Facetten uit de levenscyclus van orchideeën

otc. 1dCUI1tC& RUG doctoraal- scriptie door Ben Johannes, 1994 onderzoeksgroep plantenoecologie 1)939

Inhoudsopgave

INHOUDSOPGAVE .blz.1 INLEIDING, FENOLOGIE Het begin blz. 3 Jaarcyclus van een voiwassen plant blz. 4 Literatuur blz. 7

ALGEMENE ECOLOGIE VAN DE FENOLOGIE Inleiding blz.8

Kieming • . . blz.8

. Groei bovengronds • blz.9 Debloei en-hetweer blz.11

-genetica . blz.12

- lifehistory • . blz.13 -herbivorie. blz.14 Conclusie,discussie bij debloei en-hetweer blz.16

-lifehistory . . blz.16

- herbivorie . • . blz.16 Kloneren Life history, reproductie algemeen blz. 18 Levensduur blz. 21 Literatuur blz. 22

KIEMING De morfologie van het zaad blz. 24 Schimmels algemeen blz. 25 Hetverloop van de kieming blz. 26 Het evenwicht van de symbiose blz. 29 licht blz.29 temperatuur blz.29 voeding blz,29 hormonen blz. 30 mijn Conclusie blz. 30 Literatuur blz.30

BESTUIVING De bloem blz. 32 Pollinia 32 'N blz. Bestuiving, planten dier blz.34 voedsel blz.34 pseudocopulatie blz.36 Co-evolutie blz. 37 Zelfbestuiving blz. 38 Literatuur blz. 39

1 ANTECOLOGIE Mierennesten blz. 41 Fourageren blz. 41 Bestuiving door mieren Inleiding blz. 42 Inliibitie van poflenfunctie blz. 42 Beperkingen aan kruisbestuiving blz. 43 De bestuiving van orchideeën door mieren blz. 43 en weer algemeen blz. 46 Literatuur blz. 47

Graag wil ik Jelte van Andel bedanken voor de begeleiding en correcties, en ook Eeuwe Dijk voor correcties en opmerkingen.

2 Inleiding, fenologie

HET BEGIN

Ten opzichte van de meeste andereplantenfamilies hebben orchideeën een paar bijzonderheden in hun levenscyclus. Het zaad is zeer klein en kan daarom gemakkelijk verspreid worden door de wind, waardoor het vestigen van nieuwe populaties vergemak- kelijkt wordt. Voor kieming is echter, buiten het laboratorium, een schimmel vereist. Dit type schimmel heet mycorrhiza [Grieks: mycos=paddestoel, rhidza=wortelj, en is bij orchideeën meestal van het geslacht Rhizoctonia. De schimmel penetreert het zaadje en voorziet het van voedingsstoffen. De kleurloze inycorrhizome, de orchidee samen met de schimmel, blijftjaren onder de grond [zie tab. 1].

Table I Time in years that elapses between germination and emergence of i1een leaf and intervalto inflorescence production forIIselected terrestrial orchids (data from Summerhayes, I 951 Ziegenspeck, 1936)

Period (years) in Year in which which first first leaf is inflorescence is usually produced usually produced

Op/irs up(Iru 2 3—8 Dai'tr/orhizaic/,sji 2 4—5 (Iii/uI 010(10 2 4—5

CtI((llIlL(1i1I(U!(lU!(I 2 4—5 ('rh/sinf//lw/s 4 6—9 ( l'i/u nuisiilu 4 6—8 liucic'iiinpijiiiiiiiiii/ufis 4 7—8

/. s/ic, 0(11(11 4 t3—15 C Vp i>tile Ice?? Cu lieu Ins 4 C.I 6

unu,('( spi; .ili.s t I t 3—IS ''.luilir to—IS t 3—to Wzs, (9/

Daarbijkrijgt de orchidee (alle) voeding van de schimmel, zonder dat zij daaraan jets terug geeft, want de orchidee heeft geen bladgroen en kan derhalve niets produceren. Dit is een kwetsbaar stadium uit de levenscyclus, want de mycorhizome maakt gedurende lange tijd kans op schade door predatie, droogte, teveel vocht, vorst of het mechanisch of chemisch veranderen van de bodemlaag. Welke invloed deze zaken hebben is niet goed bekend, mede vanwege de moeilijkheden van onderzoek door de kleinheid van de mycorhizome. Voorstelbaar is echter dat deze fase een bottleneck is in de populatieont- wikkeling en die is negatief gecorreleerd met de lengte van dit stadium. Na een zekere tijd ontwikkelt de mycorhizome zich tot een wortelknol of een wortel- stok. Dit orgaan zal gedurende het verdere leven van de orchidee altijd in zekere vorm aanwezig zijn, en hiermee overwintert zij. Bij Europese orchideeën, en die staan allemaal in de grond, dus terrestrische orchideeën, is die wortelstructuur gewoonlijk ook geInfec- teerd met een schimmel. En na verloop van tijd, ook weer afhankelijk van de soort, wordt het eerste groene blad geproduceerd.' De orchidee is nu koolstof-autotroof.

1. Er zijn echter uitzonderingsgevallen, zoalsNeottinaNidus-avis, het vogelnestje, blijft altijd saprofiet, zonder bladgroen.

3 Na nog weer een jaar of enkele jaren wordt de bloem gevormd. Dat mondt onder goede omstandigheden uit in zaadzetting, en de levenscyclus kan opnieuw beginnen. Zaadzetting houdt echter vaak niet in dat de betreffende orchidee aan haar levenseinde is; orchideeën zijn overblijvende planten, perennials, waarover flu meer.

JAARCYCLUS VANEENVOLWASSEN PLANT

Hoewel het algemene verhaal eender is, zijn er toch verschillen tussen de soorten in de jaarcyclus, daarom geef ik voor specifiek enkele soorten aan hoe het verloop is, Bij Spiranthes spiralis (herfstschroeforchis) [zie fig. 1] zijn's winters in januari ondergronds twee wortelknollen te vinden, samen met een verschrompelde knol waaruit de bloeiaar van het afgelopen jaar gegroeid is, en kleine voorloperknollen waaruit de knol groeit die de bloeiaar van het volgende jaar gaat produceren.

}prol,

JANUARY MARCH MAY JULY

SOR

formation of tubers and production of leaves and Figure I Generalized phenology of Spirwithes spiralis. showing inflorescence (WU5, 9i)

Bovengronds is een bladrozet, die groen blijft tot ongeveer midden juni. Een bijzonder- heid aan deze kruidachtige is dus dat hij groen de winter doorgaat. Een nieuwe rozet en een bloeiaar worden in september geproduceerd. De twee oude knollen zijn dan a! behoorlijk in grootte gereduceerd, de nieuwe knol is volgroeid, en het wortel-achtig gedeelte daarvan is,in tegenstelling tot de overige delen, zwaar geInfecteerd met een schimmel. Dat staat orchideeën toe, ten opzichte van andere plantenfamilies, een minder sterk vertakt worteistelsel te hebben. Een kleine voorloperknol verschijnt in januari bij Aceras antropophorum (poppenorchis) [fig. 2] en in juni, wanneer Aceras bloeit, is deze volgroeid.

4 Aro, anthropt

FEBRUARY APRIL AUGUST OCTOBER DECEMBER

SOIL —

Generalized phenology of Aceras anihropophorum. illustratingtuberformationand annual production of leaves and inflorescence

Deoude knol gaat snel dood na de bloei, en halverwege mei beginnen de bladeren te verwelken, In de maanden juli, augustus en september is de plant geheel ondergronds. Persoonlijk heb ik de indruk dat deze soort overzomert, en Aceras antropophorum heeft zijn verspreidingsgebied meer richting Middellandse Zee, en komt in Nederland alleen in het zuiden, in Limburg (en Zuid-Holland?) voor. Toch zijn er meer soorten die 's winters bladeren hebben, zoals Orchis mario en 0. mascula, die tot in Scandinavië voorkomen. Of de bladeren in de winter ook (kunnen) fotosynthetiseren, is niet duidelijk. Wellicht is er een relatief belangrijker rol voor de micorrhiza in de winter. (Wells, 1981). Een voorbeeld van een soort zonder winterbiaderen is Daciyrorhiza fuchsii (bosorchis) [fig.3].

GroundI.vøi

Nov F.b Apr Jun. Sipt

I-',g3.(ieneraliscd phenologyofDiwivIorhizaJnhsii, illustratingtuber formation and annual production olcaves, roots attd tullorescence. .kuL, 95

5 In januari of februari komen de bladeren boven de grond, Hoogteen bladopperviak nemen exponentieel toe tot begin juli, wanneer de plant ook bloeit. Vanaf eind juli worden de zaadcapsules gevormd, in september verwelkt het gehele bovengrondse deel. Vanaf oktober tot juni volgend jaar verschrompelt de oude wortelknol (die de bloeiaar heeft gevormd), in november wordt de nieuwe gevormd (voor de scheut van het aanstaan- dejaar) [zie fig. 4].

0.7 new tuber,'

0.0 old tuber 0.4 V L0 0.3

0.2

0.l

0 No D..I.flF.bU.rApr Mpy JonJre AU9 S.P

Changes in the dry weight olold and new tubers of planisol D.ftic'hsiifrornOct.198810 Sept, 1989. (I_or' tnj. t39J)

Extradata over deze soort worden gegeven door Leeson et al.,1991. In september, wanneer het bovengrondse deel net verwelkt is,zit 90% van de biomassa in de wortel- knollen en de extra wortels. Van oktober tot maart neemt de nieuwe scheut 20% van de totale biomassa in beslag, toenemend tot ongeveer 50% tijdens de bloei.

Door dit mechanisme van het constant vervangen van alle organen, hebben orchideeën bereikt waarvan wij mensen alleen maar kuimen dromen, namelijk een constante jeugd. Hierdoor wordt onderzoek echter lastiger, daar niet te zien is hoe oud een orchidee is; dat kan alleen door langlopend onderzoek. Dat is hierop gebaseerd dat precieze kaarten worden bijgehouden van een populatie of een deel daarvan, waar elk individu staat in een permanente plot.Ditistegenwoordig de kiassiekewijze van orchideeen-populatie- onderzoek, en heeft redelijk wat informatie opgeleverd. Daar komt nog bijdat de materiaalkosten minimaal zijn. Op de resultaten van dergelijk onderzoek zal ik hieronder ingaan. Eerst moet echter een andere groep van orchideeën beproken worden, namelijk die met een wortelstok (rhizoom), hoewel er weinig literatuur over bestaat (Tamm 1972, Alexander 1984, Kull 1991), waardoor de informatie wat onvolledig is. Als voorbeeld Cypripediun calceolus (vrouwenschoentje), die in het vroege voorjaar de eerste bladeren laat verschijnen. In mei of juni bloeit zij, en gedurende het jaar groeit de rhizoom 0,5-1,1 cm verder. Doordat per jaar de groeirichting anders is,ontstaat er een zig-zag patroon [fig. 5] en is derhalve wel een redelijke indicatie te krijgen van de leeftijd van de plant, of zelfs de hele kloon. (Kull, 1991)

De relevantie van de kennis van de fenologie ofwel jaarcyclus van orchideeën ligt hierin, dat het zeer nuttig kan zijn voor een juist beheer, bijvoorbeeld de tijd van maaien van graslanden. Ook is het de basis voor verder onderzoek.

6 1988,. Ps19B8 '85 L84

'83 (82 62 8O 636

70 73 72

72 79)1UB '74 \ '77 •80- 76'. '78 ,( .79( 82

'84V 63 J[85 ,87fl 198 1988

I1g. 5 A rhizome olC.ca/ceo/u.s cXedv,mled Iromu Nluhsm II, slsssumisg the age Umsiribmilmon o runets. (I44l\g7 I(I,\g)

LITERATUUR

Kull, T.,en Kull, K., 1991. Preliminary results from a study of populations of Cypripediuin calceolus in Estonia. In: Wells, T. C. E. en Willems, J. H. (ed.), Population ecology of terrestrial orchids: pg. 69-76 Leeson, E.,Haynes, C.en Wells, T. C. E., 1991. Studies of the phenology and dry matter allocation of Dactylorhiza fuchsii. In: Wells, T. C. E. en Willems, J. H. (ed), Population ecology of terrestrial orchids: pg. 125-138 Wells, T. C. E., 1981. Population ecology of terrestrial orchids. In: Synge, H. (ed), The biological aspects of rare plant conservation: pg. 281-295

7 Algemene ecologie van de fenologie of de waarom-vraag

1NLEID1NG Andermaal moet men tot de conclusie komen dat het leven complex is, want de in het vorige hoofdstuk beschreven jaarcyclus is een ideaal geval, van immer groeiende en bloeiende orchideeën. Het blijkt echter dat orchideeën niet elk jaar bloeien, of sterker nog, boven de grond komen. Waarom (niet)? Wat bepaalt, of er bovengrondse delen en/of een bloeiaar gevormd worden, of wat zijn de redenen van sterfte. Over dergelijke zaken gaat dit hoofdstuk.

KLEMING Allereerst is er in de grond een geschikte schimmel nodig om het zaad te laten kiemen. Distributie van kiemende orchideeën zou daarom sterk een representatie van de distributie van mycorrhiza kunnen zijn.Volgens Dixon (1991) zijn er ook voor verschillende schinimelsoorten verschillendehabitats.Hijsuggereert dat orchideeënsoorten diein hetzelfde habitat vlak bij elkaar groeien, om nutriëntencompetitie zoveel mogelijk te vermijden, mogelijk verschillende schimmelsoorten gebruiken. [Daarmee lijkt hij zichzelf tegen tespreken,] Tevens beschikt hijover aanwijzingen dat zaailingen met andere schimmels leven dan de ouderplant, weer om competitie om nutriënten te minimaliseren. Light en MacConaill (1991) maken melding van clustering van zaailingen, wat zou kunnen duiden op specifieke microhabitats die geschikter zijn voor kieming dan andere plaatsen in de omgeving, door een microklimaat, betere vochtvoorziening of aanwezigheid van een passende schimmelsoort. In het laboratorium blijken Pseudomonas-bacteriën kieming en groei te vergemakkelijken (Wilkinson et al., 1989), maar het is niet duidelijk welke rol deze bacteriën in natuurlijke omstandigheden hebben. Mogelijk is de oorzaak van de facilitatie dat de bacteriën de in het medium aanwezige suikers omzetten in voor de schinimel gemakkelijker metaboliseer- bare vormen daarvan. Er kiemt maar een fractie van de vele zaadjes per orchidee (3000-5000 per capsule, vaak tientallen capsules per plant). Onduidelijk is, of dat ligt aan gebrek aan mogelijkhe- den tot symbiose met een adapte schimmel, competitie met andere plantensoorten, geringe kiemkracht van de zaadjes of geringe overlevingskans van de zaailingen. Herhaaldelijk wordt gemeld, dat er een verhoogde kieming isals de vegetatie, en graslanden in het bijzonder, een meer open structuur heeft (Bobbink en Willems, 1988; Cropper et al., 1990; Vanhecke, 1991; Wells, 1981; Willems en Bik 1991). Uit data vergaard van een populatie D.praeterinissawerd duidelijk dat open ruimte door bijvoor- beeld maaien essentieelis voor een populatie-explosie. Langere periodes van minder gunstige condities kunnen overbrugd worden door vegetatieve reproductie; bij gunstige omstandigheden voor kieming en groei van juveniele planten wordt generatieve reproduc- tie dominant en neemt de populatie-grootte toe. (Vanhecke, 1991) Het maximum aantal protocormen (mycorhizomen) van Dactylorhiza fuchsii werd door Leeson e.a. (1991) door uitgebreide onderzoekingen van uitwassen van grondmon- sters, gevonden in november, ongeveer drie maanden na dispersie van het zaad. [zie fig. 6].

8 E 0 0 0 0 0

E

Oct Nov D.c Jan E.b Mar Apr May Jun Jul

hg 'Ihe mean number of prolocorms oF D. fuchsii permonthly sample(bars represent one standard error). (Le.tcon

Herhaaldelijkwerden daarbij groepjes protocormen gevonden in mos en grastoefjes, wat ofwel een indicatie is van een adapte schimmel aldaar, ofwel een indicatie van een goed microklimaat ten aanzien van vocht en licht. Ook hier dus sprake van clustering. [1k denk dat het ook een gevoig zou kunnen zijn van ongelijke dispersie; het zaad blijft 'hangen' in die mos- en grastoefjes.]

