów może być dodatkową cechą adaptacyjną, pozwalającą zniwelować skutki stresu związanego z wysoką temperaturą.
Powszechnie uważa się, że stres cieplny jest jednym z najpoważniejszych zagrożeń dla organizmów żywych. Ekstremalne zjawiska klimatyczne, takie jak fale upałów, ulewne deszcze i przedłużające się susze, to jeden z głównych problemów związanych z postępującymi zmianami klimatycznymi. Przewiduje się, że globalny wzrost ekstremalnych opadów związanych z letnimi falami upałów wzrośnie w najbliższej przyszłości pod względem zarówno amplitudy jak i częstotliwości. Jednak konsekwencje takich ekstremalnych zdarzeń dla porostów są w dużej mierze nieznane.
Melaniny to brązowe lub czarne pigmenty o dużej masie cząsteczkowej. Zdolność do syntezy melanin to jedna z najbardziej uniwersalnych i jednocześnie zagadkowych adaptacji organizmów żywych do zmiennych warunków panujących na Ziemi. U porostów narażonych na promieniowanie słoneczne melaniny gromadzą się w warstwie korowej, co chroni przed nadmierną ekspozycją na promieniowanie UV. Melaniny zaangażowane są również w ochronę przed stresem osmotycznym, zwiększają tolerancję na stres związany z metalami ciężkimi oraz promieniowaniem X i są silnymi antyoksydantami. Inna potencjalna rola melanin w porostach dotyczy ochrony plech przed stresem cieplnym. Do tej pory takie zjawisko zaobserwowano jedynie w kilku badaniach w wolno żyjących grzybach.
W niniejszym badaniu po raz pierwszy wyekstrahowano melaniny z Cetraria aculeata. Nasze badanie wykazało, że temperatura krytyczna dla metabolizmu tego gatunku w stanie uwodnionym wynosi około 35°C. Obaj partnerzy symbiotyczni silnie zareagowali na stres cieplny, wykazując zmniejszoną maksymalną wydajnością kwantową PSII, wysoki poziom uszkodzeń błon komórkowych, zwiększoną peroksydację lipidów błonowych i zmniejszoną aktywność dehydrogenazy. Plechy z dużą zawartością melanin były bardziej wrażliwe na stres wysokiej temperatury, co wyklucza rolę melanin jako związków chroniących przed stresem cieplnym. Dlatego melanizacja partnera grzybowego wymusza kompromis między ochroną przed promieniowaniem UV, a unikaniem uszkodzeń spowodowanych wysoką temperaturą. Można wnioskować, że obfite opady deszczu w czasie wysokich temperatur mogą znacznie pogorszyć stan fizjologiczny silnie zmelanizowanych plech. Biorąc pod uwagę postępujące zmiany klimatyczne, wiele gatunków porostów może wymagać dużej plastyczności, aby utrzymać swój stan fizjologiczny na poziomie zapewniającym im przetrwanie.
Więcej informacji:
Chowaniec K., Latkowska E., Skubała K. 2023. Effect of thallus melanisation on the sensitivity of lichens to heat stress. Scientific Reports 13, 5083.
https://doi.org/10.1038/s41598-023-32215-1

Peroksydacja lipidów błon komórkowych w plechach porostów jako skuteczny biomarker w prognostyce zanieczyszczenia gleby metalami ciężkimi (Cladonia rei + test TBARS = stopień zanieczyszczenia gleby)

Biomarkery to mierzalne zmiany w parametrach biologicznych organizmów (funkcjonalne lub strukturalne, np.: molekularne, anatomiczne, fizjologiczne, enzymatyczne) wywołane obecnością czynnika stresowego w środowisku (np. ksenobiotyku), w którym ten organizm żyje. Epigeiczny (naziemny) porost Cladonia rei Schaerer wykazuje duże zdolności adaptacyjne do szerokiego zakresu warunków środowiskowych, występuje zarówno w siedliskach naturalnych, półnaturalnych oraz antropogenicznych, również tych, skrajnie wzbogaconych w toksyczne pierwiastki. Podczas wieloletnich badań nad wpływem zanieczyszczenia gleby na funkcjonowanie porostów zauważono, że poziom peroksydacji lipidów błon komórkowych oznaczony w plechach C. rei wyraźnie koresponduje z poziomem zanieczyszczenia i wewnątrzkomórkową akumulacją pierwiastków śladowych. Celem pracy było zweryfikowanie przydatności oznaczania stopnia peroksydacji lipidów błon w plechach tego porostu do oceny zanieczyszczenia gleb oraz opracowanie szybkiej, taniej i efektywnej metody identyfikacji podwyższonych stężeń metali ciężkich w glebie. Wykazano, że wzrost stężenia TBARS (zwiększona peroksydacja) w próbkach C. rei o co najmniej 25% wyraźnie wskazuje na podwyższony poziom stężeń metali ciężkich w podłożu glebowym. W artykule zdefiniowano wzór funkcji nieliniowej odzwierciedlającej zależność pomiędzy stężeniami TBARS w plechach C. rei i wartościami ogólnego wskaźnika zanieczyszczenia (Pollution Load Index). Badania przeprowadzono w oparciu o materiał zebrany bezpośrednio z terenu (murawy kserotermiczne, tereny poprzemysłowe, hałdy pohutnicze i poflotacyjne); wyniki tych badań opisują rzeczywiste zjawiska zachodzące w przyrodzie, co dowodzi skuteczności metody.

