Celastrus orbiculatus

Orientalisk bitterljuv
Vetenskaplig klassificering
Rike:	Plantae
Clade :	Trakeofyter
Clade :	Angiospermer
Clade :	Eudikoter
Clade :	Rosids
Beställa:	Celastrales
Familj:	Celastraceae
Släkte:	Celastrus
Arter:	C. orbiculatus
Binomialt namn
Celastrus orbiculatus Thunb.

Celastrus orbiculatus är en vedartad vinstock av familjen Celastraceae . Den kallas vanligen orientalisk bittersöt , såväl som kinesisk bittersöt , asiatisk bittersöt , rundbladig bittersöt och asiatisk bittersöt . Den är infödd i Kina, där den är den mest utbredda Celastrus- arten, och i Japan och Korea. Den introducerades i Nordamerika 1879 och anses vara en invasiv art i östra Nordamerika. Den liknar mycket den inhemska nordamerikanska arten, Celastrus scandens , som den lätt hybridiserar med.

Beskrivning

Växtens utmärkande karaktär är dess vinstockar: de är tunna, spinniga och har silver till rödbrun bark. De är vanligtvis mellan 1 och 4 cm (0,4 och 1,6 tum) i diameter. Men om tillväxten inte störs, kan vinstockar överstiga 10 cm (3,9 tum) och när de skärs, kommer de att visa åldersringar som kan överstiga 20 år. När Celastrus orbiculatus växer av sig själv, bildar den snår; när det är nära ett träd vrider sig vinstockarna runt stammen så högt som 40 fot. De omslutande vinstockarna har varit kända för att strypa värdträdet till döds eller bryta grenar från övervikten, vilket också är sant för den långsammare växande amerikanska arten C. scandens . Bladen är runda och glansiga, 2–12 cm (0,8–4,7 tum) långa, har tandade kanter och växer i omväxlande mönster längs rankorna. Små gröna blommor producerar distinkta röda frön som är inkapslade i gula baljor som bryter upp under hösten. Alla delar av växten är giftiga.

Utbredningsområde och livsmiljö

På grund av systematiska störningar i östliga skogar för träproduktion och rekreation har orientaliskt bitterljuvt naturaliserat sig till landskap, vägkanter och skogsmarker i östra Nordamerika. I USA kan den hittas så långt söderut som Louisiana, så långt norrut som Maine och så långt västerut som Klippiga bergen. Den föredrar mesiska skogar, där den har varit känd för att förmörka inhemska växter.

Odling

Celastrus orbiculatus odlas som en prydnadsväxt. I Storbritannien har den vunnit Royal Horticultural Society 's Award of Garden Merit .

Celastrus orbiculatus som en invasiv art

Orientalisk bittersöt är en stark konkurrent i sin miljö, och dess spridning har äventyrat överlevnaden för flera andra arter. En egenskap som bidrar till framgången för denna art är att ha vackert färgad frukt. Som ett resultat äts det av däggdjur och fåglar, som utsöndrar fröna till olika platser.

Införandet av orientaliskt bitterljuvt i nya områden hotar den lokala floran eftersom de inhemska växterna då har en stark konkurrent i närheten. Arten är infödd i östra Asien, men introducerades till USA för estetiska ändamål. Den har använts i blomsterarrangemang, och på grund av felaktig kassering har växten vårdslöst introducerats i områden, vilket påverkar ekologin i över 33 delstater från Georgia till Wisconsin och delar av Appalacherna. Organismen växer främst i omkretsen av mycket vegetativa områden, vilket gör att den lätt kan komma åt resursernas gräns. Orientalisk bittersöts förmåga att växa i en mängd olika miljöer har visat sig vara skadlig för många växtarter längs Appalacherna och rör sig mer mot väst allt eftersom tiden går.

Den här kartan visar de identifierade platserna för den orientaliska bittersöten från 2012 (tillhandahålls av United States Department of Agriculture).

Orientalisk bitterljuva använder flera invasiva och spridningsstrategier som gör att den kan konkurrera ut de omgivande växtarterna i icke-inhemska regioner. Detta är en stark anledning till att kontrollen av arten ger svårigheter att hantera. Anläggningens invasion har skapat olika ekologiska, förvaltningsmässiga och jordbrukskomplikationer som gör den till ett fokus för miljövårdsinsatser .