GROEI BOVENGRONDS Niet elk jaar verschijnt een bovengronds deel (voor de handigheid flu plant te noemen). Een orchidee kan éen tot drie jaar overslaan, waarbij al wel een knop aanwezig kan zijn ondergronds; hiermee kan zij mogelijk zeer ongunstige omstandigheden over- bruggen. Het kan zelfs zijn dat na die éen tot drie jaar van afwezigheid er toch ineens een bloeiende plant kan verschijnen, wat een aanwijzing zou kunnen zijn dat de orchidee gedurende het ondergrondse jaar voldoende reserves opgebouwd heeft door mycorrhiza- activiteit. Er is een nauwe relatie tussen de biomassa van de wortelknol en het bladopperviak (Efird, 1987; Snow en Whigham, 1989; Whigham, 1990). Hoe groter dat opperviak, des te groter is de knol het volgende jaar. En wederzijds, hoe groter die knol, des te groter ook het bladopperviak. Light en MacConaill (1991) hebben een studie gemaakt naar pitronen in het verschijnen van Epipactis helleborine (brede wespenorchis), en vonden het volgende: -Als er geen knop wordt gevormd, is er het volgende jaar geen plant. -Er is een relatie tussen knopgrootte en ontwikkeling; knoppen kleiner dan 4 mm (in augustus) bevatten geen bloemoorsprong, knoppen kleiner dan 2 mm geen bladoor sprong [fig. 7]. -De knop voor het volgende jaar wordt gevormd voor de bloei van het lopende jaar. Tevens blijkt een consistent gedeelte van de bloeiende planten geen knop te vormen, en blijkt het patroon in verschijning van bloeiende en niet bloeiende planten gelijk. Dat resulteert in de conclusie dat bloeien in het voorgaande jaar de kans op plant-vorming niet doet afnemen. -Zelfs dicht bij elkaar staande individuen vertoonden een verschillend gedrag ten

9 aanzien van plantvorming. Dit, versterkt met een eeuw aan herbariumgegevens, lijktte rechtvaardigen dat weersinvloeden niet de belangrijkste factor hierbij zijn.

'4 1988Status No plant found 12 Non-flowering 10 Flowering

8 6 a Leaf prlmordia Flower prlmordla 4

2 b 0 0 2 4 6 8 10 12 14 468 Bud length (mm) Bud length (mm)

Fig. . Dist ri but in of pe re n nat ig bud lengths inI 987

(a) Frontsampleol 6 rh1oines in Site I indicating the988 status ol thecorresponding plantsas flowering, tton-fiowering, and lot seen. (h) Front 2(1 plants oIl—site, with the character ul the prtitmrilti as revealed by longitudinal Sectioning of the buds (L & Ns4 Coti1 tg

Debloeiaren van Daclylorhiza fuchsii waren goed zichtbaar in de knop aan de wortel- knol minstens 9 maanden voor de werkelijke bloei[zie ook Wells en Cox, 1989], Gedurende de bloeia! waren nieuwe knoppen voor het volgende jaara!zichtbaar. Daarom lijkt het aannemelijk dat een aanzet voor de ontwikkeling van de bloemprimordia het voorgaande jaar plaatsvindt. Vince-Prue et al. (1984) zeggen dat de stimulans voor bloeien door de bovengrondse delen wordt opgevangen en doorgegeven naar de knop waar de bloemprimordia worden ontwikkeld. Dc plant zal bloeien als er geen beperking optreedt door gebrek aan voedingsbronnen (Leeson et a!., 1991).

Een resultaat uit onderzoekingen naar populatiegedrag van Orchis simia (aapjesorchis) in Zuid-Limburg lijkt enigszins af te wijken van het laatste punt bij E. helleborine, hoewel het hierbij niet gaat om de vraag welke factor reguleert of de plant het betreffende jaar wel of niet verschijnt, maar meer om leven of dood: De populatiegrootte nam gedurende enkele jaren af van 58 naar 36 planten. Tijdens die jaren waren er strenge winters met een gemiddelde maandtemperatuur van 3,5-4°C. De mortaliteit was hoog (tot 43 %),het aantal recruten laag, namelijk twee tot drie (Willems en Bik,1991). Hierbijis het interessant om te melden dat Orchis simia wortelknollen heeft viak onder het aardopper- viak, waar de temperaturen het laagst kunnen zijn 's winters, en een distributiegebied heeft van rond de Middellandse zee, Zuid-Europa en Noord-Afrika, terwiji Zuid-Limburg het noordelijkste puntje is van dat gebied. Bij Oprhrys aj4fera (bijenorchis) wordt, wanneer bladeren voor de normale verwel- kingsdatum gee! en chlorofyllloos worden, dat we! geassocieerd met droogte. Dat gebeurt vooral bij jonge, kleine planten, maar de knol blijft in leven,Als bladeren van de randen en punten af zwart worden, wordt dat geassocieerd met kou, bij voorbeeld in de vorm van strenge winters of late, koude voorjaars. De bladeren van individuen met grote knollen en van individuen die waarschijnlijk gaan bloeien het volgende jaar verschijnen eerder dan de bladeren van kleine planten.

10 Een populatie van Cyclopogon cranichoides nam in groote af; er verschenen steeds minder planten (Calvo, 1990) Dit kwam hoofdzakelijk door overgang in ondergrondse staat (dormancy) in plaats van sterfte; kleine planten hadden de grootste kans op deze overgang. Van dit laatste wordt ook door ilutchings (1987) melding gemaakt bij Ophiys sphegodes en door Mehrhoff (1989) bij Isotria medeoloides.

DE BLOEI en het weer Herhaaldelijk worden variaties in plantenpopulaties toegeschreven aan het weer van het betreffende jaar of de voorgaande jaren. Bij orchideeën is er weliswaar onderzoek naar gedaan, maar de gegevens staan verspreid over vele publicaties, en de resultaten zijn niet altijd eenduidig. Hierbij is alles op een hoop gegooid, en ik heb geprobeerd er de lijn in te zien.

Er is een positieve correlatie (p <0,02) tussen het aantal planten met een bloeiaar en de neersiag in mei-juni van het voorgaande jaar op de drogere graslanden bij Daclylorhiza sambucina (vlierorchis). "Niet te droog.." Dit verklaart overigens slechts een klein deel van de variatie. Er is daarentegen bij deze soort op de náttere graslanden een negatieve correlatie (p <0,02) tussen bloei en de neerslag in april van het voorgaande jaar."..en niet te nat.' Ook dit verklaart een klein deel van de variatie. Er is een negatieve correlatie tussen bloei en de neerslag in de zomer van het voorgaan- de jaar bij Orchis mascula. Dit verklaarde slechts een derde van de variatie, Er is een positieve correlatie tussen de hoeveelheid bloeiende planten en neerslag in de zomer van het voorgaande jaar bij Listera ovata (grote keverorchis). Dit verklaart slechts 39% van de variatie in bloeifrequentie (Tamm, 1991). Er is een correlatie (r=0,78p=0,05) tussen de hoeveelheid neersiag in de periode april-juni en het percentage planten dat bloeide bij Spiranthes spiralis (Wells, 1981). Er is een positieve correlatie (r=0,87 p=O,05) tussen het percentage bloeiende planten van Herminiurn monorchis en de totale regenval van 16 augustus tot 15 september van het voorgaande jaar (Tamm, 1991). Bij Ophiys apifera was een significante correlatie tussen de lengte van de bloeiaar en de totale regenvalin de periode augustus-september van het voorgaande jaar (r=0,87 p0,05) en maart-juli (r =0,84p <0,05) van het lopende jaar.Ook was er een signifi- cante correlatie tussen het aantal bloemen per aar en de totale regenval in de periode maart-mei van het voorgaande jaar (r=0,91p

11 al — is)

30

!

60 80 100 120mm

155 200 250 300 mm Summed ralniati Summed r&niaS (Mat—July) iAu5—Sept 01 prwuIou5 yeas)

Id)

3.5 3.5

I 0 0

3.0 3.0

2.5 2.5- 80 100 120 140 iSO 180 mm 100 iSO 200 200 mm Summed rainlai Summed rainlaS (Dec—Fats) Match—May 0) wasicass year)

Fig 8. Relationships between mean flower spike height in Julyand (a) summed rainfallii the period March—July of the current year (b) summed rainfall in the periodAugust—September 01 Ihe previous year and between mean number of flowers per spike and (c) summedrainfall in The period March—May of The previous year and (d) summed rainfall in theperiod December—February of the current year. (Wt')c & C.x i9

DEBLOEI en genetica

Opmerkelijk is het verschil in bloeigedrag bij de reeds eerder vermelde Zuid-Limburgse populatie van 0.simia.Deze is voortgekomen uit éen plant. Die plant bloeide 19 jaar achter elkaar. Van de dochterplanten echter bloeide gedurende die 19 jaar maar een kwart, en nooit meer dan vijf jaar achtereen. Voorts had de moederplant een significant grotere en bloemrijkere bloeiaar (p <0,001) dan de dochterplanten. Maar het is niet aangetoond dat dat komt door genetische variatie (Willems en Bik, 1991). In dit verband is het aardig melding te maken van de gang van zaken bij de Australische orchidee Pterosiylis vittata, waar de zaailingen vele jaren juveniel blijven rond de ouder- plant en zelfs zonder ooit gebloeid te hebben kunnen sterven. Dat zou ook een competitie- element of een contrôle-mechanisrne van de zaailingen in de naaste omgeving door de ouderplant kunnen suggereren.

12 (abel 2

gelri . b1 cc t SO O t n eec cpu 1at e br on

'11 1981 Ac:'ras. iutiopc'bcI urn '±J.• I Wells, 1991 Herrn urn mc)rC)rchis 6 . 9 Tarnrn, 0piiIyE upiferi 27,4 Wells en Cox, 1991 SpbegodeE 83, 7 Hutchings, 1987 ;pi-antbesC). spires Wells, 1981

DE BLOEI en life history De life-history theorie gaat ervan uit dat er een verband is tussendereproductieve inspanningvaneen bepaald moment en de toekomstige groei, overleving of reproductie. De fysiologische redenisdat limiterende voedingsstoffen, eenmaal gebruikt tijdens reproductie, niet meer beschikbaar zijn voor toekomstig gebruik door dat individu.

Alle orchideeën bloeien niet meteen het eerste jaar dat ze bovengrondse bladeren produceren (zie tabel 1, Wells 1981). Dat houdt waarschijnlijk meer verband met grootte dan met leeftijd op zich. Bij Orchis simia hebben planten die bloeien een bladrozet die bestaat uit minstens vier bladeren, en een minimum bladopperviak van 65 cm2 (Willems, 1982). Dat is het geval op z'n minst drie jaar na bovengronds komen. [Voor bladopper- vlak-bloeirelaties, zie ook BLOEI EN HERBIVORIE, en hieronder Reproductie alge- meen.] Bij Tipularia discolor blijkt, dat bloeiende planten een significant (pO,000l) groter bladopperviak hebben (24,5 cm2) dan niet bloeiende (13,9 cm2) [zie ook fig. 9 van Orchis simia].

Ito

Flowering

E

Vegetative

Pebr. Mar. Apr. May 1988

(n = 7) plants in Fig. Development o( leal area in the rosettes of flowering (n = 7) and nonflowering 1988 (error bars represent S.D.). (WVtmc e.r 5991')

De bloemproductie van Cyclopogon cranichoides issignificant gerelateerd met de plantgrootte 0,669 p < 0,002).

13 En bij Daclylor/iiza fuchsii blijkt, dat het aantal bladeren bij planten meteen bloeiaar significant (p

TabIe.The probability of plants of D. fuchsii flowering or remaining vegetative as a function of leaf number. (Ls.snr\5t.,

Number of leaves Probability of flowering Probability of remaining Number of samples vegetative

4 0.30 0.70 6 5 0.30 0.70 14 6 0.50 0.50 18 7 0.43 0.57 21 8 0,82 0.18 34 9 0.72 0.28 18 10 1.00 0.00 18 II 1.00 0(X) 16 12 1.00 0.00 II

Er isniet gevonden dat bloei beInvloed werd door toenemende leeftijd. (Inghe en Tamm, 1988; Wells, 1981; Willems en Bik, 1991). Vermoed wordt, dat dat komt door het jaarlijkse verjongingsproces dat elk individu ondergaat. Niet bekend is, of dat in het oneindige door kan gaan; voor dietijd hebben externe factoren (vegetatiesuccessie, predatie, ziekte, mensen) a! een einde gemaakt aan het orchideeënleven. Een experiment is in deze lastig door de lange tijdsduur die het zou kunnen nemen [zie ook LEVENS- DUUR].

Bij Orchis mascula (mannetjesorchis) blijft 58% van de planten vegetatief het jaar na een jaar met bloei. (Inghe en Tamm, 1988). Dat zou kunnen duiden op de grote reproduc- tieve kosten van bloeien. Een dergelijke melding maken Willems en Bik bij 0. simia. Aan de andere kant,als planten van Tipularia discolor twee of meer keren in hun leven bloeien, dan gebeurt dat vaak in opeenvolgende jaren. Meestal echter bloeien ze éen of geen keer. Bij Oprhrys apfera zijn de lengte van de bloeiaar en het aantal bloemen gecorreleerd (r=0,67 p<0,00l).

Uit onderzoek naar Tipularia discolor (een Amerikaanse soort) bleek dat de grootte van de wortelknol, die geproduceerd werd in het jaar na de bloei, emidde1d het kleinst was bij planten met een hoge vruchtzetting. Over het algemeen (en dan: p <0,05) bleek het gemiddelde drooggewicht van de knollen van bloeiende planten groter dan dat van vegetatieve planten van Daclylorhiza flichsii.

DE BLOEI en herbivorie Herbivorie kan gebeuren door (naakt)slakken, insecten (ook larven aan of in de knollen) of zoogdieren (konijnen en herten, of zelfs vee). De schade door slakken blijft doorgaans beperkt tot gaten in het blad of weggegeten bladrandstukjes. Een dergelijke schade

14 brengen insecten toe, hoewel die door aan knollen knagende larven ernstig kan zijn;de plant sterft vaak af. Zoogdieren eten veel grotere delen van het blad,soms hele rozetten inclusief de bloeiaar.

Willems en Bik meidden, dat wanneer een bloeiende plant ontbladerd wordt door dieren, deze het volgende jaar niet bloeit. Wells en Cox meldden dat een sterk ontbladerde plant hetzelfde jaar nog wel kan bloeien. Door Whigham (1990) is Tipularia discolor experimenteel gedurende drie jaar geheel (100%) of gedeeltelijk (50%) ontbladerd om herbivorie te simuleren. Geheel ontbladerde planten bloeiden na twee jaar niet meer, en de biomassa van de ondergrondse delen nam elk jaar significant af. De biomassa van de bladeren nam na drie jaar significant af [zie fig. 10].

a

n

FIoo.n Fiow.nng.hh Fio..in with no bn,00000y 0% bwbi.o,y ¶00% Mob4nooy

FIA'.IO Change (% ± I standard error) in total plant biomaas 01 Tipularra discolor from the year of floweringIathe next year for individuals which: 1) flowered and suffered no herbivory, 2) flowered and had 500/n of their leaf area removed, and 3) flowered and had 100% of their leaf area removed. Details of the leaf manipulation study can be found in Whighani (l99tfb). Means that are not significantly different share the same kner. ONQ.t )

Uit deze twee laatste waarnemingen blijkt dat de plant ondergrondse biomassa gebruikt ter compensatie van bovengronds bladverlies. Omdat a! helemaal niet meer gedaan wordt aan bloei, blijken hieruit de hoge reproductieve kosten daarvan. Sterfte onder de 100% ontbladerde planten was het hoogst. De gevolgen van 50% ontbladering lagen tussen 100 en 0% in. Er was uiteindelijk minder bloei, maar het aantal 15ioemen per bloeiaar nam niet af, wat op een genetische bepaling in plaats van controle door omgevingsfactoren lijkt. Merk hierbij op dat dit staat tegenover een bevinding bij Oph,ys apfera (Wells en Cox, 1991), waar het aantal bloemen per aar wel ten dele werd gereguleerd door de neersiag (zie Boei en het weer). Cypripedium acaule is experimenteel ontbladerd door Primack en Hall (1990). Hoewel de dataset te klein was voor significantie, zijn er wel gemiddelden berekend. Onbehandel- de planten hadden een bloeifrequentie van 60%, door het verwijderen van éen blad of de bloeiaar nam de frequentie af tot 44%, en tot 12% door het verwijderen van twee bladeren. De frequentie werd tot 0% gereduceerd in het volgende jaar door twee bladeren te verwijderen en de bloem handmatig te bestuiven (leidend tot vruchtzetting; zie ook LIFE HISTORY, reproductie algemeen).