Więcej informacji:
Osyczka P., Chowaniec K., Skubała K. 2023. Membrane lipid peroxidation in lichens determined by the TBARS assay as a suitable biomarker for the prediction of elevated level of potentially toxic trace elements in soil. Ecological Indicators 146, 109910. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2023.109910

Rola allantoiny w tolerancji na metale ciężkie u mchów

W prestiżowym czasopiśmie Science of the Total Environment ukazała się publikacja autorstwa pracownika IB: prof. Bartosza J. Płachno i oraz współpracowników z wiodących krajowych ośrodków naukowych. Autorzy zbadali akumulację allantoiny i metali śladowych w dziewięciu gatunkach mchów po poddaniu ich działaniu warunków stresowych. Monitorowano zarówno efekt antropopresji środowiskowej, jak i mchy w symulowanych laboratoryjnie warunkach stresowych. Próbki mchów zostały pobrane z różnych miejsc, tj. z obszaru nieskażonego (warunki kontrolne), obszarów miejskich i obszarów metalonośnych (m.in. Górny Śląsk, okolice Wrocławia). Badano wpływ Cd, Pb, Hg, Ni, Zn, zasolenia i kwaśnego środowiska na zawartość allantoiny. Stwierdzono duże różnice w zdolności do akumulacji metali i allantoiny przez mchy pomiędzy próbkami zebranymi z różnych lokalizacji. Siedem gatunków uznano za potencjalne akumulatory metali, ponieważ wykazywały one tolerancję na podwyższone poziomy metali ciężkich. Zaobserwowany wpływ metali na akumulację allantoiny.
Podsumowując, nasza praca w sposób nowatorski pokazuje akumulację wyspecjalizowanego metabolitu w odpowiedzi na stres środowiskowy spowodowany działalnością człowieka.

Więcej informacji:
Dresler S, Zubel R, Baczewska I, Karakuła M, Sawicki J, Hanaka A, Zielińska S, Płachno BJ, Sowa I, Wójciak M, Strzemski M. 2023. Is there any direct link between hazardous trace metals and the allantoin content in some moss species? Science of the Total Environment 864, 160653. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.160653

Wpływ interakcji fungicydu i chitozanu na niedocelowe (non-target) grzyby zlichenizowane

W prestiżowym czasopiśmie Chemosphere ukazała się publikacja autorstwa dr hab. Kai Skubały, prof. UJ oraz doktorantki mgr Karoliny Chowaniec i studentki Emilii Majewskiej dotycząca wpływu naturalnego biostymulatora chitozanu oraz syntetycznego fungicydu Switch 62,5 WG na fizjologię porostu epifitycznego Xanthoria parietina, który naturalnie występuje w sadach owocowych oraz w pobliżu pól uprawnych. Nadmierne stosowanie stymulatorów wzrostu roślin i pestycydów stanowi obecnie poważny problem, zwłaszcza w rolnictwie, ogrodnictwie i sadownictwie. Zrozumienie wpływu tych związków i ich kombinacji na organizmy niedocelowe ma kluczowe znaczenie dla zminimalizowania niezamierzonych skutków stosowania ich w ochronie roślin.

Nasze badania pokazały, że fungicydy złożone z fludioksonilu i cyprodynilu, a także łączne stosowanie tych fungicydów z chitozanem może powodować znaczne upośledzenie fizjologii porostów, a zaburzenia te dotyczą zarówno partnera fotosyntetycznego jak i mykobionta. Stosowanie fungicydu i chitozanu spowodowało znaczną utratę integralności błon komórkowych, wysoki poziom peroksydacji lipidów błon oraz zmiany parametrów fluorescencji chlorofilu. Łączne stosowanie tych środków doprowadziło również do wyraźnych zaburzeń w funkcjonowaniu mitochondrialnego łańcucha oddechowego, co objawiało się zwiększoną aktywnością dehydrogenazy NADH, natomiast stosowanie tych związków osobno doprowadziło do spadku aktywności tego enzymu. Efekt tej interakcji jest ciekawym zagadnieniem, które wymaga dalszych badań.

Podsumowując, regularne stosowanie fungicydów wraz z chitozanem w uprawach może powodować poważne konsekwencje ekologiczne dla zbiorowisk porostów epifitycznych. Niniejsze badanie sugeruje, że wpływ niektórych środków ochrony roślin, stosowanych zarówno indywidualnie i w kombinacjach, zasługuje na szczególną uwagę ze względu na ich wpływ na grzyby niebędące przedmiotem zwalczania.

Więcej informacji:
Rola K., Majewska E., Chowaniec K. 2023. Interaction effect of fungicide and chitosan on non-target lichenized fungi. Chemosphere 137772. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.137772

Rośliny naczyniowe, kryptogamy oraz właściwości chemiczne gleby kształtują zbiorowiska mikroorganizmów glebowych na przedpolach ustępujących lodowców

W prestiżowym czasopiśmie Science of the Total Environment ukazała się publikacja autorstwa pracowników i doktorantów naszego Instytutu oraz współpracowników z krajowych ośrodków naukowych dotycząca interakcji gleba-mikroorganizmy-rośliny na przedpolach lodowców w północnej Szwecji. Ekosystemy kształtujące się po ustąpieniu lodowców reprezentują różne stadia rozwoju gleb i dlatego są doskonałym miejscem do badania wzajemnych powiązań między glebą, roślinami i mikroorganizmami.

Nasze badania wykazały, że biomasa mikroorganizmów wzrastała wraz z odległością od czoła lodowca, co może wynikać ze zwiększonej dostępności materii organicznej w glebie w miarę postępu sukcesji roślin i kryptogamów. Ponadto, bogactwo i obfitość gatunków arbuskularnych grzybów mykoryzowych na przedpolach lodowców były niskie, co może być związane z ograniczoną pulą inokulum w pierwotnych stadiach sukcesji. Heterogeniczność gleby związana z właściwościami edaficznymi odegrała kluczową rolę w kształtowaniu struktury zbiorowisk mikroorganizmów w dużej skali przestrzennej (odległość od czoła lodowca), podczas gdy obfitość gatunków roślin naczyniowych determinowała strukturę mikroorganizmów związanych z roślinami w mniejszej skali przestrzennej. Wraz z postępem sukcesji odnotowaliśmy spadek poziomu makroelementów w glebie, co wynika z postępującej sukcesji roślin i rozwoju zgrupowań mikroorganizmów.

Podsumowując, roślinność, właściwości gleby i zbiorowiska mikroorganizmów są ze sobą wzajemnie powiązane i wykazują zbieżne wzorce wzdłuż gradientu sukcesji.

