Μελετήθηκαν πέντε πληθυσμοί οξιάς της Ροδόπης με τη χρήση μορφολογικών χαρακτήρων και γενετικών δεικτών για το συνολικό γένωμα και για το χλωροπλαστικό DNA (cpDNA). Σκοπός της εργασίας είναι η περιγραφή της ποικιλότητας σε πληθυσμιακό επίπεδο και η αναζήτηση των πιθανών εξελικτικών δυνάμεων που τη διαμόρφωσαν. Τόσο από τα μορφολογικά χαρακτηριστικά, όσο και από τα αποτελέσματα των αναλύσεων DNA φαίνεται να υπάρχει επίδραση της F. orientalis στα ανατολικά της Ροδόπης και στα χαμηλά υψόμετρα, ενώ στα δυτικά και ιδιαίτερα στα μεγάλα υψόμετρα φαίνεται να κυριαρχούν χαρακτήρες sylvatica. Ταυτόχρονα, η γενετική ποικιλότητα αυξάνει σταδιακά προς τα ανατολικά, όπου φτάνει σε επίπεδα που πρώτη φορά αναφέρονται για την οξιά. Τα αποτελέσματα και ιδιαίτερα η εξέταση των απλοτύπων του cpDNA στη Ροδόπη και η σύγκριση με αυτούς που βρέθηκαν στην Ευρώπη και στην Τουρκία μας οδηγεί στο συμπέρασμα ότι η Ροδόπη αποτελεί ταυτόχρονα σημείο συνάντησης των δύο υποειδών της οξιάς και καταφύγιο κατά τους τελευταίους παγετώνες. Η μεταπαγετώδης κίνηση της οξιάς σε οριζόντιο κι κατακόρυφο επίπεδο και η προσαρμογή των πληθυσμών σε περιβαλλοντικές συνθήκες που σχετίζονται κυρίως με το υψόμετρο είναι πιθανόν οι δυνάμεις που διαμόρφωσαν την παρούσα κατανομή των υποειδών της οξιάς στην περιοχή.

1. Αποτελεί η Ροδόπη σημείο
συνάντησης της ευρωπαϊκής
(δασικής) και της ανατολικής οξιάς;
Αριστοτέλης Χ. Παπαγεωργίου
Ιωάννης Τσιριπίδης*
Αμαρυλλίς Βιδάλη
Στέφανος Μπούτσιος
Σπύρος Γαλατσίδας
Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης, Ορεστιάδα
Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων
Εργαστήριο Δασικής Γενετικής
*Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης
Τμήμα Βιολογίας
Εργαστήριο Συστηματικής Βοτανικής και Φυτογεωγραφίας

2. Η οξιά στην Ευρώπη
• Διάκριση ειδών – υποειδών δεν είναι
ξεκάθαρη, ιδιαίτερα στην Αν. Ευρώπη
• Σύγχρονη άποψη: ένα είδος (Fagus
sylvatica) με δύο υποείδη
– sylvatica (ευρωπαϊκή ή δασική οξιά) κυρίως
στην Ευρώπη
– orientalis (ανατολική οξιά) κυρίως στη ΝΔ
Ασία
• Στα Βαλκάνια αναφέρεται η F. moesiaca
ως ενδιάμεσο (υπο-)είδος: αμφισβητείται
ως αυτόνομη ταξινομική οντότητα

3. Εξάπλωση Fagus sylvatica

4. Εξάπλωση Fagus orientalis

5. Διαφορές στα φύλλα
Fagus sylvatica Fagus orientalis
Στρόγγυλα ως ωοειδή Αντιστρόφως ωοειδή
Ζεύγη νεύρων 6-11 Ζεύγη νεύρων 8-14
Μήκος ελάσματος 4-10 cm Μήκος ελάσματος 5-15 cm
Πλάτος ελάσματος 3-7 cm Πλάτος ελάσματος 3-8 cm

6. Η οξιά στην Ελλάδα
• Μεγάλη ποικιλότητα σε
μορφολογικά χαρακτηριστικά
• Αναφέρονται και τα τρία (υπο-)είδη
• Μουλόπουλος (1965): περιγραφή
της κατανομής τριών υποειδών με
βάση μορφολογικά χαρακτηριστικά
– Γεωγραφική θέση
– Υψόμετρο

