Variation in ploidy level and phenology can result in large and unexpected differences in demography and climatic sensitivity between closely related ferns

Groot, G.A. de; Zuidema, Pieter A.; Groot, Harry de; During, Heinjo J.

doi:10.3732/ajb.1100482

Cited by 12 publications

(15 citation statements)

References 50 publications

(88 reference statements)

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…At least in early recruitment, the C. tinaei species complex does not fit the speciation models that predict tetraploid superiority. This finding is relevant since variation in gametophyte‐related recruitment rates causes strong demographic differences between related cytotypes (De Groot et al., ). Future investigations should assess whether the coexistence of the study species is allowed by prezygotic isolation due to the niche differentiation and spatial segregation observed in the field.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 96%

Fitness of an allopolyploid rupicolous fern compared with its diploid progenitors: from sporogenesis to sporophyte formation

Pangua

Pajarón

Quintanilla

2019

American J of Botany

View full text Add to dashboard Cite

Premise When two populations of related cytotypes grow in sympatry, the rarer cytotype tends to be excluded due to a frequency‐dependent mating disadvantage. Evolutionary models predict that polyploids, which are typically the rarer cytotype upon first formation, should have higher relative fitness and/or higher selfing rates to establish and then coexist with diploid parents. Methods Performance during early recruitment was compared among three co‐occurring rupicolous fern species: the allotetraploid Cheilanthes tinaei and its diploid ancestors, C. hispanica and C. maderensis. In culture experiments, fresh spores and samples of soil spore banks were tested for variation among cytotypes in germination, survival, fecundity, and mating system of gametophytes. Results Compared with its diploid parents, C. tinaei fresh spores had higher abortion percentages, lower dispersal ability as a result of its larger spores, and similar vigor at germination. For gametophytes from soil spore banks, C. tinaei had high survival similar to C. maderensis, but its sex expression resembled that of C. hispanica, with a high proportion of males. Patterns of sporophyte formation by females and bisexuals indicate that the polyploid does not have an increased gametophytic selfing rate. Gametophytes were larger in C. tinaei, but its reproductive success (sporophyte formation) was intermediate relative to diploids. Conclusions Our results show no evidence of higher selfing or fitness advantage of the allopolyploid over both diploid parents at any stage of early recruitment. These two unexpected findings suggest that further factors, such as niche differentiation, play a more important role in cytotype coexistence.

show abstract

Section: Discussionmentioning

confidence: 96%

Fitness of an allopolyploid rupicolous fern compared with its diploid progenitors: from sporogenesis to sporophyte formation

Pangua

Pajarón

Quintanilla

2019

American J of Botany

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…All boxes were placed in a randomized order in the greenhouse of the Botanical Gardens of Utrecht University to allow germination of any viable diaspores. For exact culturing conditions see 38. For three months, the boxes were checked once every two weeks for fern gametophytes or bryophytes.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Fern Spore Longevity in Saline Water: Can Sea Bottom Sediments Maintain a Viable Spore Bank?

Groot

During

2013

PLoS ONE

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Freshwater and marine sediments often harbor reservoirs of plant diaspores, from which germination and establishment may occur whenever the sediment falls dry. Therewith, they form valuable records of historical inter- and intraspecific diversity, and are increasingly exploited to facilitate diversity establishment in new or restored nature areas. Yet, while ferns may constitute a considerable part of a vegetation’s diversity and sediments are known to contain fern spores, little is known about their longevity, which may suffer from inundation and - in sea bottoms - salt stress. We tested the potential of ferns to establish from a sea or lake bottom, using experimental studies on spore survival and gametophyte formation, as well as a spore bank analysis on sediments from a former Dutch inland sea. Our experimental results revealed clear differences among species. For Asplenium scolopendrium and Gymnocarpium dryopteris, spore germination was not affected by inundated storage alone, but decreased with rising salt concentrations. In contrast, for Asplenium trichomanes subsp. quadrivalens germination decreased following inundation, but not in response to salt. Germination rates decreased with time of storage in saline water. Smaller and less viable gametophytes were produced when saline storage lasted for a year. Effects on germination and gametophyte development clearly differed among genotypes of A. scolopendrium. Spore bank analyses detected no viable spores in marine sediment layers. Only two very small gametophytes (identified as Thelypteris palustris via DNA barcoding) emerged from freshwater sediments. Both died before maturation. We conclude that marine, and likely even freshwater sediments, will generally be of little value for long-term storage of fern diversity. The development of any fern vegetation on a former sea floor will depend heavily on the deposition of spores onto the drained land by natural or artificial means of dispersal.