15 CONCLUSLE, DISCUSSIE bij DE BLOEI en..

het weer Toch blijkt het weer bij veel soorten tot op zekere hoogte wel ergens invloed op te hebben (verschijning, hoogte, aantal bloemen, percentage bloei, enzovoorts), waarbij vooral opvalt dat er positieve correlaties zijn met regenval, wat zou inhouden dat orchi- deeën over het algemeen te kampen hebben met een vochttekort. De twee negatieve correlaties die er tussenzitten betreffen populaties op een laagliggend weiland dat toch al vochtig was; overmatige waterhoeveelheden zijn dus ook niet voordelig. Dat wordt nog versterkt door het gedrag van een populatie van Daclylorhiza praetermissa op een laag veld langs de Belgische kust. Die bleek zeer gevoelig voor overstromingen (Vanhecke, 1991). Vooraisnog valt er niet veel meer te zeggen dan dat er een optimum is. Regelmatig blijkt ook het weer van het voorgaande jaar invloed te hebben. Kennelijk wordt in dat jaar het éen en ander gedaan aan het aanleggen van reserves, en niet te vergeten de knop-vorming voor het volgende jaar. Het bloeipatroon blijkt ook regelmatig beInvloed te worden door life-history aspecten, zoals bloei in het voorgaande jaar, mate van vruchtzetting of herbivorie.

life history Het aantal bloemen of de kans van bloeien per individu is sterk athankelijk van de grootte daarvan, hoofdzakelijk ten aanzien van het bladoppervlak, maar ook de onder- grondse delen. De kans op bloei is in zoverre onafhankelijk van de leeftijd dat, wanneer eenmaal door groei vanaf het eerste tijdstip van verschijnen dat we! mede leeftijdsafhankelijk is, het individu een bepaalde grootte-drempel gepasseerdis,er voor alle leeftijdsk!assen bij gelijke omstandigheden een gelijke bloeikans is. Bij sommige soorten blijkt het b!oeien op zich een reproductieve inspanning, die een zekere hoeveelheid van de beschikbare resources inneemt, Wanneer dat het geval is dan neemt ofwel de plantgrootte af ofwel de kans op reproductie, verschijning in het vo!gende jaar of overleving. Bij andere soorten lijkt het bloeien geen inv!oed te hebben op het levensverloop in de toekomst. Verder onderzoek za! moeten aangeven waar dit aan ligt. Het b!adoppervlak in een gegeven jaar is sterk afhanke!ijk van het bladopperviak in het jaar daar voorafgaand, en bij sommige soorten we!, bij andere soorten niet van de reproductie in het voorgaande jaar. Het aantal vruchten per individu in een gegeven jaar, onder voorwaarde van bloei, hangt af van de abundantie van bestuivers. Of uiteinde!ijke reproductie gelimiteerd wordt door gebrek aan bestuivers hangt af van de mogelijkheid van de populatie, soort of het individu, tot benutting van de aanwezige resources.

herbivorie De inv!oed van grote grazers kan behoorlijk groot zijn. Negatief is die inv!oed wanneer deze orchideeën begrazen; het percentage b!oeiende p!anten in een popu!atie kan met tientallen procenten afnemen. Hieruit blijkt eens te meer de grote invloed die het bladopperviak kan hebben. Daartegenover staat dat begrazers ook een positieve invloed kunnen hebben op de populatie, wanneer zij a!gemeen de vegetatie kort houden. Dit bevordert, zoals reeds beschreven, de groei van zaai!ingen.

16 Niet altijd blijkt uit onderzoekingen een eenduidige factor die de bloei zou reguleren. Regelmatig komt het neer op een tot dusver vrij Gordiaans lijkend complex van factoren. (Wells 1967; Gregg 1989; Whigham en O'Neill 1991).

KLONEREN Orchideeën kunnen kioneren oftewel vegetatief vermeerderen. Dat is het meest voorko- mend bij planten die gebloeid hebben (Efird, 1987; Snow en Whigham, 1989). In de natuur gaat kioneren altijd door middel van de ondergrondse delen: de wortelknollen of de rhizomen. Er zijn drie wijzen van kioneren. I.Tegelijk met de nieuwe wortelknol voor het volgende jaar wordt een extra knol gevormd. Dit gebeurt aan de oude knol, en de dochterplant groeit dan ook viak naast de ouderplant (proximaal). Dit kan uiteindelijk resulteren in dichte clusters planten. Het is in de plantenkweek een veelgebruikte methode, vooral bij tropische orchideeën, maar het kan zeker ook met West-Europese, en een soort als Epipactis palustris (moeras wespenorchis) staat erom bekend. II. Een andere manier is dat er op het einde van een wortelachtige uitgroei (stolonoIed) een wortelknol gevormd wordt, zo'n 2 tot 25 cm van de ouderplant (distaal). De stolonoIed kan op verschillende plaatsen op de ouderknol z'n oorsprong hebben [zie fig. 11 en 12]. Deze wijze van vegefatieve reproductie heeft als voordeel dat er minder licht-competitie is, en er meer dochter planten per jaar gevormd kunnen worden, tot vijf. Dan moet het echter wel een goed groeiseizoen zijn geweest, en de standplaats een open structuur hebben. Een voorbeeld van een soort die op deze wijze reproduceren kan is Herininium inonorchis (honingorchis). III.Iets minder vaak maar zeker voorkomend is dat een orchidee geen wortelknollen heeft maar een rhizoom. Het aantal uitbreidingen kan oplopen tot tien, met een lengte van minder dan éen tot meer dan twintig centimeter. Athankelijk van die lengte en of elk jaar een dochterplant geproduceerd wordt spreekt men van proximaal of distaal. Voor beelden van planten met dit systeem zijn Listera ovata (keverorchis) en Cipriedium calceolus (vrouwenschoentje). FirstYear

Collar region

Stolonoid

Daughter tuber AdvenbtiouSOls / Replacement tuber Parsnt tuber

Second Year

Replacement tuber

Parent tuber

Fig. II Distal daughter tuber production in the first and second ycar showingthe placement of dattghler tubers at the end of horizontal stolonoids at distance Irom the pttrcnl plant.(Dio t99t

17 Distal Daughter Tuber Production A

Pa,Qr,i pIa,I

B

:ib

A I

FigZ Two methods of daughter tuber production in :(A)(.'u(udenia ,ne,,:iesii where stolonoids can be produced from the co(tur region or from the base of the shoot (duttcst) and (B) Diur,.s lnmxnJolsu where the daughter p)ants'rrc produced it the distut end of parent tubers. (p;tçc, tB()

LIFEHISTORY, reproductie algemeen Door Primack en Hall (1990) is een uitgebreid vierjarig onderzoek gedaan naar de kosten van reproductie bijCipripediurn acaule (roze vrouwenschoentje, Amerika). Het energiebudget, gespendeerd aan reproductie, is geschat door het relatieve drooggewicht van het reproductieve weefsel ten opzichte van de totaalmassa (droog) van de plant te meten. De bloeiaar plus bloem zaten samen op 18% van het totaal. Een bloem weegt gemiddeld minder dan een vrucht, en aangenomen dat er een totale translocatie van voedingsstoffen van bloem naar vrucht plaatsvindt, er moet extra geproduceerd worden bij vruchtzetting. Dat had z'n weerslag op de rest van de plant, want per vrucht was het bladopperviak het volgende jaar gemiddeld 20 cm2 afgenomen, zowel bij grote als bij kleine planten, dus de relatieve kosten zijn voor kleinere planten hoger. Uit regressie- analyse bleek echter ook een significante, maar niet echt lineaire* relatie tussen bladopper- viak en volume van de vrucht(r2=0,33p

[* Dat de regressie niet echt lineair was kan liggen aan de relatie bladopperviak in cm2 en volume van de vrucht in cm3, zodat een wortelvormige relatie ook tot de mogelijkheden zou kunnen behoren.]

18 Case Estates Hornmcjnd V\'oods 1.0 I.0

0.8 / 0.B .E J oa/° /1:1 iv 0.6 0.6-i &oo 4/ a 0 0 0 0 frott. 0 0 a 0/ aifroit 15 U I 0.4 0 2 frotI 0.4 0 3 (roil, 0 3 (ro,l, 00

0.2 . 0.2 0 100 200 300 400 500 0 100 200 35) 4U 000 Leaf Area in 1984 (cm 2) Leaf rea in84 (cm Fto3,—1he calculated probability ol a plants flowering (p1 in 1987 bjed on its iniiivl leaf area in square centimeters IL) In984 and the number of fruits prmmilum.ed trotsi 1984 through 1986 (F). S is a coded variable for site with Hammond WUimds equaling-.I and (use Estates equaling I. The estimated parameters of the logistic model ure (Prmnmqc. p =I/fl + eU)2_ Ol5L(C. 01(1 \f)(, i9o

Pergeproduceerde vrucht nam de kans op bloeien met 5%-16% af (het bladopperviak nam immers ook at). Grote planten hadden altijd een hogere kans op bloeien. Andersom had het produceren van een bloem weinig invloed op het bladoppervlak. [Het artikel was daar echter niet eenduidig over; ik heb de stelling uit de conclusie aangehouden.] De relatie tussen bladopperviak in het eerste jaar en bladopperviak in het laatste jaar was bij planten die niet elk jaar vrucht zetten of bloeiden echter minimaal (r2 <0,13 p >0,01). Ook hadden deze planten gemiddeld slechts 4/7 van het bladopperviak van altijd bloeiende planten. Door handbestuiving van de bloemen nam de vruchtzetting toe van 0%-6% tot 84%- 96% bij de experimentele planten.De experimenteel behandelde planten produceerden echter wel minder bloemen (44% vs. 70% bijCipripedium). Het is aannemelijk dat bestuiving gelimiteerd is door een extreem gebrek aan bestuivers, maar de reproductie hoeft daar niet onder te Iijden, want er is een gebrek aan resources (voedingsstoffen, geschikte omgevingsfactoren), te zien aan het afnemende reproductie-niveau. Ook bij Cyclopogon cranichoides nam, van 26%-62% in natuurlijke situaties tot 96% door handbestuiving, de vruchtzetting toe, maar de bloei of groei bovengronds niet wezenlijk af. Dat duidt op een gebrek aan bestuivers (bestuivers-limitatie) en niet op een gebrek aan voedingsstoffen. Men zou dan een sterke selectie verwachten ten gunste van kenmerken die de bestuivingskans doen toenemen. Ongeveer een derde van alle orchidee- ensoorten hebben een op misleiding gebaseerd bestuivingsmechanisme dat ten dele de geringe visitatie en daarmee vruchtzetting kan verkiaren. Zonder beloning voor bestuiving zou bloem- of bloeiaargrootte de variatiein het aantrekken van bestuivers kunnen verkiaren, maar de weinige gegevens die erover beschikbaar zijn, spreken elkaar tegen.

Bij C. cranichoides was er geen duidelijke relatie tussen bloeiaargrootte en de kans op vruchtzetting, maar planten met een grotere bloeiaar hebben een iets hogere kans op productie van tenminste éen capsule. Er lijkt derhalve weinig selectietezijn door

19 bestuivers op bloeiaargrootte, wat zou kunnen komen door het lage algemene bestuivings- niveau en de geringe respons van bestuivers op bloeiaargrootte. Daarentegen is bij Platanthera ciliaris wel een sterke correlatie gevonden (r=o,86-0,97 p <0,001) tussen het aantal bloemen per plant en het aantal vruchten per plant (Robertson en Wyatt, 1990). In éen seizoen, maar niet in alle seizoenen,isbijComparettia falcata een relatie gevonden tussen bloeiaargrootte en verwijdering en insertie van pollinia (RodrIguez- Robles et at., 1992). Ook bij Brassavola nodosa is een toename van polliniaverwijdering gevonden bij toename van bloeiaargrootte (Schemske, 1980) en bij Anacamptis pyramida- us (Waite et al., 1991), maar niet bij Encyclia krugii (Ackerman, 1989), Dactylorhiza flchsii, Epzpactis helleborine (Waite et al., 1991) en Aspasia principissa (Zimmerman en Aide, 1989). Een significant hogere vruchtzetting bij Schomburgkia tibicinis leek alleen op te treden bij een minimum aantal bloemen; met minder bloemen werden niet genoeg bestuivers aangetrokken (Rico-Gray en Thien, 1987). Al deze verschillen zouden mogelijk het gevolg kunnen zijn van het verschil in synchroon bloeien of bloeien in sequentie van de bloemen in éen bloeiaar (Nilsson, 1992). Bij Epipactis helleborine is echter wel de suggestie gewekt van een negatieve correlatie tussen de mate van zelfbestuiving (autoga- mie) en de lengte van de bloeiaar of het aantal bloemen per bloeiaar (Waite et al., 1991). Voor een definitief beeld verkregen kan worden omtrent welke bloeiparameters van invloed zijn op het reprOductief succes moet ook gekeken worden naar de wijze van bestuiving, verdeling en verspreiding van de individuen en bestuivers: er kan een groot verschil ontstaan door bijvoorbeeld al dan niet zelfbestuivend, enkele individuen per vierkante kilometer(tropisch regenwoud) versusstaanplaatseningroepjes op een grasland, bestuiving door misleiding of met beloning, enzovoort. In 3 van de 4 jaar van een studie naar Cyclopogon cranichoides, was het aantal vruchten significant geassocieerd met het aantal bloemen per bloeiaar. Echter, het aantal bloemen was nonnaal verdeeld over de individuen, de distributie van het aantal vruchten over de individuen echter duidelijk links scheef, evenals bij Epidendrum exasperatum, Lepanthes wendlandii, Daclylorhiza fiwhsii en Anacamptis pyramidalis (Waite et al., 1991): de meeste individuen produceerden weinig tot geen vrucht, en enkele individuen veel. Dit, in tegenstelling tot de autogame soort Oeceoclades maculata. De mogelijke effecten van zo'n distributie van vruchten over de individuen en het bij orchideeën gevonden bestuivingsme- chanisme zouden kunnen zijn: a. een onevenredig groot aandeel van een klein aantal individuen in het overdragen van genetisch materiaal naar het volgende geslacht. b. de onzekerheid van bestuiving, samen met de algemene lage vruchtzetting, kunnen zowel de genetische variatie die in een jaar bovengronds aan bloemen is geproduceerd, als de mogelijkheid voor selectie door bestuiving, sterk reduceren. c. Het mechanisme dat éen pollinium, dat veel stuifmeel bevat, echter van éen plant, meteen zorgt voor de productie van een gehele zaadcapsule, reduceert de genetische variatie in de totale zaadpool. Hierdoor zou het zo kunnen zijn dat orchideeën een kleine effectieve populatiegrootte hebben, Hoge genetische variaties tussen populaties zou het gevolg kunnen zijn van genetic drift (Calvo, 1 990b).