Więcej informacji:
Rola K., Rożek K., Chowaniec K., Błaszkowski J., Gielas I., Stanek M., Wietrzyk-Pełka P., Węgrzyn M., Fałowska P., Dziurowicz P., Nicia P., Bejger R., Zadrożny P., Pliszko A., Zalewska-Gałosz J., Zubek S. (2023). Vascular plant and cryptogam abundance as well as soil chemical properties shape microbial communities in the successional gradient of glacier foreland soils. Science of The Total Environment. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.160550

Wpływ właściwości gleby na rozmieszczenie roślin korytarzy rzecznych

Rośliny naczyniowe, które wykazują charakterystyczny liniowy wzór rozmieszczenia wynikający z tego, że rosną one głównie lub wyłącznie w dolinach dużych rzek określane są jako rośliny korytarzy rzecznych (ang. river corridor plants). Rośliny te od dawna przyciągały uwagę europejskich fitogeografów i ekologów, którzy zastanawiali się nad mechanizmami generującymi ten specyficzny wzorzec rozmieszczenia. Rośliny korytarzy rzecznych są istotnym elementem przyrody dolin rzecznych Europy Środkowej, które mimo intensywnej antropopresji, wciąż stanowią regionalne centra bioróżnorodności (ang. regional biodiversity hotspots). W naszych badaniach skupiliśmy się na określeniu, które właściwości fizykochemiczne gleby wpływają na rozmieszczenie gatunków roślin korytarzy rzecznych. Badania uwzględniające pokrycie roślin korytarzy rzecznych oraz właściwości fizykochemiczne gleby przeprowadziliśmy w dziesięciu transektach prostopadłych do rzeki San (południowo-wschodnia Polska). Przeprowadzone badania jednoznacznie potwierdziły, że właściwości fizykochemiczne gleb istotnie wpływają na występowanie roślin korytarzy rzecznych. Rośliny te wymagają gleb o wysokiej zawartości potasu oraz cechujących się wysokim pH. Te dwa parametry gleby są ściśle związane z żyznością gleby, a dodatkowo potas istotnie wpływa na rozwój korzeni. Dlatego przypuszczamy, że oba czynniki wzmacniają konkurencyjność roślin korytarzy rzecznych w ekosystemach typowych dla dolin rzecznych. Mamy nadzieję, że nasze badania okażą się przydatne w planowaniu inicjatyw mających na celu ochronę cennych i zagrożonych ekosystemów występujących w obrębie dolin rzecznych. Uzyskane przez nas wyniki mogą być również wykorzystane podczas działań związanych z odtwarzaniem ekosystemów zdegradowanych.

Więcej informacji:
Nobis, A., Chmolowska, D., Szymura, T. H., Nowak, A., & Nobis, M. (2022). Towards a better understanding of linear species distribution in river valleys: The abundance of river corridor plants is linked to soil exchangeable potassium and pH linear. Science of The Total Environment, 851, 158292. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0048969722053918

Porost Cladonia rei – przykład zadziwiającej odporności na stres związany
z bioakumulacją metali ciężkich

Metale ciężkie obecne w środowisku mogą mieć negatywny i ograniczający wpływ na różne organizmy, w tym porosty. Skutki stresu wywołanego nadmierną akumulacją toksycznych pierwiastków na funkcjonowanie porostów zazwyczaj badane są w warunkach laboratoryjnych i niewiele wiadomo na temat rzeczywistej reakcji porostów w ich naturalnym środowisku. Celem badania było poznanie wpływu akumulacji metali ciężkich (całkowitej i wewnątrzkomórkowej) na parametry fizjologiczne i biochemiczne mykobionta w odniesieniu do plech porostów bezpośrednio zasiedlających skażone obszary. Jako gatunek modelowy, do badań wykorzystano Cladonia rei; porost ten powszechnie występuje zarówno na terenach niezanieczyszczonych, jak i skrajnie zanieczyszczonych. Zaobserwowano istotne osłabienie metabolizmu mykobionta, które wyrażało się spadkiem zawartości ergosterolu i wzrostem poziomu uszkodzeń błon komórkowych w wyniku zwiększonej akumulacji Zn, Cd, Cu i Ni. Natomiast zwiększona akumulacja ksenobiotyków (Pb i As) spowodowała zmniejszenie stężenia zredukowanego glutationu (GSH) i zwiększoną peroksydację lipidów błon komórkowych. Jednocześnie zawartość metabolitów wtórnych nie zależała od akumulacji metali ciężkich i utrzymywała się na względnie stabilnym poziomie. Świadczy to o tym, że pogorszenie stanu fizjologicznego nie osłabiło mykobionta na tyle, aby zahamować syntezę metabolitów wtórnych, a prekursory do ich produkcji zostały dostarczone na wystarczającym poziomie przez partnera fotosyntetycznego. W konsekwencji nawet u osobników rosnących na ekstremalnie zanieczyszczonych stanowiskach, metabolity wtórne mogą przyczyniać się do zewnątrzkomórkowego chelatowania metali i działać jako przeciwutleniacze hamujące stres oksydacyjny. Pomimo ewidentnego stresu związanego z obecnością metali ciężkich, Cladonia rei zadziwiająco dobrze radzi sobie i z łatwością rozprzestrzenia się w skrajnie zanieczyszczonych środowiskach, co podkreśla wyjątkowe pionierskie zdolności tego porostu.

Więcej informacji:
Rola K., Latkowska E., Ogar W., Osyczka P. (2022). Towards understanding the effect of heavy metals on mycobiont physiological condition in a widespread metal-tolerant lichen Cladonia rei. Chemosphere, 308, 136365.
https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.136365

Wpływ inwazji Rudbeckia laciniata na glebowe banki nasion różnych typów zbiorowisk łąkowych