7. Εξάπλωση στην Ελλάδα

8. Γενετικές έρευνες
• Για το υποείδος sylvatica
– Ποικιλότητα εντός πληθυσμών στην Ευρώπη
και διαφοροποίηση στη Μεσόγειο και στα
Βαλκάνια (ισοένζυμα)
– Μεγαλύτερη ποικιλότητα μέσα στους
πληθυσμούς στα Βαλκάνια
– Έλλειψη ποικιλότητας στην Ευρώπη στο
cpDNA – διαφοροποίηση στην Ιταλία
• Για το υποείδος orientalis
– Μεγάλη διαφοροποίηση μεταξύ πληθυσμών
της Τουρκίας (cpDNA)

9. Μεταπαγετώδης κίνηση
Taberlet et al. 1998,
Mol.Ecol. 7:453-464
Από τα στοιχεία των
Demesure et al. (1996)
από αναλύσεις cpDNA

10. Μεταπαγετώδης κίνηση
Από τα στοιχεία του Pott
(1997) με ανάλυση γύρης

11. Μεταπαγετώδης κίνηση
• Υπήρξαν περισσότερα απομονωμένα
refugia στα ανατολικά: Ροδόπη, Πόντος
(Filipova-Marinova 1995)
• Η κίνηση από τα refugia στη σημερινή
εξάπλωση δεν έγινε ταυτόχρονα (Huntley
& Birks 1983)
• Συνάντηση στα ανατολικά όπου
σχηματίστηκαν «συμπατρικοί»
πληθυσμοί (Duty 1985) ενώ στα δυτικά η
οξιά εξαπλώθηκε σε άδεια περιοχή (Denk
1999)

12. Η οξιά στη Ροδόπη
• Στα ανατολικά & σε μικρά υψόμετρα, η
οξιά μοιάζει με orientalis ενώ στα δυτικά
& σε μεγάλα υψόμετρα με sylvatica
• Αντίστοιχος διαχωρισμός έγινε και με
βάση τη χλωριδική σύνθεση των
φυτοκοινωνιών
• Διαχωριστική γραμμή για τις δύο
κατηγορίες δασών φαίνεται να είναι η
οροσειρά της Κούλας

13. Φυτοκοινωνίες της οξιάς
Τσιριπίδης 2001, Tsiripidis et al. 2005

14. Σκοπός της έρευνας
• Περιοχή έρευνας: ελληνική Ροδόπη
• Υπάρχει μετάβαση στους χαρακτήρες
από τα δυτικά στα ανατολικά;
• Πως αλλάζει η γενετική ποικιλότητα στη
διεύθυνση αυτή;
• Υπάρχει μείξη (υπο-) ειδών;
• Υπάρχει οικολογική προσαρμογή των
πληθυσμών σε περιβαλλοντική κλίμακα;

15. Οι πληθυσμοί
Ελατιά
Χαϊντού Παπίκιο Δαδιά
Εχίνος
25 δέντρα / πληθυσμό
Συλλογή φύλλων και οφθαλμών

16. Οι πληθυσμοί
Γ. Πλάτος Γ. Μήκος Υψόμετρο
Ελατιά 41°28’ 24°18’ 1200
Χαϊντού 41°19’ 24°41’ 1300
Εχίνος 41°17’ 24°58’ 800
Παπίκιο 41°14’ 25°25’ 900
Δαδιά 41°17’ 26°01’ 700

17. Μορφολογία φύλλων
• 8 κλαδίσκοι = 40 φύλλα / δέντρο
• Μη καρποφόροι / καρποφόροι
• Φωτόφυλλα / σκιόφυλλα
• Χαρακτήρες:
– Μήκος / πλάτος ελάσματος
– Μήκος μίσχου
– Αριθμός νεύρων
– Leaf Index (μήκος / πλάτος)
– MWI (ΜΜΠ / μήκος)
– PI (μίσχος / μήκος)

18. Ανάλυση μετρήσεων
• Κλασική στατιστική (μέσοι όροι,
διακυμάνσεις, ομαδοποιήσεις)
• Μη παραμετρικός έλεγχος
σημαντικότητας
• PCA, αποστάσεις & clustering δέντρων
(UPGMA - within group)
• Καταχώρηση δέντρων σε
«φυλλότυπους» (ΦΤ) - αντιστοιχία με
πιθανές γεωγραφικές επιδράσεις
• Υπολογισμός συχνοτήτων ΦΤ

