Biologiczne przystosowania roślin kwiatowych do warunków klimatycznych Antarktyki Morskiej.

• Authors: Irena Giełwanowska

Title variants

EN

Biological adaptation of the flowering plants to the Maritime Antarctic climate conditions.

• Languages of publication: PL EN

Abstracts

PL

Dwa rodzime gatunki, Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl. i Deschampsia antarctica Desv., oraz Poa annua L., gatunek obcy dla Antarktyki, są obecnie jedynymi roślinami kwiatowymi w Antarktyce Morskiej. Zasiedlają stanowiska o bardzo szerokim spektrum czynników topograficznych, troficznych i topoklimatycznych. Badania histologiczne, cytologiczne i embriologiczne roślin rosnących w różnych warunkach mikrosiedliskowych na Wyspie Króla Jerzego (Szetlandy Południowe, Antarktyka Morska) oraz w warunkach szklarniowych wykazały, że rośliny te są bardzo plastyczne morfologicznie. Rozmiary i pokrój roślin, liczba i wielkość organów wegetatywnych i generatywnych wyrastających w krótkim sezonie wegetacyjnym oraz uorganizowanie protoplastów komórek, wykazują ścisły związek z warunkami siedliskowymi i pogodowymi.

EN

Two species native to the Antarctic, Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl. and Deschampsia antarctica Desv., and one alien species, Poa annua L., are currently the only flowering plants in the Maritime Antarctic. They inhabit a wide range of habitats characterized by varied topographic, trophic and topoclimatic conditions. Histological, cytological and embryological analyses of plants growing under different microhabitat conditions in King George Island (South Shetland Islands, Maritime Antarctic) and under greenhouse conditions revealed their high morphological plasticity. Close correlations were observed between habitat and weather conditions and plant size and habit, the number and size of vegetative and generative organs that develop during a short growing season, and protoplast structure.

• Journal: Kosmos
• Year: 2013
• Volume: 62
• Issue: 3
• Pages: 381-391

Dates

published

2013

Contributors

author

Irena Giełwanowska

• Katedra Fizjologii i Biotechnologii Roślin, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie, Oczapowskiego 1A, 10-917 Olsztyn, Polska