W ostatnich dziesięcioleciach inwazje biologiczne stały się jedną z głównych przyczyn utraty różnorodności biologicznej na świecie. Zmiany można zauważyć nie tylko w zróżnicowaniu nadziemnym, ale także podziemnym, w tym przede wszystkim w bankach nasion rodzimej roślinności. W opublikowanej w ostatnim czasie pracy w czasopiśmie Scientific Research analizujemy problem gatunku Rudbeckia laciniata, silnie rozprzestrzeniającego się w wielu krajów Europy i Azji, mając na celu scharakteryzowanie jego glebowego banku nasion, a także aby odpowiedzieć na pytanie, w jaki sposób gatunek wpłynął na glebowe banki nasion zbiorowisk roślin łąkowych w dwóch typach siedlisk (łąki świeże i łąki zmiennowilgotne), na których zaprzestano tradycyjnego koszenia. W obrębie tych siedlisk prowadziliśmy badania w trzystopniowej skali inwazji, od inwazji pełnej, przez strefę przejściową do strefy kontrolnej, gdzie do tej pory nie zaobserwowano inwazji gatunku. Analizując bank nasion zauważyliśmy, że większość nasion R. laciniata znajdowała się w powierzchniowej warstwie gleby. Stwierdziliśmy, że 47% (łąka świeża) i 56% (łąka wilgotna) zarejestrowanych gatunków występowało tylko w banku nasion glebowych, a nie było ich w roślinności nadziemnej. Wschody rodzimych roślin z glebowego banku nasion są niewielkie ze względu na szybkie zacienianie powierzchni gleby przez siewki R. laciniata. Jednak krótkotrwały bank nasion gatunku daje nadzieję, że powrót do regularnego koszenia przyniesie pożądane efekty w postaci jego eliminacji z wegetacji w dość krótkim czasie.

Więcej informacji:
Jędrzejczak E., Klichowska E., Nobis M. 2022. Effect of Rudbeckia laciniata invasion on soil seed banks of different types of meadow communities. Scientific Reports, 12(1): 10965.
https://www.nature.com/articles/s41598-022-14681-1

Dynamika rozwoju i morfologia organów wegetatywnych pływaczy z podrodzaju Polypompholyx

W prestiżowym czasopiśmie The Botanical Review ukazały się badania pracownika naszego Instytutu prof. Bartosza J. Płachno oraz jego doktoranta Markusa Reuta dotyczące powstawania organów wegetatywnych u roślin mięsożenych z rodzaju Pływacz. Badania dotyczyły australijskich gatunków z podrodzaju Polypompholyx. Stwierdzono, że rozłogi są organami homologicznymi do pułapek i liści. Wyróżniono 9 typów rozłogów, które były taksonomicznie istotne i skorelowane z rozmieszczeniem badanych gatunków oraz warunkami klimatycznymi.

Więcej informacji:
Reut MS, Płachno BJ. Development, diversity and dynamic morphology of stolons in Utricularia subgenus Polypompholyx – towards understanding evolutionary processes in the Lentibulariaceae. The Botanical Review https://doi.org/10.1007/s12229-022-09283-5

Badania komórek transferowych w gruczołach roślin mięsożernych o pułapkach zatrzaskowych

Dzięki dofinansowaniu w ramach programu POB BioS (Inicjatywa Doskonałości na Uniwersytecie Jagiellońskim), które otrzymał prof. Bartosz J. Płachno (Projekt: Występowanie epitopów pektynowych, białek arabinogalaktanu i ekstensyn w pułapkach zatrzaskowych roślin mięsożernych)  możliwe było przebadanie gruczołów roślin mięsożernych. Na poziomie mikroskopii świetnej jak i elektronowej (zastosowano technikę immunozłota) porównano pułapki muchołówki amerykańskiej (Dionaea muscipula J.Ellis) oraz aldrowandy pęcherzykowatej (Aldrovanda vesiculosa L.) pod względem wybranych cząsteczek sygnałowych/składników ścian komórkowych. Stwierdzono podobieństwa pod względem występowania białek arabinogalaktanowych (AGP) oraz metylowanych pektyn oraz innych składników ścian komórkowych w pułapkach obu rodzajów. Wyniki zostały opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Cells.

Więcej informacji:
Płachno BJ, Kapusta M, Stolarczyk P, Świątek P, Strzemski M, Miranda VFO. Immunocytochemical Analysis of the Wall Ingrowths in the Digestive Gland Transfer Cells in Aldrovanda vesiculosa L. (Droseraceae). Cells. 2022; 11(14):2218. https://doi.org/10.3390/cells11142218

Płachno BJ, Kapusta M, Stolarczyk P, Świątek P. Arabinogalactan proteins in the digestive glands of Dionaea muscipula J.Ellis traps. Cells. 2022; 11(3):586. https://doi.org/10.3390/cells11030586

Odtworzenie wymarłej populacji sasanki otwartej (Pulsatilla patens)

Wyniki badań zakończonych reintrodukcją zagrożonej wyginięciem sasanki otwartej (Pulsatilla patens), prowadzonych przez pracowników naszego Instytutu -  prof. dr hab. Elżbietę Kutę, dr hab. Anetę Słomkę, prof. UJ, mgr Justynę Żabicką oraz dr Monikę Kwiatkowską, we współpracy z innymi krajowymi ośrodkami, zostały opublikowane w międzynarodowym czasopiśmie Scientific Reports (publikacja pt. „Re-introduction of an extinct population of Pulsatilla patens using different propagation techniques”). Dzięki zastosowaniu różnych technik namnażania sasanki otwartej odtworzono wymarłą populację tego gatunku na Sadowej Górze w Jaworznie (pd. Polska). Wprowadzone rośliny nie różniły się genetycznie od osobników wyjściowych, co potwierdziły badania molekularne i analiza wielkości genomu. Monitoring prowadzony przez kolejne dwa lata wykazał, że rośliny, które przetrwały (ok. 30%) zakwitły i wydały nasiona.  Jest to pierwsze doniesienie o udanej reintrodukcji sasanki otwartej
z wykorzystaniem roślin namnożonych różnymi technikami: in vitro (organogeneza, embriogeneza somatyczna), metoda cięcia kłączy oraz kiełkowanie  nasion.