19. Μέγεθος φύλλου
μήκος ελάσματος μήκος ελάσματος
10,000 25,000
9,000
8,000 20,000
7,000
6,000 15,000
cm Mean
5,000 CV
4,000 Std. Deviation 10,000
3,000
2,000 5,000
1,000
0,000 0,000
Elatia Chaidu Echinos Papikio Dadia Elatia Chaidu Echinos Papikio Dadia
πλάτος ελάσματος πλάτος ελάσματος
6,000 25,000
5,000 20,000
4,000
15,000
Mean
cm
3,000 CV
Std. Deviation 10,000
2,000
1,000 5,000
0,000 0,000
Elatia Chaidu Echinos Papikio Dadia Elatia Chaidu Echinos Papikio Dadia
αριθμός νεύρων αριθμός νεύρων
25,000 18,000
16,000
20,000 14,000
12,000
15,000
Mean 10,000
CV
Std. Deviation 8,000
10,000
6,000
5,000 4,000
2,000
0,000 0,000
Elatia Chaidu Echinos Papikio Dadia Elatia Chaidu Echinos Papikio Dadia

20. Σχήμα φύλλου
Leaf Index Leaf Index
180,000 11,000
160,000
10,500
140,000
120,000 10,000
100,000 Mean
9,500 CV
80,000 Std. Deviation
60,000 9,000
40,000 8,500
20,000
0,000 8,000
Elatia Chaidu Echinos Papikio Dadia Elatia Chaidu Echinos Papikio Dadia
MWI MWI
60,000 10,000
9,800
50,000
9,600
40,000 9,400
Mean 9,200
30,000 9,000 CV
Std. Deviation
8,800
20,000
8,600
10,000 8,400
8,200
0,000 8,000
Elatia Chaidu Echinos Papikio Dadia Elatia Chaidu Echinos Papikio Dadia

21. Μήκος μίσχου
Μήκος μίσχου μήκος μίσχου
0,900 35,000
0,800 30,000
0,700
25,000
0,600
0,500 Mean 20,000
cm
CV
0,400 Std. Deviation 15,000
0,300
10,000
0,200
0,100 5,000
0,000 0,000
Elatia Chaidu Echinos Papikio Dadia Elatia Chaidu Echinos Papikio Dadia
PI PI
12,000 35,000
10,000 30,000
25,000
8,000
Mean 20,000
6,000 CV
Std. Deviation 15,000
4,000
10,000
2,000 5,000
0,000 0,000
Elatia Chaidu Echinos Papikio Dadia Elatia Chaidu Echinos Papikio Dadia

22. Μείωση σε τρεις άξονες
Component Matrixa
Μέγεθος Σχήμα
ελάσματος Μίσχος
Component ελάσματος
1 2 3
LamLength ,978 2,851E-02 -,116
LamWidth ,828 7,831E-02 -,528
LmaxW ,972 ,168 7,569E-02
secondaries ,828 -,250 1,610E-02
PetLength ,284 ,917 -,148
LI ,437 -8,46E-02 ,766
MWI ,216 ,486 ,629
PI -,433 ,872 -7,94E-02
Extraction Method: Principal Component Analysis.
a. 3 components extracted.

23. Περιγραφή φυλλοτύπων
# Μ.Ελ. Π. Ελ. Μ.Μ.Π Αρ.Ν. Μ.Μ. LI MWI PI
.
ΦΤ1 18 8,50 5,41 4,53 17,7 0,95 158 53,33 11,22
ΦΤ2 71 8,33 4,93 4,38 18,9 0,68 169 52,50 8,16
ΦΤ3 18 8,69 5,75 4,30 19,2 0,73 151 49,34 8,52
ΦΤ4 13 11,17 6,49 5,87 22,7 0,75 173 52,57 6,74
ΦΤ5 5 10,93 6,28 6,04 21,2 1,04 176 55,12 9,36

24. Κατανομή φυλλοτύπων
κατανομή φυλλοτύπων
Δαδιά
Παπίκιο ΦΤ1
ΦΤ2
Εχίνος
ΦΤ3
Χαϊντού ΦΤ4
ΦΤ5
Ελατιά
0% 20% 40% 60% 80% 100%

