Kλινές κυανογένεσης στη βαθμίδωση αστικού-μη αστικού περιβάλλοντος σε πληθυσμούς του Trifolium repens L.
Creators: name: Δεληγιάννης, Ελευθέριος Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2019
Subjects: Κυανογένεση
Αστικό Περιβάλλον
Trifolium repens
Cyanogenesis
Urban Environments

description: Καθώς ο ανθρώπινος πληθυσμός αυξάνεται συνεχώς, το αστικό περιβάλλον αποτελεί κυρίαρχο χαρακτηριστικό πολλών περιοχών του πλανήτη. Οι περιβαλλοντικές συνθήκες του αστικού περιβάλλοντος διαφέρουν πολύ από αυτές του φυσικού, με αποτέλεσμα να ασκούν επιλεκτικές πιέσεις στα είδη που βρίσκονται σ’ αυτό. Πολλά από αυτά τα είδη προσαρμόζονται στις αστικές περιβαλλοντικές συνθήκες μέσω φαινοτυπικών και γενοτυπικών αλλαγών που προκύπτουν από ενίσχυση ή ανάσχεση της έντασης εξελικτικών διαδικασιών όπως η γενετική παρέκκλιση, η γονιδιακή ροή και η φυσική επιλογή. Επειδή οι περιβαλλοντικές συνθήκες είναι κοινές σε διαφορετικά αστικά περιβάλλοντα ασκούνται παρόμοιες εξελικτικές πιέσεις στα είδη και παρατηρούνται περιπτώσεις παράλληλης εξέλιξης. Το φυτικό είδος Trifolium repens, κοινώς γνωστό ως τριφύλλι, έχει κοσμοπολίτικη εξάπλωση και το μεντελικό φαινοτυπικό χαρακτηριστικό της κυανογένεσης, στο οποίο είναι πολυμορφικό. Η κυανογένεση προστατεύει το φυτό από την τροφική δραστηριότητα των φυτοφάγων οργανισμών, αλλά σε χαμηλές θερμοκρασίες προκαλεί αυτοτοξικότητα στα κυανογενή φυτά εξαιτίας της λύσης των κυτταρικών τοιχωμάτων και της απελευθέρωσης HCN. Έχει βρεθεί ότι οι πληθυσμοί T. repens παρουσιάζουν παράλληλα κλινή κυανογένεσης στη διαβάθμιση από το αστικό στο μη αστικό τοπίο σε πόλεις της Βόρειας Αμερικής. Η παρατήρηση παράλληλων κλινών κυανογένεσης έγινε αφορμή για την πραγματοποίηση του GLUE project, του ευρύτερου γεωγραφικά, επαναλήψιμου πειράματος παράλληλης εξέλιξης, στο οποίο συμμετέχουν πόλεις από όλο το πλανήτη. Στο πλαίσιο της παρούσας εργασίας, η οποία αποτελεί κομμάτι του GLUE project, επιχειρείται ο έλεγχος ύπαρξης κλινούς κυανογένεσης πληθυσμών T. repens στην αστική διαβάθμιση της πόλης της Θεσσαλονίκης. Επιπλέον πραγματοποιείται μορφομέτρια για τον εντοπισμό μορφολογικών διαφορών μεταξύ κυανογενών και μη κυανογενών ατόμων T. repens. Για την πραγματοποίηση του πειράματος, συλλέχθηκαν 20 άτομα από 44 πληθυσμούς κατά μήκος μιας δειγματοληπτικής ευθείας 15 km που εκτείνεται από το αστικό κέντρο έως τις ανατολικές αγροτικές εκτάσεις της Θεσσαλονίκης. Όλα τα συλλεγμένα άτομα προσδιορίστηκαν ταξινομικά για την αποφυγή λανθασμένης συλλογής είδους, εξαιτίας της μεγάλης ποικιλότητα του γένους Trifolium στην Ελλάδα. Για την διαλογή των κυανογενών ατόμων από τα μη κυανογενή χρησιμοποιήθηκε η ανάλυση Feigl-Anger. Τα αποτελέσματα αναφέρουν την παρουσία κυανογενών ατόμων στους 43 από τους 44 πληθυσμούς. Παρατηρείται κλινές κυανογένεσης με το ίδιο μοτίβο με τα κλινή κυανογένεσης των πόλεων της Βόρειας Αμερικής, επιβεβαιώνοντας την υπόθεση παράλληλης εξέλιξης του GLUE project. Εικάζεται ότι η αιτία αύξησης του αριθμού των κυανογενών ατόμων ανά πληθυσμό καθώς επιμηκύνεται η απόσταση από αστικό κέντρο οφείλεται σε πιθανή υψηλότερη θερμοκρασία του εδάφους των μη αστικών περιοχών της Θεσσαλονίκης. Επιπρόσθετα, εξαιτίας των πολύ διαφορετικών κλιματικών συνθηκών της πόλης της Θεσσαλονίκης με τις τέσσερεις πόλεις της Β. Αμερικής, συζητώνται και άλλοι περιβαλλοντικοί παράγοντες που μπορεί να ευθύνονται για το συγκεκριμένο μοτίβο κλινούς κυανογένεσης. Επίσης, παρατηρήθηκε ότι στα κυανογενή άτομα οι μορφολογικοί χαρακτήρες που ελέγχθηκαν έχουν μεγαλύτερες διαστάσεις από ότι στα μη κυανογενή
description: As the human population keeps growing with accelerated pace, the urban environment has become a predominant feature of terrestrial landscapes. Urban environment -compared to rural- has very different environmental conditions that impose selection pressures to species; many of these species adapt through phenotypic and genotypic changes. Trifolium repens, commonly known as white clover, has a cosmopolitan distribution and the mendelian phenotypic trait of cyanogenesis. Cyanogenesis protects the plant against herbivores but in cold climates is selected against because freezing temperatures lyse cells and trigger HCN release, causing self-toxicity in cyanogenic plants. It has been shown that T. repens evolves parallel clines in hydrogen cyanide HCN (a potent chemical defense) along urban-rural gradients in eastern North America. By studying the evolution of the HCN production in T. repens, the GLUE (Global Urban Evolution) project is an initiative that will provide the best replicated test of parallel evolution, on the largest scale ever attempted. Our research, part of the GLUE project, will test this hypothesis in Thessaloniki (N. Greece), a city with over one million inhabitants. We use the trait of cyanogenesis to observe the frequency that T. repens expresses it along a gradient from urban to rural areas; this gradient is compiled by the urban, suburban, periurban, and rural areas. To see if there is cyanogenesis cline in the populations of T. repens along the urbanization gradient of Thessaloniki city, we collected 20 individuals from each of 44 populations following a transect of ca. 15 km from the urban center to the east rural areas. We conducted taxonomic identification of each individual we collected, to avoid sampling mistakes, because of the high diversity of the genus Trifolium in Greece. Cyanogenesis was assessed for each individual using the Feigl–Anger assay. This work presents and discusses the preliminary results possible adaption of T. repens in Thessaloniki, the only city in south-eastern Europe and one of the few cities within the Mediterranean climate of the GLUE project