20 De vruchtzetting kan variëren ten gevolge van de positie van de bloem in de bloeiaar (Nilson,1983, 1984; Cole en Firinage,1984; Berry en Calvo,1991). Er is meer vruchtzetting onderaan de bloeiaar, en een geleidelijke afname richting de top. Dat duidt op verschil in bestuiving van de bloemen in de bloeiaar (Nilsson, 1983; Calvo, 1990c). Vegetatieve vermeerdering gebeurde significant (p <0,01) vaker bij controleplanten dan bij handbestoven planten. Uit de experimenten met Cipripedium acaule blijkt dat hogere vruchtzetting resulteert in geringere plantgrootte en reproductiekans, en mogelijk ook venninderde overleving,

LEVENSDIJUIR Om een indicatie te krijgen van de levensduur van orchideeën (hoe oud ze kunnen worden) wordt een populatie in jaarklassen opgedeeld, a! naar gelang van het tijdstip waarop een orchidee haar eerste blad bovengronds laat verschijnen. Daarvoor is lang- lopend onderzoek nodig, want, ten eerste, onderzoek gedurende enkele jaren levert geen goed beeld op of een plant voor het eerst boven komt, of dat hij veeleer enkele jaren ondergronds is geweest (zie GROEI BOVENGRONDS; een orchidee kan we! drie jaar onder de grond blijven). Ten tweede,in het verlengstuk daarvan, hetis met altijd duidelijk in de eerste jaren van het onderzoek hoe oud een plant is, hoewel aan de grootte wel wat af te leiden is. Ten derde is een betrouwbare hoeveelheid metingen nodig om een verantwoorde curve te kunnen trekken. En als laatste, de variatie in de tijd die individuen ondergronds doorbrengen vanaf de kieming, wordt verwaarloosd. Als de populatie eenmaal opgedeeld is in jaarklassen, dan wordt gekeken hoe het aantal planten in de jaren afneemt. Daaruit wordt een halfwaarde-tijd berekend (de tijd waarin de helft van de jaarklassesterft).Uit de verzamelde literatuur was het volgende te destilleren:

tabel4

I fwidetij d (j r. tussen gem. bron

Acerasentropophcrum 4,0 —7,8 Wells, 1981 Li.stera ovciti v.a. 14.3 70 Tamrn,1991 C)phrys apfeia 5,62-11,18 6,6 Wells & Cox,1991 0. spbegodes 2,3 Hutchings, 1987 Spiranthes spiralis 4,6 —9,2 Wells, 1981

21 LITERATUUR

Ackerman, J. D., 1989. Limitations to sexual reproduction in Encyclia krugii (Orchidaceae). Systematic botany 14: 101-109 Bobbink, R. en Willems, J. H., 1988. Effects of management and nutrient availability on vegetation structure of chalk grasslands. In: During, H. J. et al. (ed.), Diversity and pattern in plant communities. pg. 183-193 Calvo, R. N., 1990a. Four year growth and reproduction of Cyclopogon cranichoides (Orchidaceae) in South- Florida. Amer. J. Bot. 77: 736-741 Calvo, R. N., 1990b. Inflorescence size and fruit distribution among individuals in three orchid species. Amer. J. Bot. 77: 1378-1381 Calvo, R. N., 1990c. Pollinator limitation, cost of reproduction, and fitness in plants: a demographic approach. Ph. D. dissertation, Univ. of Miami Cropper, S. C., Calder, D. M. en Torikinson, D., 1990. Thelymitra epipactoides F. Muell. (Orchidaceae): The morphology, biology and conservation of an endangered species. Royal Society of Victoria Proceedings 101(0): 89-102 Dixon, K., 1991. Seeder/clonal concepts in Western Australian orchids. In: Wells, T. C. E. en Willems, J. H. (ed.), Population ecology of terrestrial orchids: pg. 111-123 Efird, R. B., 1987. Corm growth and clonal propagation in Tipularia discolor. M. S. thesis, Clemson Univer- sity, Clemson Gregg, K. B., 1989. Reproductive biology of the orchid Cleistes divaricata (L.) Ames var. bfaria Fernald growing in a West Verginia meadow. Castanea 54: 57-78 Hutchings, M. J., 1987. The population biology of the early spider orchid, Ophrys sphegodes Mill. II. Temporal patterns in behaviour. J. Ecol. 75: 729-742 Inghe, 0. en Tamm, C. 0., 1988. Surviva' and flowering of perennial herbs. V. Patterns of flowering. Oikos 51: 203-219 Kull, T. en Kull, K., 1991. Preliminary results from a study of populations of Cipripediurn calceolus in Estonia. In: pop. ec. terr. orch.: pg. 69-76 Leeson, E., Haynes, C. en Wells, T. C. B.. 1991. Studies of the phenology and dry matter allocation of Dactylorhiza fuchsii. In: Pop. ec. terr. orch.: pg. 125-138 Light, M. H. S. en MacConaill, M., 1991. Patterns of appearance in Epipactis helleborine (L.) Crantz. In: Pop. ec. terr. orch.: pg. 77-87 Mehrhoff, L. A., 1989. The dynamics of declining populations of an endangered orchid, Isotria inedeoloides. Ecology 70: 783-786 Nilsson, L. A., 1983. Anthecology of Orchis mascula (Orchidaceae). Nordic J. Bot. 3: 157-179 Nilsson, L. A., 1984. Anthecology of Orchis mono (Orchidaceae) at its outpost in the north. Nova Acta Regiae Societatis Scientiarum Upsaliensis 3: 167-179 Nilsson, L. A., 1992, Orchid pollination biology. Trends in Ecology and Evolution 7(8): 255-259 Primack, R. B. en Hall, P., 1990. Costs of reproduction in the Pink Lady's Slipper orchid: a four-year experimental study. Am. Naturalist 136: 638-656 Rico-Gray, V., Thien, L. B., 1987. Some aspects of the reproductive biology of Schomburgkia tibicinis Batem. (Orchidaceae) in Yucatan, Mexico. Brenesia 28: 13-24 Robertson, J. L. en Wyatt, R., 1990. Evidence for pollination ecotypes in the yellow-fringed orchid, Platanthera ciliaris. Evolution 44(1): 121-133 Schemske, D. W., 1980. Evolution of floral display in the orchid Brassavola nodosa. Evolution 34: 489-493 Snow, A. A. en Whigham, D. F., 1989. Costs of flower and fruit production in Tipulania discolor (Orchidace- ae). Ecology 70: 1268-1293 Tamm, C. 0., 1991. Behaviour of some orchid populations in a changing environment. Observations on permanent plots, 1943-1990. In: Pop. ec. terr. orch.: pg. 1-13 Vanhecke, L. E. M., 1991. Population dynamics of Dactylorhiza praetermissa in relation to topography and inundation. In: Pop. ec. terr. orch.: pg. 15-32 Vince-Prue, D., Thomas, B. en Cockshull, K. E., 1984. Light and the Flowering Process. Academic Press, London. Waite, S., Hopkins, N. en Hitchings, S., 1991. Levels of pollinia export, import ande fuit set among plants of Anaca,nptis pyramidalis, Dactylorhiza fuschsii and Epipactis hellebonine. In: Pop. ec. terr. orch.: pg. 103-110 Wells, T. C. E., 1967. Changes in a population of Spiranthes spiralis (L.) Chevall at Knocking Hoe National Nature Reserve, Bedfordshire 1962-65. J. Ecology 55: 83-99 Wells, T. C. E., 1981. Population ecology of terrestrial orchids. In: Synge, H. (ed.), Rare plant conservation,

22 1981: pg.281-295 Wells, T. C. E. en Cox, R., 1989. Predicting the probability of the bee orchid (Ophiys apfera) flowering or remaining vegetative from the size and numbers of leaves. In: Pritchard, H. W. (ed.), Modern Methods in Orchid Conservation. The role of physiology, ecology and management. Wells, T. C. E. en Cox, R., 1991. Demographic an biological studies on Ophiys apifera: some results from a 10 year study. In: Pop. ec. terr. orch.: pg. 47-6 1 Whigham, D. F., 1990. The effect of experimental defoliation on the growth and reproduction of a woodland orchid, Tipularia discolor. Can. J. Bot. 68: 1812-1816 Whigham, D. F. en O'Neill, J., 1991. The dynamics of flowering and fruit production in two Eastern North American terrestrial orchids, Tipularia discolor and Liparis li1folia. In: Pop. ec. terr. orch.: pg. 89-101 Wilkinson, K., Dixon, K. W. en Sivasithamparam, K., 1989. Interaction of soil bacteria, mycorrhiza fungi and orchid seed in relation to germination of Australian orchids. The New Phytologist 112(3) Willems, J. H., 1982. Establishment and development of a population of Orchis siinia Lamic in The Nether- lands, 1972 to 1981. New Phytologist 91: 757-765 Willems, J. H., en Bik, L., 1991. Long-term dynamics in a population of Orchis simia in the Netherlands. In: Pop. ec. terr. orch.: pg. 33-45 Zimmerman, J. K. en Aide, T. M., 1989. Patterns of fruit production in a neotropical orchid: pollinator vs. resource limitation. Amer. J. Bot. 76: 67-73

23 KIEMING

Een zaaierging uit om te zaaien hij zaaide zo wijd als de wind zo wijd als de winden waaien waar niemand een spoor van vindt..

DE MORFOLOGIE VANHETZAAD

Orchideeënzaad is zeer klein, ten bate van winddispersie. Het is ongeveer 0,5tot2 mm lang,0,5 tot 1 mm breed en bestaat uit zo'n 25-100 cellen. De buitenkant van het zaad j,estaat uit een testa(zaadhuid),dat een karakteristiek, soortspecifiek uiterlijk heeft en uit dood materiaal bestaat dat een soort blaasjes vormt waar lucht in zit. De meeste orchi- deeenzaadjeszijnnauwelijksgedifferentieerd.Erzijngeen wortels,cotyledons of endosperm. [zie fig. 14, Pierik,. 1987; fig. 15]

Fig. Ii.The embr)o' in a quiescent seed of J-'aphwpi'diltwi ci/wiure. The embryo is not diflèrentiaicd and there are no cotyledons, tools or visible endosperni (Pieriketal., 983).

ciliolare. Right: var- Left: dry, quicsceflt (notgerminated) seeds of Paphiopedili"" Fig. 1'/2. vitro (Picttk ci al.1983). ious stages of germinatiOn5—8 weeks after sowing in

24 R = nL4w

PX= roylen' SC we4e iTd 24+n r0p 3,,oko 4ccy s€ed

F5. ;5• 0\tflc

5o)

Aan éen kant van de kiem is een overigens niet herkenbaar potentieel groeipunt. Via de testa neemt het zaadje water op en zwelt zodoende op, waardoor het uit de zaadhuid breekt. Het levende deel van het zaad bestaat uit een epidermis, en daarbinnen in dunwandige parenchymcellen. Deze cellen bevatten lipiden en proteInen aI voedseireserves, kleine vacuoles en een nucleus (Richardson et al, 1992).

SCHIMMELS algemeen

Bij het natuurlijk kiemingsproces van orchideeënzaad zijn schimmels noodzakelijk, of in het laboratorium een uitwendige bron van suikers in de vorm van een samengesteld medium. Het stadium tussen het niet ontkiemde zaad en de zaailing (klein orchideetje met wortelknol) heet protocorm.

25 Orchideeën blijken vanaf het moment van kieming in een wederzijds parasitaire symbiose te leven (echter niet tegelijkertijd parasitair) Een paar factoren zijn van belang bij het zich stabiel ontwikkelen van de symbiose. De schimmel dringt het zaad (of bij meer ontwikkelde planten de wortel, maar niet de knol) binnen, en athankelijk van de laag waarin deze doordringt, wordt de hyphe verteerd of niet, Er zijn twee verschillende types gastheercellen in de orchidee: subepidermale gastheercellen ('waardcellen'), waarin de schimmel intact blijft, en dieper liggende cellen, waarin de schimmel verteerd wordt tot een amorphe massa. In tropische orchideeën is er meestal geen grote rol weggelegd voor de schimmels; afhankelijk van de soort kan de voiwassen plant ook zonder. Bij West-Europese terrestrische orchideeën is de schimmel veel belangrijker.

Drie stadia kunnen onderscheiden worden in geInfecteerde cellen: a. infectie en vorming van een hyphe-kiuwen (peloton) fig. 16], b. lysis en degradatie van het peloton en c. hernieuwde infectie.

r.i6. Mycorrbizae,representing a symbiotic relationship between a fngus and plant roots: sheathng adapted from Zak (1973) and Meyer tW73); ericoid adapted from Read and Stribley (1975); Arbutoid adapted Lfroin Riven (1924); vesiculararbuscuIar adapted from Mosse (1963); orchid from Hadley and Williamson (1972) and Jackson and Mason (1984). (n5røiflt) 93z')

HETVERLOOP VAN DE KIEMING

Kieming is waargenomen, zowel pas nadat eerst een schimmel via de suspensor het zaad binnengedrongen is, als kieming die strikt genomen op zichzelf, zonder inductie door een schimmel, plaatsvindt. Direct daaropvolgendisechter we! interactie met een fungus vereist.

26 ____

Het eerste type kieming gaat als volgt, waarbij ik Platanthera hyperborea Goodyera repens en Spiranthes sinensis als voorbeeld neem [zie ook fig. 17] en probeer te abstrahe- ren, wat redelijk mogelijk was door de grote mate van overeenkomst: De schimmelinvasie gaat vanaf de suspensor (het basale deel) richting deapex. De binnenste cellen van de zich ontwikkelende protocorm worden, vergeleken met de cellen van de epidermis en apex, behoorlijk groot. Hierin speelt zich het verteringsproces zich af, niet in de subepidermale parenchymcellen, noch in de apicale cellen. Daar, in het apicale deel, waar de cellen algemeen kleiner zijn, ontwikkelt zich een meristeem, dat (blad)primordia vormt. Dc protelnen en lipiden die in het zaad aanwezig waren [zie fig. 18], zijn verdwenen in een zich ontwikkelend protocorm.

0

A 1mm 2

B mm

5

FJG I7Stagrs used to assess germination. 0. Ungrrminated seed.I. Germinaiton of seed with rupture oftesta. 2. Production ofrhizoids. 3. Production ofleaipnmordium. 4. Production offirs chloroph' lious leaf tissue. 5, Production of root initial. Scale A. Stages 0 and I. Scale B. Stages 2 to 5. (cln' b t cL,t8C)

Het is a inemelijk dat de binnendringende fungus aanzet tot afbraak van de aanwezige reserves. Het zaad heeft geen (poly)sacchariden. In cellen van een oudere protocorm zit we! zetmee!. Dat maakt aannemelijk dat de schimmel van buiten het zaad sacchariden aanvoert. Geen zetmeelzitin cellen die tegelijk verteerde en onverteerde hyphen bevatten. Dat suggereert dat het invasie- en verteringsproces zetmeel vergt. Gedurende de

27 protocormontwikkelingbevattenonlangsgekoloniseerdecellenhyphen met weinig vacuoles, terwiji de andere reeds langer gekoloniseerde cellen hyphen hebbenmet veel vacuoles, waarna de schimmeidraden platter worden, samenklonterenen degraderen tot een amorfe massa.

iii ii 5111)51)5 SiIL .3 /• ..,

E

k ' .

• 1

. t Pfwunt/ieri, 'ipethorrn .oeusFoi Emhrso ot uneermtnaied seed. An epidermis iEi urrounI1s parenchvmu cells (Pt. Both pei hase malI iaçuolcs and sarulius inclusions. Remnants ud the uesta iarrowheadsl are evident. Fig Ponies of embryo stained with miJSsIC blue Numerous Croteun b.ujuc,irrohe;idsI. Some with refractile inclusions. arc present inhe epidermis and parenchyma. Cells tim a taree flucIus sq

Deschimmel wordt van de plant gescheiden door een matrix-substantie, waarschijnlijk bestaande uit callose, en een plasmamembraan, aflcomstig van de plant. Deze laag zal een belangrijke rol spelen in de overdracht van stoffen wederzijds, onder andere suikers en fosfaten, maar het preciese mechanisme op cellulair niveau is onbekend. Callose zou als een respons op verwonding en hoge concentraties lytisch enzym gevormd kunnen worden. Dat zou kunnen verklaren waarom een cel tegelijkertijd degenererende hyphen bevat, cytoplasmatisch intact blijft en ook gerekoloniseerd wordt door een andere hyphe, wat gedurende alle stadia van ontwikkeling van de protocorm waargenomen is (Peterson & Currah, 1990; Richardson et al., 1992; Yukari eta!., 1991).