25. Σύγκριση με άλλους
πληθυσμούς
μέσο μήκος ελάσματος
100,00
90,00
80,00
70,00
60,00
mm
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
Beseite
SW Europe
Austria
Bulgaria
Elatia
Chaidu
Echinos
Papikio
Dadia
Turkey
Georgia
Iran
LI
250,00
200,00
150,00
100,00
50,00
0,00
Iran
Χρησιμοποιήθηκαν
Turkey
Austria
Bulgaria
Elatia
Chaidu
Papikio
Dadia
Georgia
Beseite
Echinos
SW Europe
στοιχεία του Denk
(1999a, 1999b, 2002)

26. Συμπεράσματα - ερωτήματα
• Υπάρχει μια τάση στην Αν. Ροδόπη προς
τη μορφή orientalis
• Όλοι οι πληθυσμοί έχουν τις μορφές
sylvatica
• Πρόκειται για επίδραση της
προσαρμογής των πληθυσμών σε
διαφορετικά υψόμετρα;
• Πρόκειται για μείξη υποειδών κατά την
κίνησή τους μετά τους παγετώνες;

27. Αναλύσεις DNA
• Από τους οφθαλμούς των ίδιων δέντρων
από τους πέντε πληθυσμούς της
Ροδόπης
• Απομόνωση DNA
• Primer E01/M03 & E38/M64: AFLPs σε 4
από τους ανωτέρω πληθυσμούς
• Primer ccmp7 cpDNA για όλους τους
πληθυσμούς
• Abteilung Forstgenetik - Göttingen

28. Αποτελέσματα AFLPs
Ποσοστό πολυμορφικών θέσεων
100
90
80
70
60
50
%
40
30
20
10
0
Ελατιά Εχίνος Παπίκιο Δαδιά
Αναμενόμενη ετεροζυγωτία
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
Ελατιά Εχίνος Παπίκιο Δαδιά

29. Αποτελέσματα cpDNA
10
8
6 n
4 ne
2
0
Ελατιά Χαϊντού Εχίνος Παπ ίκιο Δαδιά

30. Αποτελέσματα cpDNA
Απλότυποι Ελατιά Χαϊντού Εχίνος Παπίκιο Δαδιά
145 1 1
146 1 5 19 8 4
147 2 1 8
148 23 6 1 3
149 1 1
150 9 5 10
151 1 1 1
152 5
153 1 1
154 1
156 1
Σύνολο 25 23 25 24 24

31. Απλότυποι cpDNA – ccmp7

32. Αποτελέσματα γενετικών
αναλύσεων
• Σταδιακή μείωση της ποικιλότητας από
τα ανατολικά στα δυτικά
• Μοναδική συγκέντρωση «απλοτύπων»
cpDNA στην Αν. Ροδόπη
• Η Ροδόπη είναι ταυτόχρονα:
– refugium
– σημείο συνάντησης μεταξύ των δύο
υποειδών
– πέρασμα για την ανατολική οξιά από τα
ανατολικά προς τα δυτικά

33. Συμπεράσματα - ερωτήματα
• Υπάρχουν «σημάδια» της ανατολικής
οξιάς στη Ροδόπη
• Η κίνηση της οξιάς μετά τους παγετώνες
έγινε ασυγχρόνιστα, σε κατακόρυφη και
οριζόντια διεύθυνση
• Δεν υπάρχει μία ανατολική οξιά: αυτό
που λέμε σήμερα orientalis είναι το
«συμπατρικό» αποτέλεσμα της
συνάντησης διαφόρων φυλών μετά τους
παγετώνες

34. Πιθανή κίνηση της οξιάς

35. Ερευνητικές προτάσεις
• Περισσότεροι πληθυσμοί στον
άξονα Α-Δ και Β-Ν
• Περισσότεροι δείκτες
• Έρευνα πληθυσμών από τη
Βουλγαρία, την Τουρκία και τις
διάφορες φυλές της orientalis
• Έρευνα σε προσαρμοστικούς
χαρακτήρες

36. Ευχαριστούμε θερμά για...
• τη βοήθεια στις αναλύσεις DNA:
– Reiner Finkeldey
– Oliver Gailing
– Olga Artes
• τη βοήθεια στη δειγματοληψία:
– Δημήτρη Κασιμιάδη
– Άρτεμη Καυκαλέτου - Ντιεζ
• τη συμπαράσταση κατά τις μετρήσεις
– Αντωνία Φερεντίνου
• τις συμβουλές για την παρουσίαση
– Σεραφείμ Χατζησκάκη
– Ανδρέα Δρούζα

37. Ευχαριστούμε για την προσοχή σας
© Μπάμπης Πέτσικος