References

• Barcikowski A., Czaplewska J., Loro P., Łyszkiewicz A., Smykla J., Wojciechowska A., 2003. Ecological variability of Deschampsia Antarctica Desv. in the area of Admiralty bay (King George Island, Maritime Antarctic). [W:[ Problems of grass biology. Frey L. (red.). Instytut Botaniki PAN, Kraków.
• Bargagli R., 2005. Antarctic ecosystems. Ecol. Studies 175, Springer, Berlin, 1-395.
• Baskin C. C., Baskin J. M., 1998. Ecology of seed dormancy germination in grass. [W:[ Population biology of grass. Cheplick G. P. (red.). Cambridge, USA, New York, 30-83.
• Birkenmajer K., Ochyra R., Olsson I. U., Stuchlik L., 1985. Mid-Holocene radiocarbonated peat at Admiralty Bay, King George Island (South Shetland Islands, West Antarctica). Bull. PAS, Earth Science 33, 7-13.
• Bölter M., 2011. Soil development and soil biology on King George Island (Maritime Antarctic). Polish Polar Res. 32, 2-13.
• Bravo L. A., Ulloa N., ZüñigaG. E.,Casanova A., Corcuera L. J., Alberdi M., 2001. Cold resistance in Antarctic angiosperms. Physiologia Plantarum 111, 55-65.
• Bystrzejewska G., 2001. Photosynthetic temperature response of Antarctic plant Deschampsia antarctica and of temperate region plant Deschampsia coespitosa. Polish J. Ecol. 49, 215-219.
• Casanova-Katny M. A.,Züñiga G. E.,Corcuera L. J., Bravo L., Alberdi M., 2010. Deschampsia antarctica Desv.primary photochemistry performs differently in plants grown in the field and laboratory. Polar Biol. 33, 477-483.
• Chwedorzewska K. J., 2009. Terrestrial Antarctic ecosystems in the changing world: An overview. Polish Polar Res. 30, 263-276.
• Chwedorzewska K. J., Giełwanowska I., Szczuka E., Bochenek A., 2008. Anatomical and genetic variation of Deschampsia Antarctica Desv. from King George Island (the Antarctic). Polish Polar Res. 4, 377-386.
• Convey P., 1996. Reproduction of Antarctic flowering plants. Antarct. Sci. 8, 127-134.
• Convey P., 2005. Antarctic terrestial ecosystems: responses to environmental change. Polarforschung 75, 101-111.
• Day T. A., Ruhland C. T., Grobe C. W., Xiong F. S., 1999. Growth and reproduction of Antarctic vascular plants in response to warming and UV radiation reductions in the field. Oecologia 119, 24-35.
• Day T. A., Ruhland C. T., Xiong F. S., 2008. Warming increases aboveground biomass and C stocks in vascular-plant-dominated Antarctic tundra. Global Change Biol. 14, 1827-1843.
• Dionne J., Castonguay Y., Nadeau P., Desjardins Y., 2001. Freezing tolerance and carbohydrate changes during cold acclimation of green-type annual bluegrass (Poaannua L.) ecotypes. Crop Sci. 41, 443-451.
• Edwards J. A., 1972. Studies in Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl. and Deschampsia antarctica Desv.: V. Distribution, ecology and vegetative performance on Signy Island. Brit. Antarct. Survey Bull. 28, 11-28.
• Edwards J. A., 1974. Studies in Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl. and Deschampsia Antarctica Desv.: VI. Reproductive performance on Singy Island. Brit. Antarct. Survey Bull. 39, 67-86.
• Falińska K., 2004. Ekologia roślin, PWN Warszawa.
• Giełwanowska I., 2005. Specyfika rozwoju antarktycznych roślin naczyniowych Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl. i Deschampsia antarctica Desv. Rozprawy i monografie 112, Wydawnictwo Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego, Olsztyn.
• Giełwanowska I., Szczuka E., 2005. New ultrastructural features of leaf cells organelles in Deschampsia Antarctica Desv. Polar Biol. 28, 951-955.
• Giełwanowska I., Bochenek A., Loro P., 2005a. Biology of generative reproduction of Deschampsia antarctica. [W:] Biology of grasses. Frey L. (red.). W. Szafer Institute of Botany, Polish Academy of Sciences, Kraków.
• Giełwanowska I., Szczuka E., Bednara J., Górecki R., 2005b. Anatomic features and ultrastructure of Deschampsia Antarctica Desv. leaves from different growing habitats. Annals Botany 96, 1109-1119.