Bij het tweede type kieming dient Daclylorhiza majalis als voorbeeld. Daarbij kan we!, tijdens opname van water en het dientengevolge zwellen van het zaad, de schimmel binnendringen via de suspensor. Wellicht is dit zelfs de enige manier die in natuurlijke situaties plaatsvindt. Maar een andere manier is via de rhizoId [of via haartjes op de epidermis bij bijvoorbeeld Goodyera repens (Peterson & Currah, 1990)]. Daarbij moet het zaad strikt genomen al gekiemd en ietwat gedifferentieerd zijn. Welke omstandigheden bijdragen tot infectie via rhizoIden is niet precies bekend, maar het gebeurt wanneer de hyphen niet verder komen dan de testa en de eerste cellen van de suspensor. Kennelijk ondervinden de schimmeidraden een inhibitie door een deft isiemechanisme. De cellen van de suspensor en in het centrale dee! van het embryo worden groter en ontwikkelen vacuoles, terwiji hun nuclei endoredupliceren. Door het zwellen breekt de testa. Rhizo- iden ontwikkelen zich voor dat er duidelijk sprakeis van de apicale meristeem, de omgekeerde gang van zaken. Vanuit de rhizolden verspreidt de schimmel zich naar de

28 buitenste en binnenste cellen van de cortex. Hieruit blijkt dat het zaad kan kiemen zonder externe energiebron. Wat betreft proteInen, lipiden en zetmeel is de gang van zaken nagenoeg hetzelfde als hierboven beschreven, Daarbij kan vermeld worden dat hydrolyse van de protein bodies, beginnend in de suspensor en gaande naar de epidermis van het apicale eind, maar niet de apex en het meristeem, op dag 10 begint. Vanaf dag 12-14 zijn de eerste hyphen al verteerd, zetmeel in plaats van proteIne verschijnt in de snel groter wordende cellen, en de celdelingen beginnen. Er zijn nog lipiden over, dus de reservevoorraden worden niet volledig gebruikt tijdens de kieming, en nemen zelfs weer toe na infectie. Dit alles duidt op een wezenlijke bijdrage door de schimmel aan het groeiproces. In de geinfecteerde cellen is endoreduplicatie van de nuclei, het vormen van lobben in de nucleaire envelop- pe, decondensatie van chromatine en toename van de grootte van de nucleus waar te nemen, wat resulteert in een toegenomen transcriptiecapaciteit voor eiwitten, wellicht nodig voor het controleren en exploiteren van de schimmel (Rasmussen, 1990).

HET EVENWICHT VANDESYMBIOSE licht Bij het merendeel van de orchideeënsoorten is voor kieming eerst een periode duisternis nodig, van lengte variërend afhankelijk van de soort, [Dit hoeft niet in tegenspraak te zijn met het 'open grasland';er zijn na kieming vervolgcondities te bedenken voor de protocorm, maar vooral voor de zaailing, waarbij veel licht vereist is.] Omdat kieming afhankelijkisvan kolonisatie door een schimmel,ishet aaimemelijk dat licht dat verhindert. Weinig is [mij] bekend over lichtinhibitie. temperatuur Als voorbeeld dient weer Daclylorhiza maj ails,Die heeft in vitro een optimum kiemingstemperatuur van 23-25°C. Dat komt in de natuur niet direct voor, maar kieming gaat uiteindelijk even goed bij 12-20°C (Hadley, 1982). Kieming bij iets superoptimale temperaturen echter heeft tot gevoig dat er minder en kleinere rhizoIden gevormd worden, en bij hogere temperaturen helemaal geen rhizoIden (dus geen kiemingsvoortgang bij deze soort). Wel echter is het mogelijk dat via het basale deel de schimmel binnendringt, een dicht mycelium vormt, en overheersend wordt. Daarbij wordt ook een veel minder gehalte aan zetmeel in de embryocellen gevonden. Er ligt weinig veldecologische waarde in experimenten met dergelijke hoge temperaturen, maar het kan inzicht verschaffen in het kiemingsevenwicht en kan van eventueel belang zijn bij het beheer van soorten door in vitro culture, voeding Bij een concentratie van 0,72 mM N03 werd een optimum groei van Dactylorhiza incarnata en een normale interactie met een Rhizoctonia-fungus gevonden. Een tienvoudi- ge verhoging van de concentratie stikstof had tot gevolg dat de parasitaire werking van de schimmel ging overheersen. De fungus verspreidde zich door de gehele protocorm. Daardoor was er een sterk verminderde overleving van de protocormen, hoewel er nog

29 wel goed groeiende overlevende protocormen waren. Bij een twintigvoudige verhoging gingen alle protocormen ten gronde. De vorm waarin stikstof aangeleverd werd, nitraat of ammonium, had weinig invloed, hoewel de parasitaire werking van de fungus jets sterker was bij ammonium, Wellicht wordt de virulente kant van de fungus door gebrek aan stikstof binnen de perken gehouden (Beyrle et al.,1991). In het veld is ook waar te nemen dat orchideeën doorgaans op schrale bodem staan. De aard van de koolstofbron in het betreffende medium had geen invloed, wat vreemd is in het licht van resultaten in tat van andere artiketen, waaruit blijkt dat primair de (aard van de) koolstofbron invloed heeft, vervolgens stikstof, en dan fosfaat: C > N > P. (Harvais & Hadtey,1967; Hadley,1969; Williamson & Hadley,1970; Hadley & Williamson, 1971; Purves & Hadtey, 1976). hormonen Phytohormonen zijn betrokken bij de relatie tussen plant en schirnmel. Tijdens de invasie door een schimmel van het vesiculair-arbusculaire type in een daarbij behorende plant (niet een Orchidee) neemt de hoeveelheid cytokinine in de gastheer toe. Een aantal keren is melding gemaakt van het transport of aanmaken van phytohormonen als auxine en cytokinine door de schimmel. (Allen et at., 1980; Ek et al,, 1983; Beyrle et al., 1991). mjn C.ONCLUSLE

Atleen de orchidee heeft voordeet in de eerste stadia van de symbiose. De orchidee kan namelijk niets produceren bij gebrek aan bladgroen; voorts heeft zij geen noemenswaardi- ge reserves waar de schimmel iets aan zou kunnen hebben. Ten derde tevert de schimmet in de eerste stadia koolstof aan de orchidee, Bij grotere nutriëntenbeschikbaarheid in de grond of het voedingsmedium kan het evenwicht echter ten gunste van de schimmel komen te liggen. Dan heeft de orchidee alleen maar nadeetBeide organismen kunnen parasitair zijn; de orchidee heeft het nadeel dat zij strikt gebonden is aan een schimmel.

LITERATUUR

Allen, M. F., Moore, T. S. en Christensen, M., 1980. Phytohormone changes in Boutelova gracilis infected by vesicular-arbuscular mycorrhizae. ICytokinin increases in the host plant. Can. J. Bot. 58: 371-374 Beyrle, H., Penningsfeld, F. en Hock, B., 1991. The role of nitrogen concentration in determining the outcome of the interaction between Dactylorhiza incarnata (L.) Soó and Rhizoctonia sp. New Phytol. 117: 665-672 Clements, M. A., Muir, H. en Cribb, P. J., 1986. A preliminary report on the symbiotic germination of European terrestrial orchids. Kew bulletin 41(2): 437-445 Ek, M., Ljungquist, P. 0. en Stenstron, E., 1983. Indole-3-acetic acid production by mycorrhizal fungi determined by gaschromatography-mass-spectrometry. New. Phytol. 94: 401-407 Hadley, G., 1969. Cellulose as a carbon source for orchid mycorrhiza. New Phytologist 68: 933-939 Hadley, G., 1982. European terrestrial orchids. In: Arditti, J. (ed.), Orchid Biology, Revieuws and Perspectives II: pg. 326-329 Hadley, 0. en Williamson, 1971. Analysis of the post-infection growth stimulus in orchid mycorrhiza. New Phytologist 70: 445-455 1-larvais, G. en Hadley, 0., 1967. The development of Orchis purpurella in asymbiotic and inoculated cultures. New Phytol. 66: 2 17-230

30 Peterson, R. L. en Currah, R. S., 1990. Synthesis of mycorrhizae between protocorms of Goodyera repens (Orchidaceae) and Ceratobasidium cereale. Can. J. Bot. 68: 1117-1125 Pierik, R. L. M., 1987. In Vitro Culture of Higher Plants. pg. 149-158 Purves en Hadley, G., 1976. The physiology of symbiosis in Goodyera repens. New Phytologist 77: 689-696 Rasmussen, H. N., 1990. Cell differentiation and mycorrhizal infection in Daclylorhiza inajalis (Rchb. f.) Hunt & Summerh. (Orchidaceae) during germination in vitro. New. Phytol. 116: 137-147 Rasmussen, H., Andersen, T. F. en Johansen, B., 1989. Temperature sensitivity of in vitro germination and seedling development of Dactylorhiza inajalis (Orchidaceae) with and without a mycorrhizal fungus. Plant, Cell and Environment 13: 171-177 Richardson, K. A., Peterson, R. L. en Currah, R. S., 1992. Seed reserves and early symbiotic protocorm development of Platanthera hyperborea (Orchidaceae). Can. J. Bot. 70: 29 1-300 Uetake, Y., Kobayashi, K. en Ogoshi, A., 1991. Ultrastructural changes during the symbiotic development of Spiranthes sin ensis (Orchidaceae) protocorms associated with binucleate Rhizoctonia anastomosis group C. Mycol. res. 96: 199-209 Williamson en Hadley, 1970. Phytopathology 60: 1092-1096 Yeung, E. C. en Law, S. K., 1992. Embryology of Calypso bulbosa. II. Embryo development. Can. J. Bot. 70: 46 1-468

31 BESTU TYING

DE BLOEM

Het bijzondere aan een bloem van een orchidee is, dat de mannelijke en vrouwelijke delen gefuseerd zijn tot éen langwerpig orgaan in het midden van de bloem: het gynoste- mium (zuiltje). Het vrouwelijke deel is een aan de onderkant van de top van het gynostenium gesitueerde stempel. Het mannelijke dee! is interessanter: Bij vrijwel alle andere plantenfamilies is er sprake van losse stuifmeelkorrels; or-chideeën echter hebben het stuifmeel in pakketjes, pollinia geheten, vaak op steeltjes aan het zuiltje, waar een kieverige structuur (viscidium) zit, die er voor zorgt dat de pollinia aan de bestuiver blijven kleven. Dit systeem van tot pollinia gebundelde stuifmeelkorrels brengt een paar belangrijke implicaties en gevolgen met zich mee. Opvallend is vaak het kroonblad dat midden onderaan de bloem zit, de lip (labellum). Deze kan opvallend gekleurd en getekend zijn om bestuivers aan te trekken, of in een speciale vorm zijn om bestuiving mogelijk te .maken, [fig. 19]

POLLINIA de gevolgen van het hebben van..

I. Het aantal stuifmeelkorrels in een pollinium moet ongeveer gelijk zijn aan het aantal ovu!a in het vruchtbeginse!. Dit is ook geb!eken. II. Orchideeën hebben een a!!es of niets mechanisme, waarbij kans op bestuiving soms erg laag is [zie BLOEI en genetica] maar als een b!oem we! bestoven is dan worden er vaak ook duizenden, tot zelfs twee mi!joen, zaadjes geproduceerd. III. In het verlengde hiervan, mutaties en nieuwe varianten kunnen in een populatie snel geIntroduceerd en gevestigd worden, want wanneer er eenmaal bestuiving plaatsvindt vanuit een p!ant met een afwijkend genoom, worden er ve!e zaadjes geproduceerd met diezelfde afwijking. (Zoa!s eerder gemeld, het uiteindelijke aantal zaailingen is vaak gering, maar de hoeveelheid rijpende capsules ook, dus de bijdrage kan substantieel zijn.) IV. Mogelijke andere implicaties voor evo!utie [zie hieronder, co-evolutie]. V. Onderzoek naar de pollen- en genetische flow in een popu!atie is gemakke!ijk, omdat duidelijk te zien is welke bloemen bestoven zijn. Zelfs zijn met acceptabel gemak en acceptabele kosten de po!!inia te merken, zodat exact te achterha!en is waar ze blijven of heengaan. VI. In het verlengde hier weer van, verwijdering en insertie van pollinia kan gebruikt worden als maat voor mannelijk respectievelijk vrouwelijk reproductief succes. Omdat bestuivers voor meer po!linia verlies zorgen, -omdat ze bijvoorbee!d de pollinia van het !ichaam strijken, of niet meer bij dezelfde orchideeënsoort terugkomen,- dan dat ze voor insertie zorgen, lijkt het erop dat de mannelijke functie meer ontwikkeld is, en de secundaire b!oemkenmerken zoals kleur, grootte, en bloeiaargrootte, hoofdzakelijk de

32 mannelijke functie promoot. Het omgekeerde zou verwacht worden. Toch blijken orchi deeën vaak nog gelimiteerd in bestuiving, dus promoten van secundaire bloemkenmer ken hoeft niet zozeer een kwestie te zijn van verhogen van mannelijke functie als wel van poging tot aantrekken van meer bestuivers in z'n algemeenheid, om daarmee meer pollinia-insertie te bewerkstelligen. Pollinia-verlies is zogezegd meer een externe factor waar de orchideeën niet veel aan kunnen doen. Voorts is de investering in de ovula en het zaadkapsel hoog, wat als allocatie richting vrouwelijke kant gezien kan worden. [Dit was een andere manier van zeggen dat ook hier, wanneer er eenmaal bestuiving is opgetreden, veel moeite wordt gedaan om er voldoende nageslacht uit te produceren.]

• c;lphrys

O.apifera O.bertolonii O.insectifere 0. bomb ylifera0. speculum

R. L19. Orchids (Orchidaceae) showing the structure of the two main kinds Of Orchid flower in the Cypripedioideae (Paphiopedalum) and the Orchid- oideae (Coelogyne, Anacamptis and Ophrys). The variation of Ophrys illus- tates the kind of specialization for particular pollinators that has taken place. (jirou;lIe, 33 Het bleek dat bij Anacamptis pyramidalis, Dactylorhiza füchsii en Epipactis helleborine meer pollinia verwijderd werden (gemiddeld 18,6%) dan geInserteerd (gemiddeld 2,8%) en dat er alleen insertie was als er eerst pollinia verwijderd waren. Dat suggereerde dat er meer dan éen bestuiversbezoek nodig was voor bestuiving (Waite et a!., 1991). Het bleek echter bij Aerangis allisii voor te komen dat bloemen alleen pollinia ontvingen (gemiddeld zelfs 41 % van de populatie) (Nilsson et al., 1992).

BESTUIVING, plant en dier

Bij dieren is er geen sprake van paring met behuip van andere soorten, maar bloemen hebben vaak huip nodig van een diersoort die fungeert als overdrager van genetisch materiaal, en wanneer de bestuiver en de bloem op elkaar inspelen, dan is er sprake van co-evolutie. [De voorwaarden daarvoor worden later behandeld.] Daarbij kan het zijn, dat een orchideeënsoort slechts één bestuiver heeft. Vaak echter zijn er meer bestuivers per soort, en doen de bestuiversoorten ook meer orchideeënsoorten aan. Dan kan nog steeds in grote mate sprake zijn van reproductieve isolatie van de orchideeënsoorten onderling, doordat elke soort op een andere plaats op de bestuiver het stuifmeel plaatst; bij een bij zijn 13 verschillende plaatsen waargenomen (Ingrouille, 1992). Het komt zelfs voor dat de pollinia op het oog van een vlinder gehecht worden, en daar verscheidene dagen aan vast blijft zitten (Robertson en Wyatt, 1990a). Toch wordt wel waargenomen dat bijen en wespen de pollinia van het lichaam vegen, en dat er een maximum carrying capacity is (Peakall, 1989). Vaak is het zo dat, wanneer de pollinia met steeltjes verbonden zijn aan het lichaam van de bestuivers, die steeltjes (caudiculae) na enige tijd krombuigen doordat ze verdrogen, waardoor de pollinia naar voren komen. Alleen dan is aanhechting aan de onderkant van het zuiltje en bestuiving mogelijk. Dit mechanisme bevordert kruisbestui- ving doordat er meer kans is dat de bestuiver in de 'buigtijd' naar een andere plant is gegaan.