show abstract

“…Це одна з переваг, яка забезпечує їхню витривалість до затінення. Тому рослини P. aculeatum, що в основному зростають за таких умов [7,34], повинні мати специфічну структурно-функціональну організацію фотосинтетичного апарату.…”

Section: вступunclassified

“…О. В. Фоміна КНУ імені Тараса Шевченка у місті Києві. Багаторядник шипуватий (P. aculeatum) -природний європейський вид із центром розповсюдження в тінистих лісових масивах гір південної та західної Європи [7]. В Україні вид утворює природні популяції в Карпатах, Гірському Криму, а також у Лісостеповій зоні [34].…”

Section: матеріали та методи дослідженняunclassified

Pigments and ultrastructural peculiaries of cell organelles of fern Polystichum aculeatum (L.) Roth. at different stages of development

et al. 2017

View full text Add to dashboard Cite

Встановлено якісний і кількісний склад фотосинтетичних пігментів у ваях спорофіта Р. aculeatum у різні фази онтогенезу. Максимальний вміст фотосинтетичних пігментів зафіксовано у фази спороношення і зимової вегетації. Специфічною ознакою вай спорофіта P. aculeatum є відносно високий вміст каротиноїдів. У фазу формування сорусів (травень-червень) у клітинах мезофілу вай P. aculeatum наявні хлоропласти округлої та видовженої, лінзоподібної форми. Хлоропласти округлої форми мають відносно електронно-нещільну строму і грани, сформовані малою кількістю тилакоїдів. Хлоропласти лінзоподібної форми -з електроннощільною стромою і гранами, які наповнюють їхній об'єм. Ці хлоропласти містять великі крохмальні зерна і зрідка пластоглобули. Диференціація хлоропластів за ультраструктурою не пов'язана з певними анатомічними ділянками вай. Наприкінці весни в клітинах паренхіми хлоропласти розташовуються в безпосередній близькості до плазмалеми. На ультраструктурну впорядкованість внутрішньої мембранної системи хлоропластів мезофілу вай P. aculeatum впливають сезонні температурні зміни, а також зміни умов освітлення. У фазу осінньої вегетації у хлоропластів клітин асимілюючої паренхіми іноді формуються вирости. Зафіксовано часткове руйнування їхньої внутрішньої мембранної системи і поява численних пластоглобул. Кількість крохмальних зерен у пластидах значно зменшується. У клітинах паренхіми кореневища P. aculeatum міститься значна кількість амілопластів, як навесні, у фазу формування сорусів, так і в період осінньої вегетації. Ці органели щільно наповнені крохмальними зернами і практично не мають розвиненої внутрішньої мембранної системи. Відсутність суттєвих змін їхньої ультраструктури насамперед пов'язана з оптимальними умовами існування рослини в умовах відкритого ґрунту (експозиційні ділянки спорових рослин Ботанічного саду ім. акад. О. В. Фоміна КНУ імені Тараса Шевченка). Ключові слова:Polystichum aculeatum (L.) Roth., онтогенез, пігменти, хлоропласти, ультраструктура Biol. Stud. 2017: 11(2); 91-102 •

show abstract

Variation in ploidy level and phenology can result in large and unexpected differences in demography and climatic sensitivity between closely related ferns

Cited by 12 publications

References 50 publications

Fitness of an allopolyploid rupicolous fern compared with its diploid progenitors: from sporogenesis to sporophyte formation

Fitness of an allopolyploid rupicolous fern compared with its diploid progenitors: from sporogenesis to sporophyte formation

Fern Spore Longevity in Saline Water: Can Sea Bottom Sediments Maintain a Viable Spore Bank?

Pigments and ultrastructural peculiaries of cell organelles of fern Polystichum aculeatum (L.) Roth. at different stages of development

Contact Info

Product

Resources

About