Vestnik On-line
Orenburg State University december 23, 2024   RU/EN
Headings of Vestnik
Pedagogics
Psychology
Other

Search
Vak
Антиплагиат
Orcid
Viniti
ЭБС Лань
Rsl
Лицензия Creative Commons

September 2016, № 9 (197)



Strel THE ROLE OF THE MACRO-CLIMATIC FACTORS IN THE FORMATION OF PLANTS' ADAPTIVE POTENTIALMethods of empirical ecological niches modeling are used extensively in order to predict plant's adaptive potential in unusual conditions. This approach has become almost universal. Nevertheless, it has disadvantages: the species' valence forecast based only on the macro-parameters, the action of biotic and micro-climatic factors and the adaptive capacity of species are not usually considered. Therefore, further study of the unaccounted factor's role is required. The aim of the work is to investigate the separate contribution of macroclimatic and usually unaccounted factors of natural habitats into predetermination of plant's adaptive capacity in unusual conditions (in greenhouses). The objects of the study were 18 species of Ficus L. genus from the collection of the Donetsk Botanical Garden. Assessing the contribution of different factors into determining of adaptive capacities was carried out basing on machine learning methods. Predictors in models were macroclimate indicators of species natural habitats. The dependent variable was the plant's acclimatization success index in greenhouses conditions. According to the results, the adaptive capacity of plants in the greenhouse complex depends on the macro-environment of their natural habitats. The temperature and the precipitation in the range of natural habitats showed the strongest connection with the adaptability of species. The macroclimatic factors account for at least 57 % of the explained variation in the species' acclimatization success. The remaining 43 % of the variation is due to the influence of unaccounted factors. A significant role of usually bypassed factors must be considered during the extrapolation of the niche model's results.Key words: ecological niches model, climatic factors, adaptive potential.

Download
References:

1. Belyuchenko, I.S. EHvolyucionno-ehkologicheskie osnovy prakticheskoj introdukcii / I.S. Belyuchenko // Biologicheskij vestnik. — 2004. — T. 8. — S. 44–47.

2. Gornickaya, I.P., Tkachuk L.P. Itogi introdukcii tropicheskih i subtropicheskih rastenij v Doneckom botanicheskom sadu NAN Ukrainy / I.P. Gornickaya, L.P. Tkachuk. — Doneck, 1999. — 288 s.

3. The role of climatic mapping in predicting the potential geographical distribution of non-indigenous pests under current and future climates / Baker R.H. et.al. // Agriculture, Ecosystems and Environment. — 2000. — Vol. 82. — No. 1–3. — P. 57–71.

4. Forecasting the effects of global warming on biodiversity / D.B. Botkin et al. // Bioscience. — 2007. — Vol. 57. — No. 3. — P. 227–236.

5. Breiman L. Random Forests / L. Breiman // Machine Learn. — 2001. — Vol. 45. — No. 1. — P. 5–32.

6. Bridle, J.R. Limits to evolution at range margins: when and why does adaptation fail? / J.R. Bridle, T.H. Vines // Trends Ecol. Evol. — 2007. — Vol. 22. — No. 3. — P. 140–147.

7. Brown, J.H.The geographic range: size, shape, boundaries, and internal structure / J.H. Brown, G.C. Stevens, D.M. Kaufman // Annu. Rev. Ecol. Syst. — 1996. — Vol. 27. — P. 597–623.

8. Beyond Predictions: Biodiversity Conservation in a Changing Climate / T.P. Dawson et al. // Science. — 2011. — Vol. 332. — No. 6025. –P. 53–58.

9. Novel methods improve prediction of species' distributions from occurrence data / J. Elith et al. // Ecography. — 2006. — Vol. 29. — No. 2. — P. 129–151.

10. Glukhov, A.Z. Lamina shape variability in species of the genus Ficus L. in different ecological conditions / A.Z. Glukhov, I.I. Strel'nikov // Contemp. Probl. Ecol. — 2014. — Vol. 7. — No. 2. — P. 210–220.

