Indeks plastochrony liści

Indeks plastokronu liści jest miarą wieku liści roślin opartą na rozwoju morfologicznym ( plastochron ). Jest to przydatne w badaniu rozwoju roślin wymagających destrukcyjnych pomiarów na wielu osobnikach. Mierząc metrykę na podstawie wieku morfologicznego, zamiast czasu chronologicznego , można zmniejszyć różnice występujące między osobnikami, umożliwiając w ten sposób większy nacisk na zmiany wynikające z rozwoju .

Co to jest indeks plastochrony liścia?

Indeks plastochrony liści, nazywany również po prostu wskaźnikiem plastochrony (PI), od którego pochodzi, jest wzorem demograficznym używanym do określania wieku rozwojowego i tempa wzrostu liścia lub innego rosnącego organu rośliny. Ta formuła była przydatna, gdy została wprowadzona po raz pierwszy, ponieważ umożliwiła naukowcom śledzenie postępu i wzrostu rośliny. Według American Journal of Botany typowa odmiana wzoru na wskaźnik plastochronu jest następująca;

${\ Displaystyle PI = n + {(1nL_ {n} -1nR) \ ponad (1nL_ {n} -1nL_ {n+1})}}$

Jednak inna powszechna odmiana, jak według książki Hansa Burströma Growth and Growth Substances / Wachstum und Wuchsstoffe, indeks plastochrony liścia dla określonego liścia na roślinie jest następujący;

${\ Displaystyle (LPI )_{a}=(PI)-a=n-a+{logL_{n}-log_{1}0 \over logL_{n}-logL_{n+1}}}$

Wynika to ze zmiany indeksu plastochrony Burströma, która jest następująca;

${\ Displaystyle PI = n + {logL_ {n} -log_ {10} \ ponad logL_ {n} -logL_ {n+1}}}$

Inne dane, z wyłączeniem cech morfologicznych, które można wykorzystać do określenia wieku rozwojowego liścia, obejmują pobór tlenu, wagę, chlorofil itp.

Jak korzystać z indeksu plastochrony liści

Aby użyć wskaźnika plastochrony, ważne jest, aby zrozumieć, jak korzystać z formuły. Poniżej znajduje się klucz do zastosowania typowej odmiany formuły;

„ n ” to kolejny numer indeksu (lub numer seryjny) liścia. Liczba ta rośnie, ale jeśli źródłem badań są liście sadzonki, n = 0.

„ R ” to referencyjna długość skrzydła.

„ ${\ displaystyle L_ {n}}$ ” to długość liścia, która jest dłuższa lub równa długości odniesienia.

„ ${\ displaystyle L_ {n + 1}}$ ” to długość, która jest krótsza niż długość odniesienia.

Jednak w przypadku korzystania ze wzoru dostarczonego przez American Journal of Botany istnieje wiele założeń lub wymagań dotyczących liścia, który jest badany, aby obliczenia były dokładne. Erickson i Michelini dyktują, że „wzrost organów musi być wykładniczy”, co oznacza, że ​​liść musi rosnąć. Ponadto „kolejne narządy muszą rosnąć w tym samym względnym tempie”, co oznacza, że ​​pomiar nie będzie równoznaczny ze wzrostem innych roślin, chyba że mają to samo tempo wzrostu, nawet jeśli rosną współzależnie. Wreszcie, „Kolejne plastochrony muszą być równe, gdzie tutaj plastochrony definiuje się jako odstępy czasu między osiągnięciem długości R przez kolejne narządy”, co oznacza, że ​​potrzebne są pewne badania referencyjnej długości liścia, aby wzór był weryfikowalny.

W wariancie Burström używa jako przykładu rośliny Xanthium , która miała 10 mm (stąd dlaczego 10 zostało użyte jako jednostka odniesienia). Zostało to wykorzystane do wykazania, że ​​wiek plastochronu tej rośliny wynosi 0. Roślina dłuższa niż ta miałaby liczbę dodatnią dla swojego wieku plastochronu, a narząd krótszy niż jednostka odniesienia 10 mm będzie miał ujemny wiek plastochronu.

Liściowy indeks plastochronowy w akcji

Przykładem indeksu plastochrony liści w działaniu jest artykuł Philipa R. Larsona i JG Isebrandsa The Plastochron Index as Applied to Developmental Studies of Cottonwood. Liść topoli był organem użytym do tych badań, ponieważ roślina ta ma równomierne tempo wzrostu, co oznacza, że ​​spełnia wymagania potrzebne do weryfikowalności formuły. Przeprowadzono dwa testy; pierwszy test wykazał wyniki interwałów plastochronowych w zakresie od 2 do 2,76 dni, ale drugi test polegał na obliczeniu modeli statystycznych wskaźników plastochronowych liści dla wszystkich 5 klas wielkości. Pięć klas wielkości było bezpośrednio powiązanych z pięcioma zmiennymi zależnymi ich badania; długość liścia, powierzchnia liścia, naczynia na międzywęźle, naczynia na ogonek liściowy i masa liścia (suchego).

