No description available.

Das Wissen über Mechanismen, die einen Einfluss auf Muster der Artenvielfalt und biotische Interaktionen haben, ist grundlegend für den Schutz von Biodiversität. Darüber hinaus kann es von direktem ökonomischem Nutzen sein, zum Beispiel im biologischen Pflanzenschutz oder bei Bestäubungsdienstleistungen. Die Größe eines Organismus kann ein solcher Faktor sein, der die Artenzahl und Interaktionen der assoziierten Organismen beeinflusst, denn große Organismen sind auffälliger als kleine und ihr Angebot an Ressourcen und Nischen für mit ihnen assoziierte Organismen ist oft reicher. Bezogen auf Pflanzen könnte daher die Größe einer Pflanze einen erheblichen Einfluss auf die Artenzahl der mit ihr assoziierten Arthropoden und ihre biotischen Interaktionen wie Herbivorie oder Bestäubung haben. Trotzdem ist der Einfluss der Pflanzengröße auf mutualistische und antagonistische Interaktionspartner der Pflanze und der sich daraus ergebende Einfluss auf die reproduktive Fitness der Pflanze bisher nicht umfassend und unter standardisierten Bedingungen untersucht worden. In der vorliegenden Studie wurden die Auswirkungen der Pflanzengröße auf die Artenzahl von Herbivoren, deren Gegenspielern und Bestäubern untersucht, sowie die Auswirkungen dieser Interaktionspartner auf die Pflanzenfitness. Dabei wurde zusätzlich zwischen endophagen und ektophagen Herbivoren und deren Gegenspielern unterschieden. Außerdem wurden die Herbivoren einzelner Pflanzenkompartimente und deren Gegenspieler separat analysiert. Des Weiteren wurde der Einfluss der Pflanzengröße auf den Herbivorieschaden an den verschiedenen Pflanzenkompartimenten und deren Einfluss auf die reproduktive Fitness der Pflanze, d.h. auf ihre Samenzahl, Tausendkorngewicht und Samengesamtgewicht, untersucht. Zuletzt wurde besonderes Augenmerk auf den Einfluss der Pflanzengröße auf mutualistische und antagonistische Blütenbesucher und deren Einfluss auf die reproduktive Fitness gelegt und untersucht, ob und inwiefern die reproduktive Fitness letztendlich von der Pflanzengröße abhängig ist. Zur Untersuchung dieser Fragen wurde ein „Common Garden“-Experiment angelegt. Um einen interspezifischen Pflanzengrößengradienten zu erzeugen, wurden 21 annuelle Pflanzenarten aus der Familie der Kreuzblütler (Brassicaceae) ausgewählt, deren Größe von 10 bis 130 cm reichte (gemessen als Pflanzenhöhe vom Boden bis zur Spitze). So konnten die Einflüsse des Habitats und der umgebenden Landschaft für alle Pflanzenarten standardisiert und trotzdem ein breiter Gradient realisiert werden. Dadurch hebt sich diese Studie von den bisherigen ab, die den Effekt von meist intraspezifischer Pflanzengröße auf die assoziierten Tiere anhand wild wachsender Pflanzen untersucht haben. Pflanzengröße sowie Zahl, Biomasse und Größe der unterschiedlichen überirdischen Pflanzenkompartimente (Blüten, Schoten, Blätter, Stängel) sowie Blütendeckung und -farbe wurden aufgenommen. Der Herbivorieschaden an diesen Pflanzenkompartimenten und die reproduktive Fitness (Samenzahl, Tausendkorngewicht und Gesamtsamengewicht) wurden gemessen. An und in Blüten, Schoten, Blättern und Stängeln wurden herbivore, räuberische, parasitäre und bestäubende Arthropoden gezählt. Die Pflanzengröße hatte einen positiven Einfluss auf die Artenzahl von Herbivoren, deren Gegenspielern und Bestäubern. Das traf ebenso auf endophage und ektophage sowie auf mit Blättern und Schoten assoziierte Herbivore und deren Gegenspieler zu. Des Weiteren konnte ein Anstieg des Herbivorieschadens an Blüten und Schoten mit zunehmender Pflanzengröße festgestellt werden, wohingegen der Schaden an Blättern und Stängeln von der Biomasse des entsprechenden Kompartiments positiv beeinflusst wurde. Der Schaden an Blüten hatte den stärksten Einfluss auf die reproduktive Fitness und reduzierte neben der Samenzahl auch das Tausendkorngewicht und das Gesamtsamengewicht der Pflanze. Die genaue Analyse der blütenbesuchenden Insekten ergab einen positiven Einfluss der Pflanzengröße auf die Abundanz und Artenzahl von Bestäubern (allerdings nicht bei extrem großem Blütenangebot), wie auch auf die Abundanz der adulten und juvenilen Rapsglanzkäfer und deren Parasitierungsrate. Steigende Rapsglanzkäferzahlen verringerten die Samenzahl sowie das Tausendkorngewicht, während die Bestäuber sich lediglich auf die Samenzahl positiv auswirkten. Insgesamt führte ein Anstieg der Pflanzenhöhe zu einer Abnahme des Tausendkorngewichts, aber nicht zu einer Veränderung der Samenzahl oder des Gesamtsamengewichts, was auf einen Ausgleich der Effekte von zunehmender Antagonistenzahl und zunehmender Mutualistenzahl hindeutet. Großen Pflanzen entstehen also durch ihre Auffälligkeit und Attraktivität für Herbivore hohe Fitnesskosten, wobei insbesondere der Blütenschaden durch Rapsglanzkäfer einen starken negativen Einfluss auf Samenzahl, Tausendkorngewicht und Gesamtsamengewicht hat. Diesen Fitnesskosten großer Pflanzen wirkt der Nutzen durch ihre Auffälligkeit und Attraktivität für Bestäuber entgegen, die die Samenzahl positiv beeinflussen. Hinsichtlich der Samenzahl sollten also große Pflanzen gegenüber kleineren im Vorteil sein, wenn die Insektengemeinschaft des Habitats von Bestäubern dominiert wird. Wird sie aber von herbivoren Blütenbesuchern dominiert, sollten kleine Pflanzen gegenüber großen einen Vorteil haben. Im Gegensatz dazu sollten große Pflanzen immer einen Nachteil bezüglich des Tausendkorngewichts haben, das von Antagonisten, nicht aber von Mutualisten beeinflusst wurde. Der Einfluss der Pflanzengröße auf biotische Interaktionen wurde bisher oft unterschätzt, obwohl er sich auf komplexe Weise über die mutualistischen und antagonistischen Insekten auf die reproduktive Fitness der Pflanze auswirkt.