• Giełwanowska I., Bochenek A., Gojło E., Górecki R., Kellmann W., Pastorczyk M., Szczuka E., 2011. Biology of reproduction of Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl. Polish Polar Res. 32, 139-155.
• Greene D. M., Holtom A.,1971. Studies in Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl. and Deschampsia Antarctica Desv., III. Distribution, habitats and performance in the Antarctic botanical zone. Brit. Antarct. Survey Bull. 26, 1-29.
• Greene S. W., Longton R. E., 1970. The effects of climate on Antarctic plants. [W:] Antarctic ecology. Holdgate M. W. (red). Academic Press, London, New York.
• Greenfield L. G., 1992. Precipitation nitrogen at Maritime SignyIsland and Continental Cape-Bird, Antarctica. Polar Biol. 11, 649-653.
• Kejna M., 2008. Temperatura gruntu na Stacji Arctowskiego (Antarktyka) w sezonie letnim 2006/2007. [W:] Środowisko przyrodnicze obszarów polarnych. Kowalska A., Latocha A., Marszałek H., Pereyma J. (red.). Wydział Nauk o Ziemi i Kształtowania Środowiska, UWr., 125-133.
• Kejna M., Sobota I., Araźny A., 2012. Zróżnicowanie warunków meteorologicznych w rejonie Stacji H. Arctowskiego (King George Island, Antarktyka) w sezonie letnim 2012 roku. XXXIV Sympozjum Polarne, Sosnowiec, 14-16 czerwca 2012, Streszczenia Referatów i Posterów, 86.
• Kłyś A., Jankun J., 2002. Biologia rozmnażania wiechliny - Poa L. (Poaceae). Wiadomości Botaniczne 46, 19-28.
• Komárkowá V., Poncet S., Poncet J., 1985. Two native Antarctic vascular plants, Deschampsia antarctica and Colobanthus quitensis: a new southernmost locality and other localities in the Antarctic Peninsula area. Arctic Antarctic Alpine Res. 17, 401-416.
• Levkovsky V. P., Tikhmenev E. A., Levkovsky E. P., 1981. Cleistogamy in Arctic grasses. Bot. Zhurnal 66, 116-120.
• Lewis-Smith R. I., 1984. Terrestial plant biology of the sub-Antarctic and Antarctic. [W:] Antarctic Ecology. Laws R. M. (red.). Academic Press, London.
• Lewis-Smith R. I., 1990. Signy Island as a paradigm of biological and environmental change in Antarctic terrestrial ecosystems. [W:] Antarctic ecosystems Kerry K. R., Hempel G. (red.). Springer, Berlin, 32-50.
• Lewis-Smith R. I., 1994. Vascular plants as bioindicators of regional warming in Antarctica. Oecologia 99, 322-328.
• Longton R. E., 1988. The biology of polar bryophytes and lichens. Cambridge University Press, Cambridge, Sydney.
• Marsz A., Styszyńska A. (red.), 2000. Główne cechy klimatu rejonu Polskiej Stacji Antarktycznej im. H. Arctowskiego (Antarktyka Zachodnia, Szetlandy Południowe, Wyspa Króla Jerzego). Wydawnictwo Uczelniane Wyższej Szkoły Morskiej w Gdyni, Gdynia.
• Montiel P. O., 2000. Soluble carbohydrates (trehalose in particular) and cryoprotection in polar biota. Cryoletters 21, 83-90.
• Nędzarek A., Rakusa-Suszczewski S., 2007. Nutrients and conductivity in precipitation in the coastal of King George Island (Antarctica) in relation to wind speed and penguin colony distance. Polish J. Ecol. 55, 705-716.
• Ochyra R., 1984. Zbiorowiska roślinne Antarktyki. Kosmos 33, 43-56.
• Olave-Concha N., Bravo L. A., Ruiz-Lara S., Corcuera L. J., 2005. Differential accumulation of dehydrin like proteins by abiotic stresses in Deschampsia antarctica Desv. Antarctic Sci. 28, 506-513.
• Olech M., 1989. Lichens from the Admiralty Bay region, King George Island (South Shetland Islands, Antarctica). Acta Societatis Botanicorum Poloniae 58, 493-512.
• Olech M., 1996. Human impact on terrestial ecosystems in West Antarctica. Proc. NIPR Symp. Polar Biol. 9, 299-306.
• Olech M., 1998. Ekosystemy tundrowe Antarktyki. Kosmos 47, 569-578.
• Olech M., 2003. Expansion of alien vascular plant Poa annua L. in the vicinity of the Henryk Arctowski Station - a consequence of climate change? [W:] The functioning of polar ecosystems as viewed against global environmental changes. Olech M. (red.). XXIX International Polar Symposium, 89-90.
