Environmental conditions affecting the size and quantity of seeds in montane plants

Researching investments in seed size and numbers and the sources of variation within them is of fundamental importance for understanding the ecology of plants, their traits, and the effects that environment has on them; thus being an important aim for science. In this research I sampled several hundred specimens, growing on 73 research plots established along four transects (altitudinal gradients) in the Tatra Mountains (Carpathians). I used novel, semiautomatic methods of photo analyses to count and measure a substantial collection of seeds of Primula elatior (true oxlip) and Geum montanum (alpine avens). Measurements of altitude and local environmental conditions affecting seeds were conducted for each plot and the relationships between them and seed size and numbers were examined using analyses of regressions.My study investigated three major topics: 1) relationship between seed size and seed numbers – I found that the correlation between seed size and numbers exist, and its pattern clearly depends on a species – I found a trade-off in Primula elatior and all-or-none strategy in Geum montanum; 2) Influence of altitude on seed size and quantity – I found negative correlations between growth in elevation and seed quantity of Geum montanum; 3) Meaning of local environment in shaping the variance of seed production – I showed that unfavourable local conditions and low nutrient availability in soil (unrelated to altitude) negatively correlates with seed size of Geum montanum.My findings indicate that different plant species exhibit different relationships between quality and quantity of their offspring seeds. I also proved that whilst local habitat tend to influence the seed size, the effect of elevation is much more pronounced in case of seed quantity. That may suggest that plants try to preserve the size of their seeds at the expense their numbers in conditions of less direct pressure caused by high altitude.

Badania inwestycji w wielkość i ilość nasion oraz oraz źródeł zmienności jaką u nich obserwujemy mają fundamentalne znaczenie w rozumieniu ekologii roślin, ich cech i wpływu jaki efekt środowisko może na nie wywierać, co stanowi istotną problematykę badawczą dla nauki. W tych badaniach próbkowałem kilkaset osobników, rosnących na 73 poletkach badawczych, ustawionych na czterech transektach (gradientach wysokościowych) w Tatrach (Karpaty). Zastosowałem nowatorskie pół-automatyczne metody analizy zdjęć, co umożliwiło zliczenie i zmierzenie wyjątkowo dużej ilości nasion Primula elatior (pierwiosnka wyniosłego) i Geum montanum (kuklika górskiego). Pomiary wysokości i lokalnych warunków siedliska zostały wykonane dla każdego poletka badawczego a zależności pomiędzy nimi a wielkością i ilością nasion zostały testowane przy pomocy analiz regresji.Moje badania skupiły się na wyjaśnieniu trzech zjawisk: 1) zależności pomiędzy wielkości i ilością nasion – wykazałem istnienie korelacji pomiedzy wielkością i ilością nasion oraz to że jej kierunek zależy od gatunku – trade-off w przypadku Primula elatior i strategia wszystko albo nic u Geum montanum; 2) wpływie wysokości nad poziomem morza na wielkość i ilość nasion – wykazałem negatywną korelację pomiędzy wzorstem wysokości a ilością nasion Geum montanum; 3) Znaczenie lokalnych warunków siedliskowych w kształtowaniu zmienności w wielkości i ilości nasion – udowodniłem, że niekorzystne warunki siedliska i utrudniony dostęp do makroelementów w glebie (nie związane z wysokością) mogą w negatywnie korelują z ilością produkowanych nasion.Moje wyniki pozwoliły udowodnić, że różne gatunki roślin przedstawiają odmienne zależności pomiędzy ilością a wielkością produkowanych nasion. Ponadto wykazałem, że podczas gdy lokalne warunki siedliskowe wpływają na wielkość nasion, to wpływ wysokości nad poziomem jest dużo bardziej widoczny w przypadku wielkości nasion. To może sugerować, że rośliny mogą rezygnować z produkowania dużej ilości nasion, kosztem zachowania odpowiedniej ich wielkości warunkach presji spowodowanej dużą wysokością nad poziomem morza.