Vulkanická aktivita hraje významnou roli ve vývoji přírody vysokých And. Studovali jsme rostlinná společenstva a biodiverzitu v okolí staré neaktivní sopky (Chimborazo) a aktivního vulkánu (Cotopaxi). Analyzovali a srovnávali jsme vegetaci různě starých sopečných laharů a s podobně extrémními substráty středoevropských průmyslových doponií (uložišť). 500 let dlouhá časová řada na Cotopaxi umožňuje charakterizovat změny vegetační struktury a druhového složení. Studium kolonizace a sukcese mladých sopečných substrátů může napomoci chápat mechanismy obnovy oblastí narušených lidskou činností. and Volcanic activity is an important part of the natural history of the high Andes. We studied vegetation composition and diversity on old inactive (Chimborazo) and active (Cotopaxi) volcanoes. The vegetation was sampled on lahars of different age and compared with a Central European industrial deposit with similar substrate characteristics. Study of colonization and succession in the young volcano material and in the areas disturbed by human activities would help to elucidate the mechanisms behind vegetation and landscape restoration.
Variation in genome size in a particular taxonomic group can reflect different evolutionary processes including polyploidy, hybridization and natural selection but also neutral evolution. Using flow cytometry, karyology, ITS sequencing and field surveys, the causes of variation in genome size in the ecologically and morphologically diverse high-Andean genus Lasiocephalus (Asteraceae, Senecioneae) were examined. There was a 1.64-fold variation in holoploid genome size (C-values) among 189 samples belonging to 20 taxa. The most distinct was a group of plants with large genomes corresponding to DNA triploids. Disregarding the DNA triploids, the remaining samples exhibited a pronounced (up to 1.32-fold) and rather continuous variation. Plants with the smallest genomes most likely represent intergeneric hybrids with the closely related and sympatric Culcitium nivale, which has a smaller genome than Lasiocephalus. The variation in genome size in samples of diploid Lasiocephalus was strongly correlated with several environmental and life history traits (altitude, habitat and growth form). However, all these factors, as well as genome size itself, were correlated with phylogeny (main split into the so-called ‘forest’ and ‘páramo’ clades), which most probably represents the true cause of the differentiation in intrageneric genome size. In contrast, relationships between genome size and phylogeny were not apparent at lower divergence levels. Instead, here we suggest that ecological conditions have played a role in driving shifts in genome size between closely related species inhabiting different environments. Collectively, this study demonstrates that various evolutionary forces and processes have shaped the variation in genome size and indicates that there is a need for multi-approach analyses when searching for the causes and consequences of changes in genome size.
Zástupci tropického andského rodu Lasiocephalus (hvězdnicovité) tvoří dvě růstové formy – liány osidlující horský les a polokeře osidlující nadlesní biotopy (páramo). Cytometrické a molekulární analýzy naznačují konvergentní vývoj růstových forem během opakované kolonizace párama. and In the tropical Andean genus Lasiocephalus (Asteraceae), two growth forms can be recognized – montane forest climbers and subshrubs of habitats above the timber lime (páramo). Flow cytometry and molecular markers suggest the convergent evolution of these growth forms during the repeated colonization of páramo habitats.
Člověk se v oblasti severních And usídlil před více než 15 tisíci lety a významným způsobem se podílel na utváření dnešní podoby tamní krajiny. Vliv člověka na původní ekosystémy se velmi zintenzívnil po příchodu španělských dobyvatelů, kteří do oblasti mimo jiné introdukovali velký počet kulturních rostlin a domácích zvířat. Výsledkem dlouhodobé činnosti člověka je rozsáhlé odlesnění krajiny, v nevyšších polohách ve prospěch travinných porostů párama, které jsou většinou využívání jako pastviny. Spásání travinného párama společně s jeho vypalováním může vést k intenzivní erozi půdy a projevuje se změnou hydrologického režimu krajiny. and Man colonized the northern Andes more than 15 000 years ago and his activities helped to shape the landscape. The human impact on natural ecosystems increased after the arrival of the Spanish conqistadors who, among others, introduced a number of crops and domesticated animals. The long-term presence of man resulted in a large-scale deforestation of the Andes in favour of páramo grasslands at higher altitudes, which are usually used as pastures.
Vyšší rostliny obývající jihoamerická páramos oplývají velkým bohatstvím růstových forem. Polštáře, přisedlé růžice, plazivé keříky, drobnolisté keře i bizarní obří stonkové růžice mohou představovat přizpůsobení na extrémní podmínky páramos (především noční mrazíky a sezónní sucho). Probíhající fylogenetické výzkumy radiujících páramových skupin poukazují na vysokou rychlost jejich evoluce a dokládají opakovaný vznik obdobných růstových forem v rámci téže skupiny. and Vascular plants of Andean páramo are characterized by a striking diversity of growth forms. Cushions, rosettes, prostrate dwarf shrubs, microphyllous shrubs and giant columnar rosettes could be an adaptive response to the extreme páramo environment (night frosts and drought). Recent phylogenetic studies conducted on several groups radiating in páramo documented their rapid diversification and the recurrent origins of similar growth forms within a single group.
Páramové prostředí je charakteristické celoroční vegetační sezónou, výraznými změnami teplot v průběhu dne, pravidelným výskytem nočních mrazíků a sníženou dostupností vody. U páramových rostlin se proto setkáváme s řadou fyziologických a morfologických adaptací, které zajišťují odolnost vůči mrazu a vyrovnanou vodní bilanci. Některé z těchto adaptací se vytvořily jako evoluční odpověď na selekční tlak páramového prostředí, zatímco jiné vznikly v oblastech výskytu předchůdců páramových druhů v době před jejich migrací do rovníkových And. and The páramo environment is characterized by a~permanent growing season, pronounced daily fluctuation of temperature, regular occurrence of night frosts, and limited availability of moisture. Páramo plants present a~number of physiological and morphological adaptations to resist the night-time freezing temperatures and occassional water shortages. Some of these adaptations evolved in response to the selective pressure of the páramo environment while other adaptations were already present in the ancestors of the páramo species before their migration to the equatorial Andes.
Květena páramos Střední a Jižní Ameriky je nejbohatší tropickou alpínskou flórou světa. Výsledky molekulárních fylogenetických studií potvrzují, že se tato květena vytvořila ze dvou hlavních zdrojů: i) (neo)tropických rostlin osídlujících především horský mlžný les, které se postupně adaptovaly na vysokohorské prostředí, a ii) temperátních rostlin, které osídlily rovníkové Andy migrací z vyšších zeměpisných šířek obou polokoulí. Obě skupiny, tj. tropické a temperátní rody se podílely přibližně stejnou měrou na vzniku současné druhové diverzity. Mezi temperátními skupinami však pochází výrazně větší počet páramových druhů z rodů původem ze severní polokoule než z polokoule jižní. and Páramo flora of South and Central America is the richest tropical alpine flora in the world. Molecular phylogenies confirm that it evolved from two major sources: i) (neo)tropical elements of mostly montane forests by gradual adaptation of plants to a high-altitude environment and ii) temperate elements that immigrated to the equatorial Andes from higher latitudes of both hemispheres. Tropical and temperate genera contributed to a similar extent to the modern species richness of the páramo flora. Among the temperate genera, however, the northern hemisphere immigrants gave rise to more páramo species than did genera from the southern hemisphere.