Authors:	Thimm, Sascha Gregor
Title:	Pollen-placement and pollen-portioning in diverse Salvia-species
Online publication date:	17-Nov-2008
Year of first publication:	2008
Language:	english
Abstract:	This dissertation addresses the staminal lever mechanism of the genus Salvia. Various hypotheses referring to its purpose and function are tested and elucidated. The first hypothesis maintains that the lever is a mechanical selection mechanism which excludes weak pollinators from the flower. This hypothesis is refuted and the respective results of force measurements and morphological investigations are presented, statistically evaluated and discussed. The force measurements and morphological investigations were conducted on the staminal levers and flowers of 8 bee pollinated (melittophilous) and 6 bird pollinated (ornithophilous) species. For comparison a ninth melittophilous species that lacks the staminal lever was investigated. In this species the force measurements were conducted on floral structures that were suspected to hinder a flower visitor. The hypotheses, which state that the staminal lever is a tool for pollen portioning and reduces the risk of pollen loss as well as hybridisation due to its ability to perform a repeatable, accurate and species-specific pollen placement on a wide range of diverse pollinators, are confirmed. Investigations with respect to pollen portioning were carried out on 13 sages. The lever mechanism can be released several times in a row, while the pollen sacs leave a dosed pollen portion on a well defined spot on the pollinator‘s body. Pollen placement was investigated for 12 sages. In sympatric sages, lever length and the area of pollen placement are of particular interest. A shared pollinator bears species-specific areas of pollen placement for different sages. The accurate pollen placement ensures an efficient pollination. However, the question of the functionality of the lever mechanism can not be answered with absolute certainty. The lever‘s backswing is not caused by the adaxial lever arm; the adaxial lever arm is too light and too short to be an adequate counterweight to the abaxial lever arm. Therefore, the adaxial lever arm can not pull the abaxial lever arm to return it to its neutral position. But there are indications of a cellular mainspring in the filament. According to the current state of knowledge, this is the most plausible explanation for the lever's backswing, but further histological investigations on the joint of the lever mechanism are necessary to confirm this assumption. Die vorliegende Dissertation befaßt sich mit dem Staubblatthebelmechanismus der Gattung Salvia. Verschiedene Hypothesen zu seiner genauen Funktion und seiner Funktionsweise werden geprüft und erläutert. Die Hypothese, daß der Hebelmechanismus eine mechanische Barriere darstellt, die der Bestäuberselektion dient, indem sie schwache Bestäuber aus der Blüte ausschließt, wird widerlegt. Hierzu werden die Ergebnisse von Kraftmessungen und morphologischen Untersuchungen, die an den Staubblatthebeln und Blüten 8 bienenbestäubter (melittophiler) und 6 vogelbestäubter (ornithophiler) Salbeiarten durchgeführt wurden, dargelegt, statistisch ausgewertet und diskutiert. An einer weiteren melittophilen Art, ohne funktionierenden Staubblatthebel, wurden zum Vergleich Kraftmessungen an anderen Blütenstrukturen vorgenommen, welche ein Hindernis für einen Blütenbesucher darstellen könnten. Die Hypothesen nach denen der Staubblatthebel der Pollenportionierung dient und eine wiederholte, exakte und artspezifische Pollenplazierung auf diversen Bestäubern, vollführen kann und somit das Risiko von Pollenverlust und Hybridisierung mindert, werden hingegen bestätigt. Untersuchungen zur Pollenportionierung wurden an 13 Salbeiarten durchgeführt. Der Hebelmechanismus kann mehrfach hintereinander ausgelöst werden. Dabei geben die Pollensäcke genau plazierte Pollenportionen an den Bestäuber ab. Pollenplazierung wurde an 12 Salbeiarten untersucht. In sympatrisch vorkommenden Salbeiarten sind Hebellänge und Pollenablageplatz von besonderem Interesse. Auf einem gemeinsamen Bestäuber finden sich so artspezifische Areale der Pollenablage für die einzelnen Salbeiarten. Die genaue Pollenplazierung sorgt hierbei für eine effiziente Bestäubung. Die Frage nach der genauen Funktionsweise des Hebelmechanismus hingegen kann in dieser Arbeit nicht zweifelsfrei geklärt werden. Das Zurückschwingen des Hebels wird nicht durch den adaxialen Hebelarm verursacht. Um als Gegengewicht zum abaxialen Hebelarm zu dienen und diesen in seine ursprüngliche Position zu bewegen, ist der adaxiale Arm zu leicht und zu kurz. Es konnten dagegen Hinweise auf eine Art Federmechanismus, der im Filament auf zellulärer Ebene arbeitet, gefunden werden. Dies scheint nach momentanem Erkenntnisstand, die plausibelste Erklärung für die Hebelbewegung zu sein. Um dies jedoch eindeutig zu klären, müssen weitere histologische Untersuchungen zum Gelenkkomplex des Hebelmechanismus durchgeführt werden.
DDC:	570 Biowissenschaften 570 Life sciences
Institution:	Johannes Gutenberg-Universität Mainz
Department:	FB 10 Biologie
Place:	Mainz
ROR:	https://ror.org/023b0x485
DOI:	http://doi.org/10.25358/openscience-2222
URN:	urn:nbn:de:hebis:77-17894
Version:	Original work
Publication type:	Dissertation
License:	In Copyright
Information on rights of use:	https://rightsstatements.org/vocab/InC/1.0/
Appears in collections:	JGU-Publikationen