Więcej informacji:
Żabicka J, Żabicki P, Słomka A, Sliwinska E, Jędrzejczyk-Korycińska M, Nowak T, Migdałek G, Kwiatkowska M, Kuta E. 2022. Re-introduction of an extinct population of Pulsatilla patens using different propagation techniques. Sci Rep 12, 14321. https://doi.org/10.1038/s41598-022-18397-0

Czy długotrwały stres zasolenia występujący w środowiskach wzdłuż dróg komunikacyjnych wpływa na fizjologię porostów? – Znaczenie opadów dla przywrócenia witalności plech

W okresie zimowym w wielu krajach, w tym w Polsce, chlorek sodu jest najczęściej stosowanym środkiem odladzającym na drogach, co powoduje jego silne oddziaływanie na środowisko w pobliżu dróg. Porosty są symbiotycznymi organizmami, występującymi w większości ekosystemów na Ziemi. Wyniki badań doktorantki Karoliny Chowaniec, dr Ewy Latkowskiej i dr hab. Kai Roli dotyczące wpływu długotrwałego stresu zasolenia na fizjologię dwóch gatunków porostów Cladonia rei i Peltigera didactyla, wykazały, że powtarzający się stres solny prowadzi do stopniowej utraty integralności błon komórkowych u porostów. Ponadto zaobserwowano wyższy poziom peroksydacji lipidów błon oraz spadek wydajności fotosyntezy u obu badanych gatunków. Gatunek P. didacyla, w którym partnerem fotosyntetycznym jest cyjanobakteria, wykazywał większą wrażliwość na stres oraz reagował znacznie wcześniej niż C. rei, w którym komponentem autotroficznym jest glon należący do rodzaju Asterochloris. Co ciekawe, zaburzenia w fizjologii porostów były niższe w przypadku eksperymentu, w którym plechy poza traktowaniem roztworami soli były poddane symulacji opadów deszczu. Zatem opady atmosferyczne mogą przyczyniać się do częściowej regeneracji plech. Jest to kluczowe dla porostów, które w sezonie zimowym są stale narażone na stres zasolenia, a opady mogą umożliwić im kontynuację procesów fizjologicznych i zapewnić przetrwanie.

Więcej informacji:
Chowaniec K. et al. 2022. Environmental and Experimental Botany 200: 104937.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0098847222001599?via%3Dihub

Czynniki wpływające na różnorodność organizmów kryptogamicznych i roślin naczyniowych na przedpolach lodowców

W prestiżowym czasopiśmie Science of the Total Environment ukazały się badania pracowników naszego Instytutu dotyczące czynników środowiskowych determinujących różnorodność organizmów kryptogamicznych oraz roślin naczyniowych na przedpolach lodowców Svalbardu. Mimo odmienności badanych grup organizmów, wyróżniono wspólne czynniki wpływający na ich różnorodność, pokrycie i rozmieszczenie. Należały do nich: odległość od czoła lodowca, wybrane właściwości fizykochemiczne podłoża i czas, jaki upłynął od ustąpienia lodowca. Wbrew dotychczasowym doniesieniom, różnorodność i pokrycie kryptogamów na przedpolach lodowców nie były ograniczone przez konkurencję ze strony roślin naczyniowych. Wyniki wykazały, że pokrycie roślin naczyniowych pozytywnie wpływało na występowanie organizmów kryptogamicznych. Wskazuje to na istnienie złożonych zależności międzygatunkowych pomiędzy tymi odrębnymi grupami, nawet w inicjalnych i stosunkowo prostych zbiorowiskach przedpoli Svalbardu.

Więcej informacji:
Wietrzyk-Pełka P. et al. 2021. Patterns and drivers of cryptogam and vascular plant diversity in glacier forelands. Science of the Total Environment 144793. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.144793

Nowe granty badawcze w IB UJ

W dniu 19 stycznia 2021 r. w POB BioS zostały ogłoszone wyniki pierwszego konkursu na indywidualne Minigranty badawcze w ramach programu strategicznego Inicjatywa Doskonałości w Uniwersytecie Jagiellońskim (ID.UJ) w Priorytetowym Obszarze Badawczym BioS (POB BioS). Pracownicy naszego Instytutu otrzymali osiem grantów (pełna lista projektów skierowanych do finansowania). Więcej informacji na stronie: https://bios.id.uj.edu.pl

Gratulujemy i życzymy powodzenia w realizacji projektów.

Poprawa plonowania gryki zwyczajnej

W czasopiśmie o międzynarodowym zasięgu, International Journal of Molecular Sciences, ukazała się publikacja współautorstwa dr hab. Anety Słomki oraz dr Klaudii Sychty, poświęcona badaniom naukowym prowadzących do zwiększenia plonowania ważnej ekonomicznie rośliny, gryki zwyczajnej (Fagopyrum esculentum). Pomimo obfitego kwitnienia w ciągu całego sezonu, gryka zwyczajna rozwija bardzo małą liczbę jadalnych ziarniaków, prawdopodobnie w wyniku konkurencji kwiatów o asymilaty. Wyniki analiz przeprowadzonych w niniejszej pracy na roślinach hodowanych w warunkach naturalnych i kwiatach hodowanych in vitro wskazują, że optymalna zawartość składników odżywczych i zmniejszenie konkurencji kwiatów o asymilaty, skutkuje pożądaną poprawą plonowania roślin.

Więcej informacji:
Hornyák M. i in. 2020. International Journal of Molecular Sciences, 21, 8953. https://doi.org/10.3390/ijms21238953

Proteazy cysteinowe podobne do papainy enzymami zaangażowanymi w indukowaną metalami ciężkimi programowaną śmierć komórek u roślin

Mechanizmy programowanej śmierci komórki (PCD) u roślin, w porównaniu ze zwierzętami, są bardzo słabo poznane, zwłaszcza, biorąc pod uwagę wpływ różnych czynników abiotycznych na indukcję tego procesu. Odkrycie dr Klaudii Sychty, dr hab. Anety Słomki oraz prof. dr hab. Elżbiety Kuty dotyczące udziału w tym procesie, wcześniej nieopisywanych jako zaangażowane w PCD u roślin, enzymów – proteaz cysteinowych podobnych do papainy (PLCPs), zostało opublikowane na łamach Environmental and Experimental Botany. Analizy z wykorzystaniem techniki TUNEL, Western blot i Ligand blotting wykazały, że PLCPs biorą udział w indukcji szlaku PCD na skutek działania metalami ciężkimi w komórkach zawiesinowych, rośliny tolerancyjnej na metale, Viola tricolor (fiołek trójbarwny).