11. Hijmans, R.J. Very high resolution interpolated climate surfaces for global land areas / R.J. Hijmans, S.E. Cameron, J.L. Parra // Climatol. — 2005. — Vol. 25. — P. 1965–1978.

12. Jeschke, J.M. Usefulness of Bioclimatic Models for Studying Climate Change and Invasive Species / J.M. Jeschke, D.L. Strayer // Ann. N. Y. Acad. Sci. — 2008. — Vol. 1134. — No 1. — P. 1–24.

13. Jump, A.S. Running to stand still: adaptation and the response of plants to rapid climate change / A.S. Jump, J. Penuelas // Ecol. Lett. –2005. — Vol. 8. — No. 9. — P. 1010–1020.

14. Predicting extinction risks under climate change: coupling stochastic population models with dynamic bioclimatic habitat models / D.A. Keith et al. // Biol. Lett. — 2008. — Vol. 4. — No. 5. — P. 560–563.

15. Kursa, M.B. Feature Selection with the Boruta Package / M.B. Kursa, W.R. Rudnicki // J. Stat. Softw. — 2010. — Vol. 36. — No. 11. — P. 1–13.

16. Climate vs. soil factors in local adaptation of two common plant species / M. Macel et al. // Ecology. — 2007. — Vol. 88. — No. 2. — P. 424–433.

17. Maron, J.L. Contrasting plant physiological adaptation to climate in the native and introduced range of Hypericum Perforatum / J.L. Maron, S.C. Elmendorf, M. Vila // Evolution (N. Y). — 2007. — Vol. 61. — No. 8. — P. 1912–1924.

18. Matyas, C. Climatic adaptation of trees: rediscovering provenance tests / C. Matyas // Euphytica. — 1996. — Vol. 92. — No. 1–2. — P. 45–54.

19. Musoz, M.E. OpenModeller: a generic approach to species' potential distribution modeling / M.E. Musoz // GeoInformatica. — 2011. — Vol. 15. — No. 1. — P. 111–135.

20. Novel methods improve prediction of species' distributions from occurrence data / R.P. Anderson et al. // Ecography. — 2006. — Vol. 29. — No. 2. — P. 129–151.

21. Jack of all trades, master of some? On the role of phenotypic plasticity in plant invasions / C.L. Richards et al. // Ecol. Lett. — 2006. — Vol. 9. — No. 8. — P. 981–993.

22. Somero, G.N. The physiology of climate change: how potentials for acclimatization and genetic adaptation will determine «winners» and «losers» / G.N. Somero // J. Exp. Biol. — 2010. — Vol. 213. — No. 6. — P. 912–920.

23. Telenius, A. Biodiversity information goes public: GBIF at your service / A. Telenius // Nordic Journal of Botany. — 2011. — Vol. 29. — No. 3. — P. 378–381.

24. Willis, K.J. Biodiversity and Climate Change / K.J. Willis, S.A. Bhagwat // Science. — 2009. — Vol. 326. — No. 5954. — P. 806–807.

25. Mixed effects models and extensions in ecology with R / A.F. Zuur et.al. — New York, 2009. _ 574 p.


About this article

Authors: Gluhov A.Z., Strelnikov I.I.

Year: 2016


Editor-in-chief
Sergey Aleksandrovich
MIROSHNIKOV

Crossref
Cyberleninka
Doi
Europeanlibrary
Googleacademy
scienceindex
worldcat
© Электронное периодическое издание: ВЕСТНИК ОГУ on-line (VESTNIK OSU on-line), ISSN on-line 1814-6465
Зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций
Свидетельство о регистрации СМИ: Эл № ФС77-37678 от 29 сентября 2009 г.
Учредитель: Оренбургский государственный университет (ОГУ)
Главный редактор: С.А. Мирошников
Адрес редакции: 460018, г. Оренбург, проспект Победы, д. 13, к. 2335
Тел./факс: (3532)37-27-78 E-mail: vestnik@mail.osu.ru
1999–2024 © CIT OSU