Niniejsze badanie pokazuje, w jaki sposób wskaźnik plastochrony liścia może być wykorzystany w badaniach naukowych do badania i przewidywania pewnych zdarzeń rozwojowych cyklu życiowego liścia lub innego organu rośliny poprzez nieniszczącą metodę identyfikacji cech morfologicznych.

Innym przykładem działania wskaźnika plastochrony liści jest artykuł OE Ade-Ademilua CEJ Botha i RJ Strassera w South African Journal of Botany Ponowna ocena określania wskaźnika plastochrony w grochu -- przypadek zastosowania długości ulotki. W tym badaniu zastosowano następującą odmianę formuły indeksu plastochrony liścia;

${\ Displaystyle PI = n + {logL_ {n} -log \ lambda \ ponad logL_ {n} -logL_ { n+1}}}$

Niniejsze badanie przeprowadzono w celu ustalenia, czy indeks plastochrony liściowej sprawdza się w przypadku grochu siewnego (Pisum sativum). Wyniki badań wykazały, że groch siewny (Pisum sativum) spełnia wszystkie wymagania potrzebne do zastosowania formuły indeksu plastochrony liściowej w weryfikowalny sposób sposób określania wieku plastochronu na podstawie długości liścia. Jednak wyniki te można wywnioskować tylko wtedy, gdy pomyślnie zmierzy się wczesny rozwój. To pokazuje, że indeks plastochrony liści może mierzyć kolejne pary listków u roślin grochu (Pisum sativum).

Twórcy indeksu plastochrony liści

Ta formuła została wprowadzona w 1957 roku przez naukowców Ralpha O. Ericksona i Francisa J. Michelini, dzięki czemu ta naukowa formuła ma ponad 60 lat. Formuła Ericksona i Micheliniego została po raz pierwszy opublikowana w The Journal of March w American Journal of Botany . Chociaż Erickson i Michelini byli odpowiedzialni za wprowadzenie wzoru, koncepcja plastochronu jako jednostki miary została zainspirowana naukowcem Askenasym pierwotnie w 1880 r. Inne nazwiska, które przyczyniły się do zastosowania plastochronu, to Schmidt w 1924 r. i Ezaw w 1953 i ponownie w 1965.

Dr Ralph O. Erickson urodził się w Duluth, Minnesota, w 1914 roku. Otrzymał wykształcenie w Gustavus Adolphus College w 1939 roku i Washington University w St. Louis , gdzie nieuchronnie uzyskał stopień doktora. w 1944. Chociaż po raz pierwszy zaczął uczyć w Rochester w latach 1944-1947, większość swojej kariery spędził na University of Pennsylvania gdzie otrzymał tytuł profesora w latach 1949-1985. Jego głównym celem studiów była morfologia roślin, co stwierdził w swojej autobiografii, że rozwojowa morfologia roślin była w rzeczywistości jednym z jego najprzyjemniejszych kursów do nauczania. Erickson napisał w swojej autobiografii, że rozmawiając z Michelini, „Znalazł [siebie] piszącego na tablicy wzór na indeks plastochronu, jakby pod natchnieniem. Indeks plastochronu był obecnie używany przez wielu autorów, w tym przez nich samych, na różne sposoby”. Później otrzymał stypendium Guggenheima za swoją pracę w dziedzinie fizjologii roślin, gdzie wykorzystał wskaźnik plastochronu w celu określenia i oceny wpływu temperatury i światła na rozwojowy wzrost roślin. Erickson zmarł w marcu 2006 roku.

Dr Francis J. Michelini urodził się w Clifton w stanie New Jersey w 1925 roku. Ukończył Seton Hall College , University of Delaware i University of Pennsylvania, gdzie uzyskał stopień doktora filozofii w dziedzinie nauk biologicznych. Tam poznał Ralpha O. Ericksona. Karierę pedagogiczną rozpoczął w Wilkes College i otrzymał tytuł profesora biologii w 1963 roku. Został ogłoszony drugim prezydentem Wilkes College w 1970 r., a później pełnił funkcję przewodniczącego Komisji ds. Niezależnych Kolegiów i Uniwersytetów. W 1957 roku Michelini wraz z Ralphem O. Ericksonem opublikował swój artykuł The Plastochron Index. Michelini zmarł we wrześniu 2019 roku.