Kompromi antara pertumbuhan dan pertahanan pada tanaman

Telah disarankan bahwa alokasi sumber daya oleh tanaman untuk pertahanan kimia dan struktural mengurangi pertumbuhan dengan mengalihkan sumber daya dari produksi area daun dan struktur vegetatif lainnya. Pertukaran ini memiliki konsekuensi ekologis yang mempengaruhi keberhasilan atau kegagalan partisi sumber daya tertentu dan pola alokasi dalam pengaturan tertentu. Oleh karena itu dilema tanaman: mereka harus tumbuh cukup cepat untuk bersaing namun mempertahankan adaptasi fisiologis (pertahanan) yang diperlukan untuk bertahan hidup di hadapan herbivora dan patogen. 

Dampak evolusi herbivora pada pertahanan tanaman dapat diuji dengan membuat perbandingan intraspesifik di sejumlah habitat dengan tingkat sumber daya yang sama tetapi berbeda dalam tekanan dari herbivora. Konsentrasi metabolit sekunder yang lebih tinggi dan tingkat pertumbuhan yang lebih rendah terkait dengan herbivora yang lebih intens akan mendukung asumsi teori pertahanan optimal Rhoades (1979). Jika sumber daya yang hilang oleh genotipe yang tumbuh lebih cepat diimbangi oleh penurunan tingkat perolehan sumber daya oleh genotipe yang dipertahankan lebih baik, perbandingan genotipe intraspesifik dalam suatu populasi mengungkapkan polimorfisme yang seimbang untuk pertumbuhan dan pertahanan serta mereka akan merupakan bukti untuk pertahanan yang optimal.. Model Augner et al. (1991), yang menggabungkan kompetisi dan herbivora, menyarankan bahwa tingkat cararat herbivora dapat mempertahankan variasi genetik untuk tingkat pertumbuhan dan metabolisme sekunder dalam populasi tanaman dan komunitas. Namun, tingkat herbivora yang rendah dan tinggi akan menghasilkan seleksi terarah untuk pertumbuhan yang cepat dan pertahanan yang kuat, masing-masing.              

Ada bukti eksperimental terbatas dari studi intraspesifik yang menunjukkan pertukaran genetik antara tingkat pertumbuhan dan / atau kebugaran reproduksi dan metabolisme sekunder. Namun, studi yang melibatkan herbivora sebagai kekuatan yang memilih tingkat metabolisme sekunder yang lebih tinggi dikacaukan oleh perbedaan dalam lingkungan abiotik, dan fakta bahwa genotipe yang lebih tahan umumnya menghuni habitat yang paling tidak disukai. Dalam kasus ini, hipotesis pembatasan lingkungan tidak dapat dihilangkan.  

Singkatnya, kendala fisiologis menimbulkan kompromi antara tingkat pertumbuhan tinggi yang diperlukan untuk bersaing dan proses diferensiasi yang membatasi herbivora. Campuran genotipe yang bertahan dalam populasi tanaman akan tergantung pada tekanan yang diberikan oleh kompetisi dan herbivora, dan kepentingan relatif mereka akan ditentukan oleh lingkungan di mana interaksi terjadi. Persaingan dan herbivora akan mendukung subset tertentu dari pola alokasi karbon untuk setiap lingkungan tertentu. Karena seleksi kompetisi dan herbivora bervariasi dari waktu ke waktu, satu atau yang lain mungkin menjadi lebih penting dalam mengarahkan evolusi populasi tanaman.       

Plastisitas fenotipik dalam menanggapi variasi lingkungan akan menyangga efek seleksi yang berlawanan ini. Spesies tumbuhan dengan distribusi luas yang mencakup banyak habitat yang berbeda memiliki tekanan seleksi yang bervariasi dalam kepentingan dan dapat mengembangkan polimorfisme yang stabil untuk tugas pertumbuhan dan diferensiasi. 

Related Posts