Bestuivers kunnen zijn bijen, wespen, vliegen, maar ook vlinders, kolibri's, mieren, en vleermuizen. Die worden aangetrokken door a.voedsel, bijvoorbeeld in de vorm van nectar, of iets dat nectar suggereert zoals bloemkleur, -tekening en -geur, of, b. wanneer de bloem een bestuiversoort nabootst, door vorm en geur, om zodoende tot bestuiving aan te zetten door in te spelen op copulatiegedrag, leidend tot pseudocopula tie. voedsel Wanneer de bestuiver af komt op nectar dan is dat bij niet misleidende orchideeën te vinden in de spoor, een aanhangsel aan de achterkant van de bloem, of eventueel in een tot komvorm vergroeide dubbele lip aan de voorkant. In geval van een spoor is het van belang dat de bestuivers een tong hebben die lang genoeg is om de nectar te kunnen bereiken, maar die niet te lang is, om te verzekeren dat ze hun kop in de bloem steken en derhalve pollinia overdragen. Zo treedt er a! selectie van bestuivers op door de lengte van de orchideeenspoor. Bijen

34 bestuiven orchideeën met een korte spoor, en motten en vlinders met hun lange roltongen langgespoorde bloemen. Reeds Darwin sugerreerde een evolutionaire race tussen de spoorlengte van een orchidee op Madagascar (tot 40 cm lang) en de tonglengte van de bestuivende mot. Experimenteel is inderdaad aangetoond dat reductie van de spoorlengte de fitness van de orchidee verminderde (Inoue, 1986; Nilsson, 1988). De spoorlengte kan invloed hebben; bij Platanthera ciliaris is gevonden dat planten met een langere spoor meer reproducief succes hadden dan planten met een korte spoor (Robertson & Wyatt, 1990b). Maar er is geen relatie gevonden tussen spoorlengte en vruchtzetting bij Comparettia falcata (Rodriguez-Robles et al., 1992). De bestuivers die bloemen bezoeken om voedsel fourageren meestal op planten die viak bij elkaar staan. Vaakvoorkomend zijn dan vluchtpatronen op korte afstand, kleiner dan 1 meter (Levin & Kerster, 1974; Beattie & Culver, 1979; Heinrich 1979 a,b, 1983; Schmitt 1980, 1983; Waser 1982; Waser & Price, 1983), Zoeken in bloemen van één plant leidt vaak tot geitonogamie, en pollenoverdracht tussen dicht bijeen staande planten kan ook tot inbreeding leiden als die planten nauw gerelateerd zijn (Schaal,1975). Eén van de weinige soorten die niet self-compatible is,is Liparis lilifolia, en het succes van de kruisbestuiving hangt af van de nabijheid van de pollen-recipient en de donor. Bloemen die van dichtbijzijnde planten pollen ontvingen produceerden geen vruchten, vergeleken met 62,8% bij bestuiving tussen de verschillende sites, Vermoed wordt dat de dichtst bijelkaar groeiende planten genetisch zo gelijk waren dat er genetisch gezien niet sprake was van kruisbestuiving. Bij deze soort is geen nectar gevonden (Whigham & O'Neill, 1991). De kwantiteit en kwaliteit van de nectar kan een significant effect hebben op de verspreiding van pollen in een populatie (Harder & Cruzan, 1990; Mitchell & Waser, 1992).

Veel orchideeënsoorten hebben echter geen beloning in de vorm van voedsel. Ze kunnen dan misleidend zijn door te suggereren dat er wel voedsel in de bloem te halen is, door het nabootsen van wel-belonende bloemsoorten,of valse signalen af te geven die normaliter aangeven dat er jets te halen is. Bij orchideeën die andere bloemen nabootsen is de fitness afhankelijk van de dichtheid en abundantie van de nagebootste bloemen. Er vindt doorgaans meer bestuiving van de betreffende orchideeën plaats als ook de modeibloem in de nabijheid bloeit. De orchidee- en maken vaak gebruik van bestuivers die al nauw gebonden zijn aan bepaalde bloemsoor- ten, waar ze, zogezegd, op vertrouwen. Door het leervermogen van de bestuivers is de misleidende orchidee gelimiteerd in bloeivorm door de bloeivorm van de bloem die gelmi- teerd wordt. Orchideeën die werken met valse signalen daarentegen hebben meer vrijheid in bloem- vorm, ook binnen de soort. Doordat de bijbehorende bestuivers, die relatief veel bloem- soorten bij langs gaan (polylectisch), een relatief sterk leervermogen hebben, om herha- ling van bezoek aan bepaalde bloemen met te weinig rendement tegen te gaan, moet de prikkel om de misleidende orchidee te bezoeken zo sterk zijn dat het inspeelt op het fourageerinstinct van de bestuiver, wat resulteert in exhibitionisme, en moet de variatie in bloemvorm zo groot mogelijk zijn, wat assiociatief leren zo veel mogelijk beperkt (Nilsson, 1992).

35 pseudocopulatie Dit bestuivingsmechanisme komt alleen voor bij orchideeën. De bestuivers bij dit bestuivingstype zijn altijd mannelijke insecten. De bloemengaan tegelijk met het verschijnen van de mannetjes van de betreffende insectensoort open. Dat is vaak voordat de vrouwtjes uit hun poppen verschijnen.Dit zorgt ervoor dat de mannetjes uitsluitend aandacht hebben voor de orchidee. Wanneer echter de vrouwtjes verschijnen, wordt de concurrentie te sterk. De imitatie door de bloem is zeer goed, vooral op het gebied van geuren, maar niet perfect. Bij sommige orchideeënsoorten worden de pollinia op het achterlijf vastgehecht, bij andere op de kop, athankelijk van hoe de bloemvorm het vrouwtje weergeeft en bijbeho- rende richting van pseudocopulatie door het mannetje. Pseudocopulatie isaltijd op basis van de geur -namaak van het sexferomoon van de bestuiver- en vorm -nabootsing van het vrouwtje, meestal door de lip- van de bloem. Bij het geslacht Ophrys is de plant waarmee de pseudocopulatie is uitgevoerd niet meer aantrekkelijk; andere planten van dezelfde soort echter nog wel, door een kleine variatie 'in bloemvorm en -geur (Paulus, 1988). Observaties suggereerden dat de mannetjes het gebied rond een bloem onmiddellijk verlaten na visitatie en niet nabij staande bloemen bezoeken in een zgn. efractaire periode. De gemiddelde vluchtafstand van het insect kan wel 32 meter zijn, met een maximum van 132 m gemeten [fig. 20; Peakall, 1990]. Dit alles bevordert kruisbestuiving, een hogere mate van pollenflow dan bij pollinatie op basis van voedsel-beloning, en een zekere mate van variatie in een populatie.

Pollinator responses 01 0 sexuollr' 4 deceptive orchid

tharee rn)

FigQ The frequenc distribution of he distance ml moved by male wasps between mark and recapture, or SO recaptures (Pe.akiIg56)

Hetverlaten van de bloem en haar nabije omgeving door het mannetje kan een site- specifieke reatie zijn, waarbij niet meer wordt gereageerd op een stimulus die aanwezig is op een bepaalde plaats. Een andere mogelijkheid is, dat de manfietjes, net zoals bevestigd is dat het bij sommige wespensoorten voorkomt ten aanzien van werkelijke vrouwtjes, het specifieke feromoon van éen individu herkennen. Deze twee mechanismen kunnen mannetjes een hogere kans geven op het vinden van onbevruchte vrouwtjes (Peakall, 1990). Omdat de bij een insectensoort behorende feromonen sterk soortspecifiek zijn, moet een orchidee zich richten op éen soort. Dat heeft het nadeel dat het evenwicht labieler is, en dat het verspreidingsgebied van de orchidee gelimiteerd is door dat van de bestuiver; het voordeel dat de bestuivingskans betrekkelijk hoog kan zijn, wat vaak niet het geval is bij een bestuiversrelatie gebaseerd op voedsel. Speciatie is het gevoig van verandering van bestuiversoort, en de daarbij behorende bloemvorm en geur (maar die is in het veld voor mensen vaak van ondergeschikt determinatiebelang). Verfijning van deze kenmerken maakt bestuiving door éen specifieke soort waarschijnlijker.

36 CO-EVOLUTIE Vrij algemeen wordt aangenomen dat één van de redenen waarom er zoveel orchidee- ensoorten zijn, is, dat door natuurlijke selectie bloemvormen specifiek aangepast raakten aan bepaalde insectensoorten, waardoor er een sterke scheiding van de bloemsoorten plaats vond. De bestuiving van orchideeën -een relatief jonge groep planten, phylogene- tisch gezien- is een gecompliceerd proces en is een voorbeeld van de meest geavanceerde specialisatie van relaties tussen bloem en bestuiver (insect) (Gutowski, 1990). De bloem- kenmerken worden gevormd door de bestuivers die de bloem het meest frequent en meest effectief bezoeken. De meeste evolutie vindt plaats aan de kant van de plant en niet aan de kant van de bestuiver, zogenaamde asymmetrische evolutie (Nilsson, 1992). Doorgaans, hoe ontoegankelijker de bloem en haar a! dan niet aanwezige beloning, des te gespecialiseerder is de bestuiver. Het kan zo zijn dat de orchideeënsoort we! volledig affiankelijk is van de bestuiver, maar de bestuiver he!emaal niet van de orchidee (Ackerman, 1983). Bijen zijn in ieder geval niet afhankelijk van orchideeen; er zijn genoeg andere planten over. Bij misleidende orchideeën is het vrij duide!ijk dat de plant we! afhankelijk is van de bestuiver, omdat er zonder hem amper tot geen reproductieis, maar de bestuiver, omdat hij toch niets terugkrijgt, is niet afhankelijk van de orchidee. (Er zijn echter me!dingen van eventuele voordelen (17. Dafni en Bernhardt, 1990)). Hierom wordt aangenomen dat de orchidee zoveel moge!ijk doet om bestuivers toch aan te trekken, en daarom richting bestuivers evolueert, en niet andersom. Een probleem bij de asymmetrische evo!utie vormen de orchideeën die ondanks hun misleiding toch bestoven worden. Als de be!oning voor de bestuiver niet aanwezig is,is het aannemelijk dat de bestuiver zijn interesse verliest in de betreffende bloem, Er zijn vijf hypotheses waarom bestuiversmisleiding nog steeds bestaat (of wellicht flu meer dan ooit), en waarom er evolutie zou kunnen zijn richting mis!eiding. 1. Lage dichtheid van voorkomen van de orchidee, waardoor de bestuiver de orchidee a!s het ware niet leert kennen. Plantenpopulaties met bestuiving gebaseerd op voedsel- beloning hebben vaak een minimum dichtheid nodig met een be!oningsdrempel die vol- doende moet zijn om de interesse van bestuivers te behouden (Handel, 1983). Daarente- gen kunnen ze!fs solitaire bloemen van Drakea glyptodon bestuivers aantrekken (Peakall, 1990). 2. De invloed van het gebundeld zijn van stuifmee!korrels in po!!inia. Eén bestuivingsge- beurtenis heeft een voldoende groot aanta! zaadjes tot gevoig. Een kanttekening hierbij is, dat ook niet-mis!eidende orchideeën pollinia hebben, dus het hebben van po!!inia is we!!icht niet specifiek voortgekomen uit evolutionaire druk vanuit mis!eiding. 3. Door specia!isatie op één bestuiver wordt zoveel moge!ijk ver!ies van po!!inia tegenge- gaan, doordat deze bestuivers niet vrijb!ijvend van de ene naar de andere p!antensoort gaan. Echter, bijvoorbeeld langgespoorde orchideeën zijn ook gespecialiseerd op éen soort en hebben wel een be!oning, en pol!enverlies bij misleidende orchideeën kan nog aanzienlijk zijn (Nilson et a!, 1986). [Deze hypothese vind 1k ze!f dan ook niet in 't bij- zonder pleiten voor ontwikke!ing van een symbiose gebaseerd op misleiding, maar meer voor specia!isatie op éen bestuiver in het algemeen, bij de drie bestuivings-re!aties.] 4. Misleiding kan kruisbestuiving bevorderen. Insecten vliegen vaak grote afstanden na mis!eiding (Peakall, 1990). Hierdoor zou een populatie minder onder druk van inteeltde- pressie staan (mits deze bestaat), wat evolutie richting misleiding bevordert. In dit verband past ook de orchidee Comparettia falcata, met k!eine nectarhoeveelheden, waardoor de bestuivende kolibri's vaker van p!ant moeten wisselen, wat kruisbestuiving

37 ______

kan bevorderen (RodrIguez-Robles et a!., 1992). 5. De resources, aangewend voor de beloning, kunnen gebruikt worden voor jets anders, bijvoorbeeld maximale vruchtzetting, om op die manier de maximum fitness te bereiken. Toch lijkt een orchidee niet altijd gelimiteerd te zijn door resources, maarmeer door bestuivers [zie LIFE HISTORY]. (Nilsson, 1992).

Tropische orchideeën met nectar hebben een relatieve hoge vruchtzetting (14,2% -26,6%, Berry & Calvo, 1991) vergeleken met misleidende soorten (9,0%, Calvo 1990c). Het voordeel van nectarproductie is, dat de bezoekfrequentie van de bloem door een bestuiver toeneemt (Grant & Grant, 1968; Heinrich, 1975; Real & Rathcke, 1991).

Er is een aantal criteria waaraan voldaan moet worden om co-evolutie mogelijk te maken. 1. De plant en de bestuiver moeten in een overlappend gebied voorkomen. 2. De bestuiver moet de belangrijkste bestuiver voor een bepaalde orchidee zijn in de zin van de meeste bijdrage aan bestuiving van die soort. 3. Er moet variatie voorkomen, in ieder geval in de populatie van de orchideeënsoort ten aanzien van het bloemkenmerk dat bijdraagt aan de attractie van de bestuiver. 4. Die variatie moet overerthaar/genetisch zijn.

Bij verlies van een poiliniurn is er in een keer een relatief groot verlies van erfelijk materiaal opgetreden. Dit kan specialisatie op éen bestuiver in de hand werken. De mate van specialisatie kan variëren van 1bestuiver per soort tot maar liefst 103 (Epipactis helleborine), het gemiddelde is zo'n 3 a 4 [fig. 21]. Interessant is bet dat de terrestrische subfamilies, Cypripedioideae, Spiranthoideae, Orchidoideae en Neottioideae, de grootste diversiteit in bestuivende soorten per orchideeënsoort hebben (Tremblay, 1992).

w —

300 200 O

lu. O

100

NUMBER OF POLLINATOR(S) PER ORCHID SPECIES Fm. 2f Number of poUinuloru per orchid pccie V 479)fl the Orchidaccac. Auloflamous species are rxcluded from lire data set. (Tr.snI1y, l2.

ZELFBESTUIVING

Bij sommige orchideeënsoorten,waarbij de kans op bestuiving erg laagis,treedt zelfbestuiving op. Het is niet goed bekend of dit effect heeft op de populatiefitness, of dat het gaat om soorten die het niet voor elkaar hebben gekregen om de aandacht van de

38 bestuivers vast te houden (loosers). Bij veel orchideeën verwelkt de bloem snel na bestuiving. Dit gaat extra bestuivingen en daardoor meer genetische variatie tegen. Dat zou suggereren dat niet alle orchideeënsoor- ten een maximum genetische variatie nastreven. Een andere mogelijkheid is dat eenmaal bestoven, er genoeg pollen is om alle ovula te doen ontwikkelen, gepaard met een snel mechanisme van samensmelten. Toch blijven de geruchten aanhouden als zouden niet alle orchideeën een maximum genetische variatie nastreven, Eén uiting daarvan zou het kioneren zijn. En matrixmodel- len voorspelden dat extremen van kruisbestuiving of zelfbestuiving twee stabiele types van mating zijn (Lande & Schemske, 1985). Er zou een selectie voor autogamie kunnen zijn door continu gebrek aan bestuivers, doordat snelle verspreiding op een locatie gewenst is omdat het een koloniserende soort is (Wells, 1979) [veel orchideeën groeien slechts in open vegetaties] of doordat homozygote recessieve allelen de hoogste fittness hebben (Wells, 1979).