Respons på abiotiska faktorer

Orientaliskt bitterljuvt kan hittas som växer i områden som är höga och branta. När den placerades på 10 olika platser med varierande ljusintensitet och kvävekoncentration , visade sig orientalisk bittersöt ha högre biomassa ovan jord samt en lägre dödlighet jämfört med sin art , Celastrus scandens (amerikansk bittersöt). Denna art kan konkurrera ut andra arter genom att mer effektivt reagera på abiotiska förhållanden som solljus. Under olika abiotiska förhållanden (som varierande solljusintensitet och kvävekoncentrationer) har orientalisk bitterljus en dödlighet på 14 % jämfört med den amerikanska bittersöten, som har en dödlighet på 33 %. Orientaliskt bitterljuvt kan inte trivas lika effektivt när det placeras i extremt våta och torra miljöer; den blomstrar dock i måttliga nederbördsmiljöer vilket leder till en ökad tillväxttakt.

Solljus är en av de viktigaste resurserna för orientaliskt bitterljuvt. Som demonstrerats av kontrollerade experiment växer orientaliskt bitterljus snabbare i miljöer som har en högre mängd solljus. I en studie där populationer fick över 28 % solljus visade det en högre mängd tillväxt och biomassa. Denna studie använde lager av vävt tyg för att kontrollera andelen tillgängligt solljus. I detta experiment ökade TLL-förhållandet (levnadslängden av stjälkar på varje planta) när orientaliskt bitterljuvt utsattes för högre mängder solljus. Om orientaliskt bitterljuvt exponerades för 2 % solljus, minskade TLL-förhållandet. Orientaliskt bitterljus kan öka i biomassa med 20 % när det utsätts för 28 % solljus i stället för 2 %. Växtens starka reaktion på solljus är parallell med dess roll som en invasiv art, eftersom den kan konkurrera ut andra arter genom att kämpa för och ta emot mer solljus. Även om tillväxtkvoterna minskar när orientaliskt bitterljus utsätts för 2 % solljus (på grund av en minskning av fotosyntesförmågan ), uppvisade det fortfarande en överlevnadsgrad på 90 %. Experimentella data har indikerat att orientaliskt bittersöt har en stark förmåga att tolerera svaga ljusförhållanden "som i genomsnitt sträcker sig från 0,8 till 6,4% transmittans ". I jämförelse med sin släkt med amerikansk bittersöt, när den placerades i livsmiljöer med lite ljus, visade sig orientalisk bittersöt ha ökad höjd, ökad biomassa ovanjord och ökad total bladmassa. Orientaliskt bitterljuvt, i jämförelse med många andra konkurrerande arter, är den bättre konkurrenten för att uppnå solljus.

Temperatur är en annan variabel som spelar en roll i orientalisk bittersöts tillväxt och utveckling som en invasiv art. Till skillnad från andra invasiva arter har höga sommartemperaturer visat sig hämma växternas tillväxt. Orientaliskt bitterljuvt har också visat sig vara positivt gynnat i livsmiljöer som upplever hög årlig nederbörd. Detta är anmärkningsvärt eftersom det står i skarp kontrast till andra vanliga invasiva arter som Berberis thunbergii och Euonymus alatus som har visat sig ha en minskad sannolikhet för etablering när de placeras i miljöer som upplever hög årlig nederbörd.

Jämfört med andra invasiva arter som analyserats i en nyligen genomförd studie, var orientalisk bitterljuv mer utbredd i landskap som dominerades av utvecklade områden. Öppna och övergivna livsmiljöer visade sig också positivt påverka spridningen av växten jämfört med andra invasiva arter. Dessutom är arten starkt gynnad i kantlivsmiljöer . Denna förmåga att leva under olika miljöförhållanden väcker oro för växtens spridning.