Więcej informacji:
Sychta K. et al. 2020. Environmental and Experimental Botany, 174, 104041. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0098847220300678

Dofinansowanie badań IB UJ z The Nature and Biodiversity Conservation Union (NABU)

Doktorantka z naszego Instytutu, Pani mgr Justyna Żabicka, otrzymała dofinansowanie badań "Reconstruction of V. pubifolia origin with the use of advanced molecular methods (low-copy nuclear gene GPI and RADseq) and establishing its relationship with closely related violets of subsect. Stolonosae" z The Nature and Biodiversity Conservation Union (NABU), na lata 2019-2020.
Gratulujemy!

Znaczenie mykoryzy arbuskularnej dla zielnych roślin leśnych

Zbadano kolonizację korzeni przez grzyby arbuskularne oraz bogactwo i skład gatunkowy tych mikroorganizmów związanych z 19 gatunkami roślin zielnych. Stwierdzono, że 17 gatunków tworzy mykoryzy arbuskularne. Podano po raz pierwszy dla badanych siedlisk 16 gatunków grzybów arbuskularnych, zarówno pospolitych, jak i rzadkich. Obfitość tworzenia zarodników grzybów arbuskularnych i bogactwo gatunkowe różniły się pomiędzy gatunkami roślin, utrzymywały się jednak na niskim poziomie w porównaniu do innych ekosystemów. Niemniej jednak zaobserwowano ujemną korelację pomiędzy zawartością dostępnego fosforu w glebie a intensywnością kolonizacji mykoryzowej, co sugeruje istotne znaczenie mykoryzy arbuskularnej dla roślin leśnych w siedliskach o niskiej zawartości fosforu w glebie.

Więcej informacji:
Rożek i in. 2019, Science of the Total Environment 649: 1573-1579.

Stan zachowania roślinności oraz właściwości fizykochemiczne i mikrobiologiczne gleb łąk trzęślicowych po translokacji ekosystemu

Aby zachować cenne fragmenty łąk trzęślicowych, zbiorowisk objętych programem Natura 2000, 1,3 hektara tych łąk, w postaci darni pociętych na bloki, przeniesiono do sztucznych basenów w oddziale Śląskiego Ogrodu Botanicznego w Radzionkowie. Aby ocenić wpływ translokacji na stan zachowania ekosystemu, monitorowano zmiany w roślinności, właściwościach fizykochemicznych i mikrobiologicznych gleby i kolonizacji przez grzyby korzeni Molinia caerulea, gatunku charakterystycznego dla łąk wilgotnych, w trakcie trzech sezonów wegetacyjnych – przed przeniesieniem i przez kolejne dwa lata. Zaobserwowano zmiany w zawartości niektórych pierwiastków w glebie w pierwszym roku po translokacji. Zbiorowiska roślinne zachowały wysoki poziom różnorodności, z dominacją charakterystycznych gatunków łąkowych. Stwierdzono jednak wzrost liczby chwastów. Zaobserwowano niewielkie zmiany w kolonizacji M. caerulea przez grzyby. Liczba gatunków grzybów arbuskularnych była niższa bezpośrednio po translokacji, jednak w dwa lata po zabiegu odnotowano wzrost liczby gatunków. Nie stwierdzono istotnych różnic w składzie gatunkowym tych mikroorganizmów. Respiracja gleby i biomasa mikroorganizmów również nie zmieniły się. Jest to prawdopodobnie związane z przenoszeniem darni w dużych blokach, które zachowały zbiorowiska mikroorganizmów w dobrym stanie. Nieliczne zmiany w zbiorowisku roślinnym, kolonizacji korzeni przez grzyby, różnorodności grzybów arbuskularnych i parametrów mikrobiologicznych dwa lata po translokacji wskazują na sukces transferu tego ekosystemu.

Więcej informacji:
Chmolowska i in. 2019, Land Degradation & Development, doi: 10.1002/ldr.3284.
Zubek i in. 2019, Journal of Environmental Management, doi: 10.1016/j.jenvman.2019.04.044.

Struktura i występowanie velum w pułapach Utricularia (Lentibulariaceae)

Pływacze (Utricularia, Lentibulariaceae​) tworzą małe pułapki w formie pęcherzyków ssących, by chwytać drobne bezkręgowce. Velum jest kutykularną błoną, która uszczelnia drzwi pułapki. Niektórzy autorzy zakwestionowali występowanie velum u pływaczy lądowych, naskalnych i epifitycznych. Głównym celem badań było potwierdzenie występowania velum w różnych typach pułapek z trzech podrodzajów (15 gatunków). Velum zostało stwierdzone u wszystkich przebadanych gatunków. Zaproponowano dwa główne typy velum oraz nową definicję tej struktury, która lepiej oddaje jej złożoność.

Płachno BJ, Świątek P, Miranda VFO, Stolarczyk P. 2019. The structure and occurrence of a velum in Utricularia traps (Lentibulariaceae). Frontiers in Plant Science, section Plant Physiology doi: 10.3389/fpls.2019.00302

Budowa pułapek Utricularia multifida i Utricularia westonii

Australijskie gatunki pływaczy: Utricularia multifida i U. westonii, mają specyficznie zbudowane pułapki, które różnią się od pułapek gatunków z innych sekcji i podrodzajów. Niektórzy autorzy sugerują, iż pułapki Utricularia multifida i U. westonii​​ nie zasysają ofiar. Nasze badania anatomiczne wskazują na występowanie aktywnego sposobu chwytania ofiar, jednakże wyniki eksperymentów wskazują na pasywny mechanizm chwytania zdobyczy.