LITERATUIJR

Ackerman, J. D., 1983. Biol. J. Linn. Soc. 20: 301-314. Verwijzing uit: Nilsson, 1992 Beattie, A. J, en Culver, D. C., 1979. Neighbourhood size in Viola. Evolution 33: 1226-1229 Dafni, A. en Bernhardt, p., 1990. Evol. Biol. 24: 193-252. Verwijzing uit: Nilsson, 1992. Grant, K. A. en Grant, V., 1968. Hummingbirds and their flowers. Gutowski, J. M., 1990. Pollination of the Orchid Daclylor/ziza fuchsii by Longhorn Beetles in Primeval Forests of Northeastern Poland. Biological Conservation 51: 287-297 Handel, S. N., 1983. Pollination ecology, plant population structure, and gene flow. In: Real (ed), Pollination Biology: pg. 163-211 Harder, L. D. en Cruzan, M. B., 1990. An evaluation of the physiological and evolutionary influences of inflorescense size and flower depth on nectar production. Functional Ecology 4: 559-572 Heinrich, B., 1975. Energetics of pollination. Annual Revieuw of Ecology and Systematics 6: 139-170 Heinrich, B., 1979 a. Majoring and minoring by foraging bumblebees, Bombus vagans: an experimental analysis. Ecology 60: 245-255 Heinrich, B., 1979 b. Resource heterogeneity and patterns of movement in foraging bumblebees. Oecologia 40: 235-245 Heinrich, B., 1983. Insect foraging energetics. In: Jones en Little (ed.), Handbook of Experimental Pollination Biology: pg. 187-213. Ingrouille, M., 1992. Diversity and evolution of Land Plants, pg. 176-179 Inoue, K., 1986. Plant Species Biol. I, pg. 207-215. Verwijzing uit: Nilsson, 1992 Lande, R. en Schemske, D. W., 1985, The evolution of self-fertilization and inbreeding depressions in plants. I. Genetic models. Evolution 39: 24-40 Levin, D. A. en Kerster, H. W., 1974. Gene flow in seed plants. In: Dobzhansky et al. (ed.), Evolutionary biology vol 7: pg. 139-220 Mitchell, R. J. en Waser, N. M., 1992. Adaptive significance of Ipornopsis aggregata nectar production: pollination of individual flowers. Ecology 73: 633-638 Nilsson, L. A., 1988. Nature 334: 147-149. Verwijzing uit: Nilsson, 1992 Nilsson, L. A., 1992. Orchid pollination biology. Trends in Ecology and Evolution 7(8): 255-259 Nilsson, L. A., Jonsson, L., Rason, L. en Randrianjohany, E., 1986. Nord. J. Bot. 6: 411-422. Verwijzing uit: Nilsson, 1992 Nilsson, L. A., Rabakonandrianina, E. en Pettersson, B., 1992. Exact tracking of pollen transfer and mating in plants. Nature 360: 666-668 Paulus, H. F., 1988. Verh. Deutsch. Zoolog. Gesellschaft 81: 25-46. Verwijzing uit Nilsson, 1992 Peakall, R., 1989. A new technique for monitoring pollen flow in orchids. Oecologia 79: 36 1-365 Peakall, R., 1990. Responses of male Zaspilothynnus trilobatus Turner wasps to females and the sexually

39 deceptive orchidit pollinates. Functional ecology 4: 159-167 Real, L. A. en Rathcke, B. J., 1991. Individual variation in nectar production and its effect on fitness in Kalmia latfolia. Ecology 72: 149-155 Robertson, J. L. en Wyatt, R., 1990 a. Evidence for pollination ecotypes in the yellow-fringed orchid, Platanthera ciliaris. Evolution 44: 121-133 Robertson, J. L. en Wyatt, R., 1990 b. Reproductive biology of the yellow-fringed orchid, Platanthera ciliaris. Amer. J. Bot. 77: 388-398 RodrIguez-Robles, J. A., Meléndez, B. J. en Ackerman, J. D., 1992. Effects of display size, flowering phenology, and nectar availability on effective visitation frequency in Comparettia falcata (Orchidaceae). Amer. J. Bot. 79: 1009-1017 Schaal, B. A., 1975. Population structure and local differentiation in Liatris cylindraceae. American Naturalist 109: 511-528 Schmitt, J., 1980. Pollinator foraging behaviour and gene dispersal in Senecio (Compositae). Evolution 34: 934- 942 Schmitt, J., 1983. Density-dependent pollinator foraging, flowering phenology, and temporal pollen dispersal patterns in Linanthus bicolor. Evolution 37: 1247-1257 Tremblay, R. L., 1992. Trends in pollination ecology of the Orchidaceae: evolution and systematics. Can. J. Bot. 70: 642-650 Waite, S., Hopkins, N. en Hitchings, S., 1991. Levels of pollinia export, import ande fuit set among plants of Anacamptis pyrarnidalis, Dactylorhiza fuschsii and Epipactis helleborine. In: Wells, T. C. E. en Willems, J. H. (ed.), Pop. ec. terr. orch.: pg. 103-110 Waser, N. M., 1982. A comparison of distances flown by different visitors to flowers of the same species. Oecologia 39: 107-121. Waser, N. M. en Price, M. V., 1983. Optimal and actual outcrossing in plants, and the nature of plant pollinator ineraction. In: Jones en Little (ed.), Handbook of Experimental Pollination Biology: pg. 341-359 Wells, H., 1979. SeIf-fertilisation: Advantageous or deleterious. Evolution 33: 252-255 Whigham, D. F., en O'Neill, J., 1991. The dynamics of flowering and fruit production in two eastern North American terrestrial orchids, Tipularia discolor en Liparis lilfo1ia. In: Wells, T. C. E. en Willems, J. H. (ed.), Population ecology of terrestrial orchids: pg. 89-101

40 ANTECOLOGIE

MLERENNESTEN

De holle pseudobulben van de tropische, epifytische orchidee Schomburgkia tibicinis zijn permanente onderkomens voor kolonies mieren. Dertien soorten zijn in de pseudobulben waargenomen, maar nooit twee nesten in éen pseudobuib, en slechts één soort domineert de plant in z'n geheel. De mieren halen nectar van de bloemen en fourageren ook op andere piantensoorten. De mieren stoppen een aantal van de pseudobulben (ongeveer 5 %) volmet materiaai zoals dode mieren, insecten, plantenmateriaal, zaden en zand. Deze orchideeënsoort groeit in bomen met een open boon in een nutriënt-arme omgeving (Janzen, 1974; Thompson, 1981, 1982). Uit proeven met radioactief materiaal dat in de holle pseudobulben werd ingebracht, bleek, dat na ongeveer twee maanden dat materiaal door de plant opgenomen, getransioceerd en in de wortels gebruikt was (Rico-Gray et al., 1989). Veel orchideeën blijken mierennestentebevatten, en hebben waarschijnlijk voordeel daarvan door een toegenomen aanvoer van mineralen door mieren (Dressier, 1981);

FOURAGEREN

Een aantal planten met extraflorale nectar blijken beschermd te worden door mieren die nectar consumeren (Schemske, 1980; Buckley, 1982; Koptur, 1984; Barton, 1986; Kelly, 1986) tegen herbivoren (Whalen & Mackay, 1988; Deutsch, 1977; Keeler, 1981). Bij de reeds genoemde Schomburgkia tibicinis wordt de nectar geproduceerd door allerhande reproductieve structuren,zoals bloeiaren, (bloem)knoppen en vruchten, waardoor de activiteit van de mieren, die hun nest hebben in de pseudobulben, op deze delen gecon- centreerd is. De belangrijkste suikers in de uitscheidingen van de plant zijn fructose, glucose en sucrose (Jeffrey et al., 1970). De belangrijkste herbivoor is een snuitkever. Het blijkt dat de orchidee de grootste bescherming ondervindt van de grootste mierensoor- ten, wat zich uit in de grootste vruchtproductie en laagste mate van schade aan de bloeia- ren. Kleine mierensoorten kunnen de snuitkever (2,5 mm) niet goed aan (Rico-Gray & Thien, 1989). Hoewel een orchidee voordeel kan hebben van mieren in haar pseudobulben door een verhoogde mineralentoevoer, hebben ook de mieren voordeel van de orchidee door daar voedsel aan te onttrekken, Het kan zo zijn dat gedurende een bloeipiek het diëet van de mieren voor de heift uit nectar bestaat. Het blijkt ook dat de insectenabundantie het geringst is tijdens de bloeipiek (Fisher et a!., 1990)

41 Bestuiving door mieren

INLEIDING

Er zijn zeldzaam weinig gevallen bekend van planten die door mieren bestoven worden. Dat is opmerkelijk omdat hun nauwe verwanten, de bijen en de wespen, die morfolo- gisch, fysiologisch en sociaal niet geavanceerder zijn, zeer belangrijk zijn in de bestuiving van vele plantenpopulaties. Het contrasteert ook met het systematisch fourageren en de vele andere interacties die planten en mieren vertonen, waarvan sommige ver geevolueerd lijken [zie MIERENNESTEN, hieronder], en met de hoge abundantie van mieren. Mieren verspreiden wel zaad, vruchten en sporangia, maar geen pollen. Ook bij dit subject zijn hypothesen opgesteld waarom (niet). I. Pollen is ontoegankelijk voor mieren of ze komen daar niet mee in aanraking door klierharen of kieverige uitscheidingen op de bloem, doordat de nectar op de lip wordt uitgescheiden in plaats van op een plaats waardoor mieren gedwongen worden langs pollen te gaan (Kerner, 1895); of doordat de nectar toxisch is (Janzen, 1977). Latere studies echter wezen uit dat er geen sprake was van toxiciteit van nectar (Feinsinger & Swarm, 1978; Haber et al., 1981; Rico-Gray, 1980; Schubart & Anderson, 1978). II. De lichaamsvormen van de mieren zijn niet toereikend. Ze zijn te klein om bij de antheren en stigma's van de bloem te komen, ze zijn te glad om pollen aan te laten kieven en ze vegenlpoetsen zich te vaak om lang en ver genoeg pollen over te dragen. Echter, mieren verschillen niet in grootte van de kleinere bestuivers, en de grotere soorten zijn zelfs even groot als bijen, ze zijn even hang en poetsen zich even vaak (Beattie, 1985). Daar komt nog bij dat planten door het produceren van kleine bloemen en kleverig pollen of pollinia met een kieverige substantie deze problemen kunnen ondervangen. Kleine pollenvolumes kunnen poetsgedrag verminderen. III. De mieren hebben ldieren die een antibioticum uitscheiden tegen bacteriën en schimmels (Beattie et al., 1986). De stof die daarvoor zorgt heeft invloed op de levenskracht van pollen (Beattie et a!., 1984, 1985; Peakall & Beattie, 1991). IV. Mieren zijn klein en vleugelloos, en kunnen daarom niet effectief pollenflux bewerkstelligen in een populatie (Schubart & Anderson, 1978; Buckley, 1982). Voorts vertonen veel mierensoorten het gedrag dat ze dagelijks naar dezelfde planten terugkeren, waardoor de kans voor de plant op zelthestuiving groot wordt (Holldobler & Wilson, 1990; Peakall & Beattie, 1991). Daarom hebben planten geen voordeel bij mieren als bestuiver.

Ad III. Inhibitie van pollenfunctie Myrmicacine (1-B-hydroxydecanoinezuur) is gelsoleerd van de klier van de metathorax van mieren (metapleurale klieren) (Beattie eta!,,1984). Die stof beperkt groei en sporenkieming van veel bacteria en schimmels (Maschwitz et a!.,1970; Schildknecht, 1976). Maar, van meer belang in dit geval, een heel aantal laboratoriumexperimenten liet zien dat pollen, aan myrmicacine in kleine doses blootgesteld, niet kiemde of vertraagde pollenbuisgroei vertoonde (Beattieeta!.,1984; Iwanami & Iwadare,1978,1979; Iwanami et al., 1979, 1981; Nakamura et al., 1982). De zaadzetting bleek ook vermin- derd nadat pollen met mieren in aanraking was gekomen, hoewel daarbij niet goed

42 duidelijk was welke stof voor het fenomeen verantwoordelijk was, daar mieren verschei- dene klieren hebben (Beattie et al., 1984). Waarschijnlijk is inhibitie van pollenfunctie een toevallig neveneffect van de antibiotische functie, Een bestuiver moet zorgen voor zoveel mogelijk zaadzetting. Verminderde groei van pollen lijkt daarom iets dat niet pleit voor mieren als bestuivers. Toch zijn er enkele plantensoorten die wel bestoven worden door mieren. Wellicht hebben die soorten pollen dat resistent is tegen metapleurale secreties, Resistentie kan berusten op een beschermende matrix aan de buitenkant. Een andere manier van behoud van levend pollen zou kunnen zijn dat het boven de mier gehouden wordt door structuren als een integument bij pollinia (orchideeën), of dat het in voldoende aantallen op de mier terecht komt om de secreties te kunnen absorberen. Ook van invloed op groeikracht zouden kunnen zijn, variatie in grootte (van de opening) van metapleurale klieren en daardoor variatie in de hoeveelheid secretie, en mogelijke andere bronnen van antibiotica (Beattie et a!., 1984, 1985; Hull & Beattie,1988).Enkele mierensoorten en -kastes hebben geen metapleurale klieren (Hoildobler & Engel-Siegal, 1984), veel soorten hebben deze klieren wel (Hull & Beattie, 1988).

Ad IV. Beperkingen aan kruisbestuiving De bedenkingen die geformuleerd kunnen worden bij de hypothese dat in het bijzonder mieren zorgen voor een onwenselijke pollenflux in een populatie, zijn a. veel mierensoorten fourageren over een minstens even groot gebied als gevleugelde be- stuivers die beperkt zijn door hun grootte, hun territorium of het lokaal voorkomen van hun specifieke voedseiplanten (Elton, 1932; Sudd, 1967; Wilson, 1971; Linhart, 1973; Davidson & Morton, 1981); b. veel plantensoorten vertonen een hoge graad van zelfbestuiving [maar dit kan ook een gevolg zijn van lage genenflux]. c. aanpassingen van planten ten aanzien van afstandsverkleining, zoals een lage groei- vorm, matvorming, verbindingen tussen individuen door zijtakken en een hoge dichtheid verhoogt de toegankelijkheid voor mieren. Kleine bloemen met een geringe hoeveelheid nectar zou een stimulans kunnen zijn om meer planten te bezoeken (Peakall et al,, 1987).

DE BESTUIVING VANORCHIDEEENDOOR MIEREN

Om van het algernene verhaal af te stappen en over te gaan naar orchideeën,er zijn twee goed uitgewerkte meldingen van bestuiving [van orchideeën] door mieren, en enkele zijdelingse meldingen.

