Kiełkowanie nasion Vaccinium myrtillus: Zależny od roznoszących je zwierząt efekt dostępności nasion i siedlisk

Zwierzęta spożywające owoce są z roślinami, które je wytwarzają w mutualistycznej relacji. Otrzymują one potrzebne im składniki odżywcze i równocześnie przyczyniają się do rozsiewania nasion danej rośliny wpływając znacząco na dynamikę całej jej populacji. Owocożerność jest obecna u wielu gatunków zwierząt, ale ich zdolność do efektywnego rozsiewania nasion zależy m.in. od sposobu jedzenia, ilości spożytych owoców, dystansu jaki przebywają, mechanizmów trawienia i ilości nasion w odchodach. Identyfikacja warunków, które byłyby odpowiednie dla kiełkowania nasion stwarza jednak pewne problemy. Do ograniczeń, które znamy należą: dostępność nasion (nasiona nie trafiają na stanowiska sprzyjające kiełkowaniu), dostępność siedlisk oraz konkurencja o zasoby na którą wpływa zagęszczenie nasion i obecność innych roślin. Vaccinium myrtillus, popularnie nazywana czarną borówką, jest jedną z roślin, która pomimo tego, że wytwarza wiele owoców rozmnaża się głownie wegetatywnie przez podziemne kłącza. Aby ustalić jakie warunki wpływają na kiełkowanie nasion tej rośliny przeprowadziłam eksperyment. Sprawdziłam efekt jaki ma na ten proces siedlisko i dostępność nasion. W miejscach o trzech różnych poziomach zadrzewienia ustawione zostały doniczki (N=36) z czterema typami podłoża (gleba, kamienie, drewno, roślinność) i zostało zasiane 10, 100 lub 1000 nasion czarnej borówki.Dodatkowo scharakteryzowałam główne grupy owocożernych zwierząt (ptaki, średnie drapieżniki, niedźwiedź brunatny (Ursus arctos)) w Tatrach i ich potencjalny wkład w rozsiewanie nasion. W sześciu transektach zlokalizowanych na różnych wysokościach, w czterech rundach, zebrane zostały odchody zwierząt i zanotowane zostały podłoże, na którym zostały znalezione oraz zadrzewienie danego miejsca. Eksperyment z kiełkowaniem nasion nie wykazał statystycznie znaczącego wpływu podłoża ani zadrzewienia. Jedynym znaczącym czynnikiem okazała się być ilość nasion. Proporcja nasion, które wykiełkowały była największa w doniczkach, gdzie zasianych było 10 nasion co może wskazywać na wpływ konkurencji wewnątrzgatunkowej. Liczba nowych siewek była jednak największa w doniczkach, gdzie zasianych było 1000 nasion.Studium owocożernych zwierząt wykazało, że zarówno ptaki, średnie drapieżniki jak i niedźwiedzie brunatne są potencjalnie ważnymi roznosicielami nasion. Wszystkie te grupy zostawiały swoje odchody najczęściej w miejscach o małym zadrzewieniu. Ptaki robiły to zazwyczaj na kamieniach, a średnie drapieżniki i niedźwiedzie w większości na podłożu z obecną roślinnością. Ptaki i niedźwiedzie brunatne zwykły również żywić się na wysokościach, gdzie ilość borówek była większa w danym czasie. Drewno i gleba okazały się być podłożami, na których w moim eksperymencie pojawiło się najwięcej nowych siewek. Tylko 28% próbek odchodów zostało jednak zebrane na tych podłożach w naturalnych warunkach. Może to być potencjalnym ograniczeniem uniemożliwiającym pojawienie się nowych populacji czarnej borówki w środowisku ponieważ jej nasiona mogą nie dostać się do miejsc gdzie możliwe byłoby ich wykiełkowanie.Frugivory is a mutualistic interaction in which animals that consume fruit obtain nutrients and, at the same time, enhance plant recruitment by dispersing the seeds. It plays an important role in ecosystems and contributes to population dynamics of certain plant species. Frugivory occurs in many groups of animals but the possibility to be an effective disperser depends on different characteristics of the species, such as the way of handling the fruit, the amount of fruits that they can consume, the distance that they can travel, their digestive physiology and the number of seeds in their faeces. Plant recruitment patterns are not understood completely and there are some issues with identifying the microhabitats that plants are likely to find favorable. Possible known limitations are the availability of seeds, availability of suitable habitats, as seeds may not reach sites where recruitment is possible, and the intra- and inter-specific competition for resources, that depends on the density of seeds and other plants. The bilberry, Vaccinium myrtillus, is one of the plant species that despite the fact that it produces many fruits that are attractive to animals, it mostly reproduces vegetatively by rhizosomes. To find “windows of opportunity” for the establishment of new seedlings of bilberry I checked the effect of (1) substrate or deposition site, and (2) the effect of seed availability or the amount of seeds on the germination rates of bilberry seeds. For that, I performed a germination experiment based on experimental plots with pots (N=36) where 10, 100 or 1000 bilberry seeds were sown on four different substrates (disturbed soil, vegetated soil, wood, stone) in three canopy levels (low, mid, high). Additionally, I characterized the main groups of frugivores (birds, mesocarnivores, brown bear Ursus arctos) and their potential contribution to bilberry dispersal. I did it by collecting (in four rounds) and noting the deposition site of different animals faeces containing bilberry seeds along transects located in six different study sites and altitudes. I conducted the study in the Tatra Mountains (South Poland). In the germination experiment neither substrate or canopy level turned out to have a significant effect on germination rates of bilberry. Seed number was the only significant factor. The proportion of germinated seeds was the highest in the pots with 10 seeds sown which may suggest an effect of intraspecific competition; however the absolute numbers of new seedlings was the highest in the pots with 1000 seeds sown. The study of dispersers showed that birds, mesocarnivores and brown bears are potentially important seed dispersers of bilberry. All groups of animals deposit their faeces mostly in low canopy. Birds most frequently left their droppings on stone, while mesocarnivores and brown bears did on vegetated soil. Birds and brown bears tended to feed on higher altitudes later in the season, coinciding with high productivity of bilberry there at this time. Wood and disturbed soil were the substrates that gave the best results in the germination experiment, however only 28% of faeces were found on that substrate in natural conditions, i.e. along the transects. This may pose a limitation for the establishment of new seedlings in the “windows of opportunity” as bilberry seeds cannot reach the habitats that are the most favourable for their germination