Płachno BJ, Świątek P, Adamec L, Carvalho S, Miranda VFO. 2019. The trap architecture of Utricularia multifida and Utricularia westonii (subg. Polypompholyx). Frontiers in Plant Science, section Plant Physiology  doi: 10.3389/fpls.2019.00336​

Integralność błon komórkowych porostów jako wskaźnik poziomu zanieczyszczenia gleb metalami ciężkimi

Struktura i fizjologia porostów determinują ich sukces kolonizacyjny w środowiskach niezwykle nieprzyjaznych życiu. Epigeiczne gatunki porostów Cladonia rei i Diploschistes muscorum są tolerancyjnymi i efektywnymi pionierami siedlisk skrajnie zaburzonych i skażonych. Integralność błon komórkowych jest jednym z najbardziej czułych parametrów odpowiedzi fizjologicznej na stres środowiskowy. Jednak parametr ten zazwyczaj badany był w warunkach laboratoryjnych lub w plechach porostów, które zostały transplantowane do obszaru dotkniętego skażeniem. Porosty, które w naturalny sposób zasiedlają tereny skażone były pod tym względem badane bardzo rzadko. W niniejszym badaniu przeanalizowaliśmy wpływ akumulacji metali ciężkich w plechach porostów na integralność błon komórkowych oraz zweryfikowaliśmy zależności między tym parametrem fizjologicznym, a poziomem zanieczyszczenia gleby metalami ciężkimi. Wyniki wskazują, że wewnątrzkomórkowa akumulacja metali ciężkich wpływa na poziom uszkodzeń błon komórkowych. Ponadto utrata integralności błon komórkowych w C. rei i D. muscorum jest bezpośrednio powiązana z zanieczyszczeniem gleby metalami ciężkimi. Dlatego też, poziom uszkodzeń błon komórkowych u naziemnych porostów może służyć jako wskaźnik wczesnego ostrzegania do wykrywania podwyższonych stężeń metali ciężkich w glebie. Proponowana metoda biomonitoringowa obejmuje pospolite gatunki porostów i może być szeroko stosowana na terenach poprzemysłowych.

Zobacz artykuł: Integrity of lichen cell membranes as an indicator of heavy-metal pollution levels in soil. Ecotoxicology and Environmental Safety 174: 26–34.

Nowe projekty badawcze w IB UJ – 16.11.2018

dr hab. Marcin Nobis
"Analiza czynników warunkujących zróżnicowanie gatunkowe i endemizm gór Środkowej Azji, jako podstawa w planowaniu ochrony przyrody światowego centrum bioróżnorodności", OPUS
mgr Justyna Żabicka
"Badanie zróżnicowania genetycznego oraz polodowcowej kolonizacji dwóch blisko spokrewnionych gatunków Viola epipsila i Viola palustris w cyrkumborealnym zasięgu", PRELUDIUM

Zbiorowiska kryptogamiczne jako użyteczne narzędzie bioindykacyjne do szacowania zanieczyszczenia gleby metalami ciężkimi

Porosty i mszaki są powszechnie wykorzystywane jako wskaźniki stanu środowiska, zwłaszcza w odniesieniu do jakości powietrza. Jednak ich rola diagnostyczna w ocenie zanieczyszczenia gleby była do tej pory stosunkowo słabo poznana. W niniejszym badaniu stwierdzono istotną zależność między parametrami chemicznymi gleby a strukturą zbiorowisk kryptogamicznych. Wskazuje to na dużą wartość bioindykacyjną określonych zestawów gatunków porostów i mszaków. Poszczególne zgrupowania gatunków odzwierciedlające poziomy zanieczyszczeń gleby posłużyły do opracowania praktycznego narzędzia bioindykacyjnego. Opracowane narzędzie może stanowić pierwszy krok podczas oceny stopnia zanieczyszczenia gleby w szerokiej skali krajobrazu poprzemysłowego. Ponadto daje możliwość wstępnej weryfikacji miejsc, które są potencjalnie najbardziej skażone i wymagają dalszej uwagi, na przykład w kontekście projektów rekultywacyjnych lub strategii ochrony danego obszaru.

Zobacz artykuły: Cryptogamic communities as a useful bioindication tool for estimating the degree of soil pollution with heavy metals. Ecological Indicators 88: 454-464.

Data on cryptogamic biota in relation to heavy metal concentrations in soil.  Data in Brief 19: 1110–1119.

Książka o roślinach mięsożernych

W 2018 r. ukazała się w druku książka o roślinach mięsożernych “Carnivorous plants: Physiology, ecology, and evolution”, pod redakcją A. Ellison, L. Adamec, nakładem Oxford University Press. Książka ta podsumowuje najnowsze badania dotyczące fizjologii, ekologii i ewolucji tej grupy ekologicznej roślin. Pracownik naszego Instytutu, dr hab. Bartosz Płachno, jest głównym autorem rozdziału dotyczącego struktury pułapek roślin mięsożernych oraz współautorem rozdziałów dotyczących zwabiania zdobyczy oraz „diety” roślin mięsożernych.

Więcej informacji:
https://global.oup.com/academic/product/carnivorous-plants-9780198779841?cc=pl&lang=en&#

Mikromorfologia kwiatów Utricularia menziesii R.Br. – pływacza zapylanego przez ptaki

Ornitogamia jest bardzo rzadka wśród przedstawicieli rodzaju pływacz. Dr hab. Bartosz Płachno i współpracownicy analizowali strukturę kwiatów pod kątem przystosowania do ornitogamii u australijskiego gatunku U. menziesii. Najważniejszym przystosowaniem badanego gatunku do zapylania przez ptaki okazał się kolor kwiatów oraz masywna ostroga. Analizowany był także skład nektaru pod względem rodzaju cukrów.

Annals of Botany, https://doi.org/10.1093/aob/mcy163

Nowe projekty badawcze w IB UJ – 15.05.2018

mgr Katarzyna Rożek
„Porównanie wpływu czternastu gatunków drzew na wykształcenie warstwy roślin zielnych, właściwości fizykochemiczne gleby oraz występowanie, bogactwo gatunkowe oraz skład gatunkowy grzybów arbuskularnych”, PRELUDIUM

mgr Klaudia Sychta
„Kultury zawiesinowe wybranych gatunków Viola L. do badania akumulacji cynku i ołowiu oraz tolerancji na stres wywołany metalami ciężkimi jako model do wykazania ewolucyjnie rozwiniętej tolerancji w rodzaju Viola”, PRELUDIUM

mgr Paulina Wietrzyk
„Czy organizmy kryptogamiczne są głównym czynnikiem odpowiedzialnym za rozwój gleby i sekwestrację węgla organicznego na przedpolach lodowców Svalbardu?”, PRELUDIUM

dr hab. Szymon Zubek
„Kompleksowa analiza interakcji pomiędzy roślinami zielnymi a właściwościami mikrobiologicznymi i fizykochemicznymi gleb w lasach liściastych klimatu umiarkowanego jako podstawa skutecznej ochrony bioróżnorodności tych ekosystemów”, OPUS

Nowy projekt badawczy w IB UJ – 26.01.2018

Dr Grzegorz Pacyna otrzymał finansowanie projektu badawczego pt. „Rośliny kopalne z późnego triasu Krasiejowa jako klucz do zrozumienia ewolucji flor w triasie i jurze”, z Narodowego Centrum Nauki, w ramach konkursu MINIATURA.