• Olech M., 2010. Responses of Antarctic tundra ecosystem to climate change and human activity. Papers on Global Change IGBP 17, 43-52.
• Piotrowicz-Cieślak A. I., Giełwanowska I., Bochenek A., Loro P., Górecki R. J., 2005. Carbohydrates in Colobanthus quitensis and Deschampsia antarctica. Acta Societatis Botanicorum Poloniae, 74, 209-217.
• Rakusa-Suszczewski S., 2003. Functioning of the Geoecosystem for the West Side of the Admiralty Bay (King George Island, Antarctica): Outline of Research at Arctowski Station. Ocean Polar Res. 25, 653-662.
• Rakusa-Suszczewski S., 2012. Zmiany w morskich i lądowych ekosystemach (zachodnia Antarktyka, Szetlandy Południowe, Zatoka Admiralicji). Nauka 1, 161-172.
• Rakusa-Suszczewski S., Sierakowski K., 1993. Pinnipeds in Admiralty Bay, King George Island, South Szetlandy (1988-1992). Polish Polar Res. 14, 441-454.
• Rakusa-Suszczewski S., Zieliński K., 1993. Macrophytobenthos. [W:] The Maritime Coastal Ecosystemof Admiralty Bay. Rakusa-Suszczewski S. (red.). Department of Antarctic Biology, Polish Academy of Sciences, Warsaw, 57-60.
• Reyes M. A., Corcuera L. J., Cardemil L., 2003. Accumulation of HSP70 in Deschampsia antarctica Desv. Leaves under thermal stress. Antarctic Sci. 15, 345-352.
• Romero M., Casanova A., Iturra G., Reyes A., Montenegro G., Alberdi M., 1999. Leaf anatomy of Deschampsia antarctica (Poaceae) from the Maritime Antarctic and its plastic response to changes in the growth conditions. Revista Chilena de Historia Natural 72, 411-425.
• Salisbury F. B., Ross C. W., 1992. Plant Physiology. Fourth ed. Belmont, CA Wadsworth Inc.
• Scottsberg C., 1960. Remarks on the plant geography of the southern cold temperate zone. [W:] A discussion on the biology of the southern cold temperate zone. Pantin C. F. A. (red.). Proc. Royal Soc. London, Series B 152, 447-457.
• Smith R. I. L., Corner R. W. M., 1973. Vegetation of the Arthur Harbour - Argentine Islands region of the Antarctic Peninsula. Brit. Antarct. Survey Bull. 33/34, 89-122.
• Smykla J., Wolek J., Barcikowski A., 2007. Zonation of vegetation related to penguin rookeries on King George Island, Maritime Antarctic. Arctic Antarctic Alpine Res. 39, 143-151.
• Tatur A., 1989. Ornitogenic soils of the maritime Antarctic. Polish Polar Res. 10, 481-532.
• Tompkins D. K., Ross J. B., Moroz D. L., 2004. Effects of ice cover on annual bluegrass and creeping bentgrass putting greens. Crop Sci. 44, 2175-2179.
• Xiong F. S., Ruhland C. T., Day T. A., 1999. Photosynthetic temperature response of the Antarctic vascular plants Colobanthusquitensis and Deschampsiaantarctica. Physiologia Plantarum 106, 276-286.
• Zarzycki K., 1993. Vascular plants and terrestrial biotopes. [W:] The Maritime Antarctic Coastal Ecosystem of Admiralty Bay. Rakusa-Suszczewski S. (red.). Department of Antarctic Biology, Polish Academy of Sciences, Warsaw, 181-187.
• Zhang C., Fei S. Z., Arora R., Hannapel D. J., 2010. Ice recrystallization inhibition proteins of perennial ryegrass enhance freezing tolerance. Planta 232, 155-164.
• Zúñiga-Feest A., Inostroza P., Vega M., Bravo L. A., Corcuera L. J., 2003. Sugars and enzyme activity in the grass Deschampsia antarctica. Antarctic Sci. 15, 483-491.
• Zúñiga-Feest A.,Bascuñán-Godoy L., Reyes-Diaz M., Bravo L.A., Corcuera L.J., 2009. Is survival after ice encasement related with sugar distribution in organs of the Antarctic plants Deschampsia antarctica Desv. (Poaceae) and Colobanthus quitensis (Kunth) Bartl. (Caryophyllaceae)? Polar Biol. 32, 583-591.
• Zwoliński Z., 2002. Uwarunkowania klimatyczne aktywności geomorficznej, Wyspa Króla Jerzego, Szetlandy Południowe. Problemy Klimatologii Polarnej 12, 33-63.
• Zwolska I., Rakusa-Suszczewski S. J., 2002. Temperature as an environmental factor in the Arctowski Station Area (King George Is., South Shetlands Iss.). Geographia Polonica, Special Issue, Global Change 9, 51-65.