Eén van die minder omvangrijke studies betreft de bestuiving van een populatie Epipactis palustris, in de Hortus te Haren. Het bleek dat de planten onder meer bestoven werden door de mierensoorten Las/us niger en Formica polyctema, waarbij de pollinia bij de eerste, kleinere, soort op het achterlijf werden geplaatst, en bij de tweede soort op de kop (thorax). Het resultaat was geitonogamie, en mogelijk ook xenogamie, wat bleek bij bloemen die alleen voor mieren toegankelijk gemaakt waren; er ontstonden ook hierbij vruchtlichamen (Brantjes, 1981)

43 De eerste uitgebreide melding is van de orchidee Leporella fimbriata, een terrestrische orchidee, die alleen maar bestoven wordt door de gevleugelde mannetjes van de mier Myrmecia urens (Peakall et al.,1987). De bestuiving berust op pseudocopulatie. De gemiddelde vluchtafstand was kort voor bestuiving bij een misleidende orchidee, namelijk 3,1-4,5 m, met een maximum van 20 m. Het percentage bestoven bloemen in een populatie was 11,1 % -47,6%. Het is niet zo dat L. fimbriata kenmerken vertoont die beschouwd worden alsadaptaties voor bestuiving door mieren. Dat suggereert dat tenminste in dit geval het uiterlijk van de plant als geheel en de opbouw van de populatie niet de bepalende factor is in bestuiving door mieren. Uit dissectie en electronenmicrosco- pie blijkt ook dat de metapleurale klieren diestoffen afscheiden die pollenfunctie inhiberen, niet aanwezig zijn bij mannetjes van M. urens (Peakall et al., 1987), maar contact met de mier heeft wel schadelijk effect op het pollen (Peakall et al., 1990). Bij de werkende kaste zijn wel werkende klieren gevonden (Peakall & Beattie,1989). Het afwezig zijn van werkzame klieren maakte aannemelijk dat dat belangrijk is voor mieren- bestuiving, maar het aangetoonde schadelijke effect lijkt deze aanname te ontkrachten, Het is echter ook zo dat de pollinia van de thorax van de mier gehouden worden door secreties van de stigma, die direct contact met de mier voorkomen (Peakall et al., 1987). Vermij ding van het effect komt dus vanuit de plant. Tevens kan er een verdunning van de werkzame stof optreden, voldoende om uit de ongeveer 100000 kernen normale zaadzet- ting te verkrijgen. Het is mogelijk dat er van andere klieren dan de metapleurale antibi- otica afkomen, of dat er overdracht is van stoffen van kastes die wel werkzame klieren hebben. De specialisaties van de orchidee op deze mierensoort zijn 1, Een bloeiperiode, gelijk aan het uitkomen van de gevleugelde mannelijke kaste; 2. De productie van attraherende feromonen; 3. Petalen die gevormd zijn als pseudocopulatie-organen. Dit zijn precies de drie kenmerken die ook indicatief zijn voor 'normale' pseudocopulatie. Er zijn echter wel waarnemingen dat de bestuiver zich anders gedraagt dan een standaard misleide bestuiver:herhaalde bezoeken van dezelfde bloemen werden waargenomen (Peakall & James,1989) waardoor de kans op zelfbestuiving toenam. Een vierde specialisatie zou kunnen zijn, dat het pollen door caudiculae en viscidium van de mier afgehouden worden, maar het aanwezig zijn van deze structuren is orchidee-eigen. Daardoor is dit een bijzonder geval van bestuiving door mieren. In contrast met Peakall et al.(1987) lijkt Peakall & James (1989). Deze laatsten zeggen, dat deze orchidee zichzelf vegetatief vermeerdert, waardoor er dichte patches van planten ontstaan. Dit zou ik zeif overeenkomstig een aanpassing vinden voor mierenbestuiving [zie hypothese IV en Ad IV: Beperkingen aan kruisbestuiving, onderdeel c.]. De meeste vluchten van de bestuivers vinden plaats binnen een kloon. Leporella fimbriata is self-compatible tot zelfs 70%. Dit zou ook een aanpassing kunnen zijn voor mierenbestuiving. De genetische structuur van een voiwassen populatie echter suggereerde dat er wel kruisbestuiving was, waarvan slechts een deel door de mieren tot stand kwam, maar het grootste deel door zaaddispersie door de wind, waardoor de kans op een inbreeding-depressies verminderd wordt,

Een tweede geval van een orchidee die door mieren bestoven wordt betreft Microtis parviflora, eveneens terrestrisch (Peakall & Beattie, 1989). De orchidee heeft niet toxisch nectar en geen structurele barriëres, maar wel kleine bloemen [zie de naam]. Dat is overeenkomstig de adaptaties die beschreven zijn bij hypothese II. Vleugelloze werkster-

44 mieren van Iridomyrmex gracilis (3,5 mm) werd vaak in de orchideeenpopulatiewaarge- nomen met pollinia [zie fig. 22].Dezemierensoort fourageert op de lip, daarbij contact makende met de stigma. Ook Monomorium sp.(1-2 mm) werd als bestuiver waarge- nomen. Het pollen had geen contact met de mier omdat het van haar integument afgehou- den werd door een caudiculum (steeltje) en een viscidium [fig. 22].

0 25 nm,

Fig.i2. The mannerinwhich pollinium of Microtis parvilloraare carried bypollinating/ridomvrmex gract. us(eqk ants. P pollinium. eq(f, St = stipe.ii8 V=s'tscidium.

Uitelektronenmicroscopie bleek, dat de metapleurale klieren van I.gracilis wel werk- zaam konden zijn, maar geen verminderde groeikracht van pollen tot gevoig hadden. Dat is in tegenstelling met andere meldingen. Mogelijke oorzaken voor dit verschil kunnen zijn, dat de werking van de klieren seizoensgebonden is, bijvoorbeeld vooral wanneer er juvenielen in de kolonie zijn. Of dat de antibiotica geen vat hebben op dit pollen doordat het zeif een andere samenstelling heeft, of dat het pollen resistent is.Vrij sterk in dit verband is ook dat het pollen geen contact maakt met de mier door een kort steeltje. I. gracilis was een effectieve bestuiver (96% van alle bloemen bestoven) met geschikt gedrag om levenskrachtig pollen birmen en tussen bloeiaren over te brengen. De disper- sieafstanden waren echter gering (gemiddeld 12,4 cm, tot maximaal 89 cm, zie fig. 23) en een paar bloeiaren werden bezocht, dan vaak ook herhaaldelijk, maar veel bloeiaren helemaalniet.Daardoor was ongeveer 40% vanallebestuivingen binnen dezelfde bloeiaar, Dit herhaaldelijk bezoeken van dezelfde bloemen is waarschijnlijk het gevolg van het persistente fourageergedrag dat mieren ontwikkelen ten aanzien van een constante bron van koolhydraten (Traniello, 1988). Dat gedrag kan eenzelfde patroon hebben als dat van fouragerende vliegende insecten. De persistentie kan twee gevolgen hebben, namelijk een grotere kans op zelfbestuiving, maar ook een grotere kans op bestuiving. Ook deze orchidee groeit in klonen, De kans dat de mieren pollen overbrengen tussen gelijke(nde) genotypes was veel hoger dan de kans van overdracht tussen verschillende genotypes. Voorbeeld, slechts 5 van de 136 (3%) overbrengingen tussen bloeiaren waren tussen ongelijke genotypes. Wel een aardige observatie is dat een pollinium van éen plant uitgesmeerd kon worden over 16 bloemen, dus dat het in gedeeltes vrijgegeven werd, De genetischevariatiein deze orchidee, bepaald met enzympolymorfisme, was gering, namelijk 23%, en vergelijkbaar met de gemiddelde 20% voor zelfbestuivende soorten. Dit komt door het kloneren, en door het fourageergedrag van de mieren. Ook bij deze soort zijn de speculaties dat de zaaddispersie een orde groteris dan de pollendispersie,

45 ______

waardoor deze eerste meer bijdraagt aan de genetische structuur in dee,en wellicht de meeste andere, orchideeënsoorten.

75 A

60

45

30

15

ILI,l1I.uI._ — —

6

z

75. 120 C

60

45.

30'

15' .--I-•/F 50 (Xl

Distance(cm) Fto.2) Frequency distributions for ,%f;cron5 parr!ora showing: A) distance moved by ants between inilo- rescences, B) shortest distance beween inflorescences of the Same genotype, and C) shortest distance between inliorescences of unlike genOt>pe. The h.a1chcd bar represents nd,viduals for which the nearest unlike genotype was outside the patch. (V-k41\ —

ENWEER ALGEMEEN..

kan worden gezegd dat[adIII]het voorkomen van caudiculae en viscidium bij orchideeën het mogelijk maakt dat ze door mieren bestoven worden. Het lijkt, door het algemeen voorkomen in de familie, niet een aanpassing te zijn specifiek voor mierenbe- stuiving, maar wellicht wel een essentiële preadaptatie. In het geval van de mier Myrmeci- a urens is het afwezig zijn van de metapleurale klier, àls dat a! nut heeft ten aanzien van bestuiving, niet een aanpassing die gebeurd is omwille van de bestuiving, want de mier lijkt geen enkel'oordeel van het afwezig zijn van de klier te hebben (Peakall et al., 1990). [ad IV] de omvang van de bewegingen van de bestuiver in relatie tot de afstand tot de meest dichtstbijzijnde verschillende genotypes bepaalt de omvang van kruisbestuiving. Daardoor kunnen kleine bestuivers zoals mieren we! kruisbestuiving in populaties van

46 kleine, dicht bij elkaar groeiende planten bewerkstelligen. Mogelijk kunnen ze ook als bestuiver dienen in plantenpopulaties die geen direct nadeel ondervinden van zelfbestui- ving (zie ZELFBESTUIVING). De hoge mate van zaadzetting in Microtis parvflora sugerreert tenminste dat zelfs wanneer kioneren enlof het fourageerpatroon van mieren inbreeding bewerkstelligt,ditniet noodzakelijkerwijs mieren alsbestuiversuitsluit. Daardoor zou de tot dusver meest belangrijke reden voor de zeldzaamheid van bestuiving door mieren de derde hypothese zijn, Omdat orchideeën echter zulke geschikte kenmerken of polliniavormen hebben, blijft de vraag waarom bestuiving door mieren niet vaker voorkomt (Peakall & Beattie, 1991).

LITERATUUR

Barton, A. M., 1986. Spatial variation in the effect of ants on an extrafloral nectary plant. Ecology 67: 495-504 Beattie, A. J., Turnbull, C. L., Knox, B. en Williams, E., 1984. Ant inhibition of pollen function: a possible reason why ant pollination is rare. Amer. J. Bot. 71: 421-426 Beaffie, A. J., 1985. The Evolutionary Ecologie of Ant-Plant Mutualisms. Beattie, A. J., Turnbuil, C. L., Hough, T., Jobson, S. en Knox, B., 1985. The vulnerability of pollen and fungal spores to ant secretions: Evidence and some evolutionary implications. Amer. J. Bot. 72: 606-614 Beattie, A. J., Turnbull, C. L., Hough, T. en Knox, B., 1986. Antibiotic production: A possible function for the metapleural gland of ants (Hymenoptera: Formicidae). Ann. Entomol. Soc. Am. 79: 448-450 BrantjeS, N. B. M., 1981. Aiit, bee and fly pollination in Epipactispalustris (L.) Crantz (Orchidaceae). Acta Bot. Neeri. 30: 59-68 Buckley, R. C., 1982. Ant-plant interactions: A world review. In: Buckley, R. C. (ed.), Ant-Plant Interactions in Australia: pg. 111-142 Davidson, D. W. en Morton, S. R., 1981. Myrmecochory in chenopodiaceous plants of the Australian arid zone. Oecologia 50: 357-366 Deutsch, D., 1977. The function of extra-floral nectaries in Aphelandra deppeana Schl. & Cham. (Acanthaceae). Brenesia 10/11: 135-141 Dressier, R. L., 1981. The orchids: natural history and classification. Elton, C. A., 1932. Territory among wood ants (Formica rufa)atPicket Hill.J. Anim. Ecol. 1: 69-76 Feinsinger, P. en Swarm, L. A., 1978. How common are ant-repellent nectars? Biotropica 10: 238-239 Fisher, B. L., Sternberg, da Silveira Lobo, L. en Price, D., 1990. Variation in the use of orchid extrafloral nectar by ants. Oecologia 83: 263-266 Haber, W. A., Frankie, G. W., Baker, H. 0., Baker, I. en Koptur, S., 1981. Ants like flower nectar. Biotropica 13: 211-214 Hoildobler, B. en Engel-Siegal, H., 1984. The metapleural glands of ants. Ann. Ent. Soc. Am. 79: 448-450 Holldobler, B. en Wilson, E. 0., 1990. The Ants. Hull, D. A. en Beattie, A. J., 1988. Adverse effects on pollen exposed to Atta texanaandother North American ants: implications for ant pollination. Oecologia 75: 153-155 Iwanami, Y. en Iwadare, T., 1978. Inhibiting effects of myrmicacin on pollen growth and pollen tybe mitosis. Bot. Gazette 139: 42-45 Iwanami, Y. en Iwadare, T., 1979. Myrmic acids: a group of new inhibitors analogous to myrmicacin. Bot. Gaz. 140: 1-4 Iwanami, Y., Iwadare, T., Nakamura, S. en Hirosige, H., 1981. Effects of myrmicacin on protoplasmic movement and ultrastructure of Camellia japonica pollen. Protoplasma 104: 341-345 Iwanami, Y., Iwadare, T., Okada, I. en Iwamatsu, M., 1979. Inhibitory effects of royal jelly acid, myrmicacin, and their analogous compounds on pollen germination, pollen tube elongation and pollen tube mitosis. Cell Struct. Func. 4: 135-143 Janzen, D. H., 1974. Epiphitic myrmecophytes in Sarawak: mutualism throug the feeding of plants by ants. Biotropica 6: 237-252 Janzen, D. H., 1977. Why don't ants visit tropical flowers? Biotropica 9: 252 Jeffrey, D. C., Arditti, J. en Koopowitz, H., 1970. Sugar content in floral and extrafloral exudates of orchids: pollination, myrmecology and chemotaxonomy implication. New Phytol. 69: 187-195

47 Keeler, K. H., 1981. Function of Menizelia nuda (Loasaceae) postfloral nectaries in seed defense. Amer. J. Bot. 68: 295-299 Kelly, C. A., 1986. Extrafloral nectaries: ants, herbivores and fecundity in Cassiafasciculata. Oecologia 69: 600-605 Kerner von Marilaun, A., 1895. The Natural History of Plants, Vol II. Koptur, S., 1984. Experimental evidence for defense of Inga saplings (Mimosoideae) by ants. Ecology 65: 1787- 1793 Linhart, L. B., 1973. Ecological and behavioral determinants of pollen dispersal in hummingbird-pollinated Heliconia. Amer. Nat. 107: 511-523 Maschwitz, U., Koob, K. en Schildknecht, H., 1970. EmBeitrag zur Funktion der MetathorakaldrUse der Ameisen.J. Insect Physiol. 16: 387-404. Nakamura, S., Miki-1-Iirosige, H. en Iwanami, H., 1982. Ultrastructural study of Camellia japonica pollen treated with myrmicacin, an ant origin inhibitor. Amer. J. Bot. 69: 538-545 Peakall, R., Beattie, A. J. en James, S. H., 1987. Pseudocopulation of an orchid by male ants: a test of two hypotheses accounting for the rarity of ant pollination. Oecologia 73: 522-524 Peakall, R. en James, S. H., 1989. Outcrossing in an ant pollinated clonal orchid. Heredity 62: 161-167 Peakall, R., Angus, C. J. en Beattie, A. J., 1990. The significance of ant and plant traits for ant pollination in Leporella fimbriata. Oecologia 84: 457-460 Peakall, R. en Beattie, A. J., 1991. The genetic consequences of worker ant pollination in a self-compatible, clonal orchid. Evolution 45: 1837-1848 Rico-Gray, V., 1980. Ants and tropical flowers. Biotropica 12: 223-224 Rico-Gray, V. en Thien, L. B., 1989. Effect of different ant species on reproductive fitness of Schoinburgkia tibicinis (Orchidaceae). Oecologia 81: 487-489 Rico-Gray, V., Barber, J. T., Thien, L. B,, Ellgaard, E. G. en Toney, J. J., 1989. An unusual animal-plant interaction: feeding of Schomburgkia tibicinis (Orchidaceae) by ants. Amer. J. Bot. 76: 603-608 Schemske, D. W., 1980. The evolutionary significance of extrafloral nectar production by Costus woodsonii (Zingiberaceae): an experimental analysis of ant protection. J. Ecol. 68: 959-967 Schildknecht, H., 1976. Chemical ecology: A chapter of modern natural products chemistry. Angew. Chem. mt. Ed. EngI. 15: 214-222 Schubart, H. 0. R. en Anderson, A. B., 1978. Why don't ants visit flowers? A reply to D. H. Janzen. Biotropica 10: 310-311 Sudd, J. H., 1967. An introduction to the behaviour of ants. Arnold, London. Thompson, J. N., 1981. Reversed animal-plant interactions: the evolution of insectivorous and ant-fed plants. Biol. J. Linn. Soc. 16: 147-155 Thompson, J. N., 1982. Interaction and coevolution. John Wiley, New York Traniello, J. F. A., 1988. Variation in foraging behaviour among workers of the ant Formica schaujlssi: ecological correlates of search behaviour and the modification of search pattern. In: Jeanne, R. L. (ed.), Inter- individual behavioural variability in social insects: pg. 91-112 Whalen, M. A., Mackay, D. A., 1988. Patterns of ant and herbivore activity on five understory euphorbiaceous saplings in submontane Papua New Guinea. Biotropica 20: 294-300 Wilson, E. 0., 1971. The insect societies. Belknap Press, Cambridge.

48