Background and aims – Relatively few studies have addressed the sun-shade response of fern species. Moreover, there is no information on species-specific plasticity patterns of such response, their relationship with species ecological requirements and the costs of such plasticity. The present study aims at filling these gaps by analysing the sun-shade plastic response of two Asplenium species that differ in their ecological requirements.Methods – We measured 27 leaf morphological, anatomical and physiological parameters using standard methods for A. ceterach and A. trichomanes in the field. The parameters were combined through Principal Component Analysis in order to highlight an integrated sun-shade response across species. Linear regression analysis was carried out to highlight the relationship between the calculated species plasticity patterns and the structural control on photosynthetic process.Key results – A significant degree of phenotypic plasticity was found for both species. Moreover, sun and shade leaves shared a common slope for the morpho-functional relationships reflecting no additional costs in terms of carbon assimilation. Even if the plastic responses of the two species scaled positively (R2 = 0.68, P = 4.667e‒07), A. trichomanes was characterized by a slightly higher anatomical plasticity (plasticity index = 0.19), while A. ceterach showed a higher physiological plasticity (0.60).Conclusion – A remarkable acclimation capacity for the two Asplenium species in response to different light conditions was highlighted. Nevertheless, A. ceterach seems to be more suited to cope with full sunlight conditions as compared to A. trichomanes, according to species ecological requirements.
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 •
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.