Influence of interspecific plant interactions on the stress response of grassland species in a future climate

Datum: 19 april 2017

Locatie: UAntwerpen, Campus Drie Eiken, Promotiezaal Q0.02 - Universiteitsplein 1 - 2610 Antwerpen-Wilrijk (route: UAntwerpen, Campus Drie Eiken)

Tijdstip: 16 uur

Organisatie / co-organisatie: Departement Biologie

Promovendus: Helena Van De Velde

Promotor: Ivan Nijs & Dries Bonte

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Helena Van De Velde - Faculteit Wetenschappen - Departement Biologie



Abstract

In de natuur worden planten regelmatig blootgesteld aan stressfactoren van een uiteenlopende aard. Door de huidige klimaatverandering zullen in de nabije toekomst deze stressomstandigheden voorkomen in een gewijzigde atmosferische omgeving met hogere CO2 concentraties en hogere gemiddelde luchttemperaturen. De vraag dringt zich op of planten die groeien in deze veranderde omgeving nog dezelfde stressrespons zullen vertonen. De onzekerheid met betrekking tot de stressrespons in realistische gemeenschappen die meerdere soorten omvatten is nog groter, in vergelijking met de individuele stressrespons. Een toekomstig klimaat kan namelijk in gemeenschappen die meerdere soorten omvatten, de richting en de sterkte van de interacties tussen soorten (bv. plant-plant interacties) veranderen. Deze indirecte effecten van toekomstig klimaat kunnen als gevolg de directe effecten op de individuele stressrespons versterken of belemmeren. In deze thesis onderzochten we de directe en indirecte effecten (via gewijzigde plant-plant interacties) van een toekomstig klimaat op de stressrespons van graslandsoorten. We focusten op de abiotische stressor droogte en de biotische stressor herbivorie.

In een eerste deel toonden we aan dat verhoogde temperatuur de droogterespons van Lolium perenne verergerde en dat verhoogde CO2 slechts gedeeltelijk deze negatieve effecten kon compenseren. Een toekomstig klimaat had echter geen impact op de droogterespons van Plantago lanceolata. Verder hadden de plant-plant interacties geen impact op de droogterespons van L. perenne en P. lanceolata in een toekomstig klimaat. Opmerkelijk was dat droogte en verhoogde temperatuur in een klimaat met of zonder verhoogde CO2, verhoogde senescentie en mortaliteit van L. perenne veroorzaakte lang na de droogteperiode. Ook P. lanceolata vertoonde na-effecten van de droogteperiode maar alleen wanneer verhoogde temperatuur en verhoogde CO2 gecombineerd werden. Een huidig klimaat veroorzaakte geen dergelijke na-effecten van de droogteperiode.

In een tweede deel vonden we dat een toekomstig klimaat de bladkwaliteit wijzigde en de systemisch en de geïnduceerde defensie van P. lanceolata tegenover bladluizen versterkten. Niettegenstaande een toekomstig klimaat de samenstelling van de gastheerplant veranderde, had de gastheerplant geen impact op de bladluizen. Echter, verhoogde temperaturen hadden een direct effect op de bladluis in een laboratorium experiment maar wel op een niet lineaire manier. De bladluizen presteerden het best bij een gematigde temperatuur; ze groeiden sneller, hadden een kortere generatietijd en waren ook groter. Daarentegen vonden we geen direct effect van een toekomstig klimaat met verhoogde temperatuur en verhoogde CO2 op de bladluizen in een semi-veldexperiment.

Bovenop deze effecten van een toekomstig klimaat op de planten en bladluizen demonstreerden we dat plant-plant interacties de individuele respons van soorten kunnen beïnvloeden. Plant-plant interacties interageerden met temperatuur om zo de bladluizen te beïnvloeden. Daarnaast hadden ze ook een impact op de gecombineerde effecten van verhoogde temperatuur en verhoogde CO2 op de bladkwaliteit en het defensiesysteem van P. lanceolata. Bijvoorbeeld, interspecifieke plant competitie neutraliseerde het effect van verhoogde CO2 op de defensiemoleculen van P. lanceolata.



Link: http://---