Modyfikacje struktury plech porostowych i ich wpływ na akumulacje metali ciężkich

Lokalne czynniki środowiskowe mogą znacząco modyfikować cechy fenotypowe porostów. Wyniki badań pokazują, że morfologiczne modyfikacje plech porostowych w obrębie tego samego gatunku mogą istotnie wpływać na bioakumulację metali ciężkich. Ma to duże znaczenie dla przyszłych badań biomonitoringowych, w których zawartość danego pierwiastka w próbkach porostowych jest podstawą do oceny stanu zanieczyszczenia środowiska.

Więcej informacji: Environmental Science and Pollution Research (2018) 25:1950–1961

Nowy projekt badawczy w IB UJ - 10.01.2018

Dr Agnieszka Nobis otrzymała finansowanie projektu badawczego pt. "Rośliny korytarzy rzecznych: Czy występowanie roślin przywiązanych do dolin dużych rzek ma związek z właściwościami gleb?", z Narodowego Centrum Nauki, w ramach konkursu MINIATURA.

Plazmodesmy w komórkach śluzowych

Analizowano budowę zalążków i gametofitów żeńskich u przedstawicieli rodzajów: Hieracium, Pilosella i Taraxacum. Rodzaje te są jednymi z lepiej poznanych modeli w badaniach nad genetycznym podłożem apomiksji, dlatego naszym celem było porównanie ultrastruktury zalążków i gametofitów żeńskich gatunków seksualnych i apomiktycznych w aspekcie oszczędzania zasobów przez apomikty. Jednym z ciekawszych wyników było stwierdzenie wydłużania się plazmodesm oraz tworzenia mostków cytoplazmatycznych pomiędzy plazmodesmami a protoplastem co było spowodowane odkładaniem śluzu pomiędzy ścianą komórkową a błoną komórkową w komórkach integumentalnych przedstawicieli Asteraceae. Badania były finansowane z grantu NCN (DEC-2013/09/B/NZ8/03308).

Więcej informacji:
Protoplasma 253: 1365–1372
Protoplasma 254: 2287–2294

"Chromatubule"

W komórkach łożyska pływacza Utricularia nelumbifolia stwierdzono obecność nietypowych jąder komórkowych, które charakteryzowały się specyficznymi wypustkami zawierającymi parakrystaliczne struktury. Wypustki te miały łączność z błoną komórkową oraz za pośrednictwem ER z plazmodesmami. Wyrostkom tym nadano nazwę „chromatubule” (tubularne struktury zawierające chromatynę). Wyrostki te przypominają częściowo stromule plastydów. Być może wyrostki te mogą być drogą transportu makromolekuł z jądra komórkowego do błony komórkowej oraz plazmodesm, hipoteza ta wymaga eksperymentalnego potwierdzenia.

Więcej informacji:
Annals of Botany 120: 673–680

Nowe opracowanie taksonomiczne włosieniczników (Ranunculus sect. Batrachium)

Po 50 latach od pierwszej monografii grupy ukazało się nowe opracowanie taksonomiczne włosieniczników (Ranunculus sect. Batrachium). W międzynarodowym zespole z udziałem Joanny Zalewskiej-Gałosz z naszego Instytutu opracowano uzupełnione opisy taksonomiczne 30 gatunków włosieniczników występujących na świecie, zaprezentowano ich cechy diagnostyczne, klucze do oznaczania, wymagania ekologiczne oraz zasięgi występowania poszczególnych taksonów. Mamy nadzieję, że praca ta stanie się podstawą do rozwoju dalszych badań naukowych tej interesującej grupy roślin wodnych.

Pdf: A taxonomic account of Ranunculus section Batrachium (Ranunculaceae)

Symbiotyczne grzyby mogą sprzyjać inwazji roślin

Grzyby arbuskularne stymulują wzrost i pobieranie fosforu u dwóch gatunków roślin inwazyjnych, Rudbeckia laciniata i Solidago gigantea (Asteraceae). Interakcje te są jednak zależne od gatunku grzyba mykoryzowego oraz typu gleby. Odkrycie zespołu badawczego w składzie Marta Majewska, Kaja Rola i Szymon Zubek sugeruje, że obecność niektórych gatunków grzybów arbuskularnych na danym stanowisku zwiększa witalność roślin, przez co może przyczynić się do sukcesu ich inwazji.

Więcej informacji: Mycorrhiza (2017) 27:83–94

Nowy projekt badawczy w IB UJ

Dr Małgorzata Jaźwa otrzymała finansowanie projektu badawczego, pt. „Różnorodność florystyczna a właściwości fizyko-chemiczne przydrożnych gleb”, z Narodowego Centrum Nauki, w ramach konkursu MINIATURA. Gratulujemy!

Immunolokalizacja cyklotydów w komórkach, tkankach i organach roślin potwierdza ich rolę w systemie obronnym gospodarza

Rozmieszczenie cyklotydów zostało uwidocznione z wykorzystaniem immunohistochemicznej techniki w komórkach liści, ogonków liściowych i fragmentów korzeni Viola odorata i Viola uliginosa z rodziny Violaceae bogatej w gatunki produkujące cyklotydy, cykliczne peptydy zbudowane z ok. 30 aminokwasów o zróżnicowanej aktywności biologicznej. Stosunkowo duże ilości cyklotydów stwierdzono w tkankach potencjalnie wolnych od ataków patogenów (w epidermie liści i ogonków liściowych, w tkance przewodzącej we wszystkich badanych organach). Odkrycie międzynarodowego zespołu badawczego, z udziałem  Elżbiety Kuty z naszego Instytutu, potwierdza rolę cyklotydów w mechanizmie obronnym roślin.

Więcej informacji: Planta (2016) 244: 1029–1040
https://link.springer.com/article/10.1007/s00425-016-2562-y