Frugivorous insects, specialised herbivores that consume fruit and seeds, are considered detrimental to host plant fitness. Their direct link to genetic fitness via consumption of plant reproductive tissue, and their negative socioeconomic association with agriculture exacerbates their harmful status. However, empirical testing of insect frugivore effects on host plants, and ecological research on the contribution of insect frugivores to multitrophic frugivory systems, is lacking. In the current study, direct effects of a non-mutualistic, insect frugivore/host plant system were tested and results showed variable effects. Beneficial, detrimental, but predominantly neutral effects on germination and seed production were observed between the Queensland fruit fly (Bactrocera tryoni) and tomato and capsicum plants. Significant effects on seed production were unexpected because infestation occurs after seed set. It was also found that eggplant, although a recorded host of B. tryoni, is inconsistent in its ability to sustain B. tryoni larvae through to its final instar. These results confirmed a simplification and presumption associated with insect frugivore (specifically fruit fly)/host plant interactions. Larval movement, infestation-induced fruit decay, pulp removal and germination were then investigated. For all hosts (tomato, apple and paw paw), treatments infested by B. tryoni decayed significantly quicker and to a greater extent than uninfested treatments, with obvious but variable changes to the texture and appearance. The movement of B. tryoni larvae, pattern of infestation-induced decay and pulp removal was unique and host dependent for all hosts. Only seeds from infested tomato were shown to germinate during the experiment. This indicated that host fruit characteristics are responsible, in part, for variable direct effects on host plant fitness by insect frugivores. Variable direct effects between insect frugivores and host plants, combined with the more rapid decay of infested fruits is likely to have implications for seed dispersal and seed predation by a third trophic level. The characteristics of fruit that are changed by infestation by an insect frugivore were then tested for their effect on a vertebrate frugivore, to illustrate the importance of recognising multitrophic interactions and indirect effects in frugivory. Specifically, seed predating rodents were incorporated into the study and their response to infested and uninfested fruits were recorded, as well as their reaction to the changes in fruit caused by insect frugivores (i.e. texture, smell, larvae presence and sound). Apple and pear infested with B. tryoni larvae were found to attract rodents, while infested tomato and paw paw had a neutral effect on the native rats. This differed from the predominant finding in the literature, which was a deterrent effect on avian seed dispersers. Vertebrate response to fruit infested with insect frugivores therefore, is variable. Assessing the indirect effect of insect frugivores on host plant fitness by attracting or deterring another trophic level requires knowledge of the direct effect between the introduced trophic level and the host plant. For example, the attraction of a seed predator may be as detrimental to host plant fitness as the deterrence of a seed disperser. This illustrates the complexity associated with assessing insect frugivore effects on host plant fitness. Results also indicated that differences in pulp texture, caused by infestation, have a significant effect on rodent preference for infested or uninfested treatments. Pulp texture is likely to effect rodent foraging efficiency, whereas the presence of B. tryoni larvae was observed to be inconsequential to rodent response to fruits. For rodents, and indeed any trophic level motivated by foraging efficiency, this finding raises the issue that for long lived fruiting plants, outside factors such as food abundance and competition for food, may cause a variable response to fruits infested by insect frugivores. From these investigations it has become apparent that insect frugivores are not consistently harmful to host plant fitness, as suggested by their negative stigma, but are likely to contribute variable effects, directly and indirectly, on multiple components of plant fitness and multitrophic frugivory systems.

A population of a critically endangered species Spiranthes spiralis was discovered in 1980 in the National Natural Monument Pastviště u Fínů near village Albrechtice, close to Sušice city. Since 1985 the number of flowering individuals in this population has been annually monitored. Since autumn 1998 all the specimen found there have been marked and biometrically measured. During these periods (12 or 26 years, respectively), large year-on-year fluctuations in the number of flowering plants and in the survival of the individual rosettes have been recorded. The main aim of my work was to assess the effect of weather conditions (temperature, precipitation, the number of days of snow) on the population dynamics and on the fitness of plants (leaf area, probability of flowering and probability of death). The year-round lower temperature and the wet end of autumn during the previous year (t-1) together with the wet spring of the following year (t) had a positive effect on the leaf area during the period of maximal rosette growth (end May in the year t). The probability of flowering was positively affected by the lower temperatures in May and June in the previous year (t-1) and in August just before flowering (year t). The probability of death (in the year t) was increased when the March precipitation (in t) and October temperatures (in t-1) were low. The average number of seeds in the capsule was 1528 ? 885 (s.d.). The number of flowers was positively correlated with the number of mature capsules. However, it did not affect the ratio of mature capsules. Capsules developed on average from 44% ? 24.6 % (s.d.) of the flowers. The average life time of individual plant cohorts was 4.7 years. The number of rosettes per each position was variable from 1 to 7 rosettes (73.2% positions had only 1 rosette). The annual life cycle of the underground organs is described at the end of the thesis.