Biotiska interaktioner

Mutualistiska interaktioner

En avgörande faktor angående orientalisk bittersöts förmåga att konkurrera ut inhemska växtarter är dess förmåga att bilda mutualistiska associationer med mykorrhizasvampar , speciellt arbuskulära mykorrhizasvampar . Orientalisk bittersöt tillväxt är starkt beroende av absorptionen av fosfor . I en nyligen genomförd studie visade sig tillväxten vara större när arbuskulära mykorrhizasvampar fanns i jord med låga fosforkoncentrationer, jämfört med när växten placerades i en miljö med höga jordfosforkoncentrationer utan att det fanns några arbuskulära mykorrhizasvampar. Resultaten från denna studie visar vikten av symbiotiska relationer för att tillåta orientaliskt bitterljuvt att effektivt ta upp näringsämnen från sin omgivning. Dessutom tillåter det symbiotiska förhållandet med mykorrhiza denna invasiva art att använda mindre av sin energi i rotbiomassa för att absorbera nödvändiga näringsämnen. Detta kan vara avgörande för att låta orientaliskt bitterljuvt fungera som en effektiv invasiv art eftersom den kan allokera mer energi till sin ovanjordiska biomassa istället för sin underjordiska biomassa; en viktig punkt när det gäller denna växts invasivitet är beroende av fotosyntetisk förmåga och reproduktionsförmåga. Det symbiotiska förhållandet som etablerats med svampar förekommer endast med arbuskulära mykorrhizasvampar, medan inget sådant samband har observerats med ektomykorrhizasvampar . Dessa studier har visat att lämplig mykorrhiza är en starkt avgörande faktor för om en växt kan överleva i sin miljö. Studier har också visat bevis på att "introducerade växtarter kan modifiera mikrobiella samhällen i marken som omger inte bara deras egna rötter, utan också rötterna hos angränsande växter, och därigenom förändra konkurrenskraftiga interaktioner mellan växtarterna". Detta kan vara en viktig invasiv egenskap för orientalisk bittersöt, eftersom det tillåter växten att negativt påverka omgivande växtliv genom att förändra deras underjordiska symbiotiska mikrobiella relationer. Ytterligare experiment är dock nödvändigt för att avgöra om denna organism använder denna egenskap som en invasiv strategi.

Konkurrenskraftiga interaktioner

En av orientalisk bittersöts invasiva egenskaper är dess effektiva användning av energi för att öka planthöjden, vilket ger den en konkurrensfördel gentemot liknande växter. En studie som genomfördes 2006 visade att orientalisk bittersöt, i jämförelse med sin avsläkting amerikansk bittersöt, hade ökat höjden, ökat ovanjordisk biomassa och ökat den totala bladmassan. Detta är inte att säga att orientaliskt bitterljuva överträffade amerikansk bittersöt i alla kriterier: i jämförelse med orientalisk bittersöt, "amerikansk bittersöt hade ökad stamdiameter, enbladsarea och förhållandet mellan bladmassa och stammassa", vilket tyder på att amerikansk bitterljuva fokuserade tillväxten på baksidan. delar av växten snarare än växtegenskaper som betonas av orientaliskt bitterljuvt såsom stjälklängd. Detta är betydelsefullt eftersom höjden spelar en stor roll för att låta orientaliskt bitterljuvt utkonkurrera omgivande vegetation. Genom att fokusera tillväxten på stamlängden kan den vara i en stark position för att absorbera ljus, samtidigt som den påverkar det omgivande växtlivet negativt genom att skapa skuggliknande förhållanden.

Artens vinstocksliknande morfologi har också visat sig ha negativa effekter på omgivande växtliv. Till exempel tyder bevis på att denna morfologiska egenskap underlättar dess förmåga att göra om närliggande träd, vilket skapar en övergripande negativ effekt på träden som att göra dem mer mottagliga för isskador eller skada grenar på grund av växtens vikt. Dessutom har studier föreslagit att orientaliskt bittersöt kan suga bort näringsämnen från omgivande växter. Studien fann att detta inträffade i en mängd olika miljöer, vilket tyder på både växtens ökade relativa plasticitet och ökade näringsupptag.

En studie observerade att närvaron av orientaliskt bittersöt ökar alkaliniteten i den omgivande jorden, en egenskap hos många framgångsrika invasiva växtarter. Detta förändrar tillgången på viktiga näringsämnen och hindrar inhemska växters näringsupptagsförmåga. Även om förhållandet mellan orientaliskt bitterljuvt och jordens alkalitet är konsekvent, finns det ett antal föreslagna mekanismer för denna observation. Anläggningens betydande biomassa ovan jord kräver att nitrat företräds framför ammoniak , vilket leder till marknitrifikation . Den har också en hög katjonbyteskapacitet , vilket också stödjer den större biomassan. Båda dessa funktioner kan förklara den ökade alkaliniteten, men ytterligare experiment behövs för att fastställa den exakta mekanismen.

Hybridisering

Ett annat stort hot från orientaliskt bittersöt är hybridisering med amerikansk bittersöt. Hybridisering sker lätt mellan amerikanska bittersöta honor och orientaliska bittersöta hanar, även om motsatsen är känd för att inträffa i mindre utsträckning. Den resulterande hybridarten är fullt kapabel till reproduktion. I teorin, om den orientaliska bittersöta invasionen fortsätter att förvärras, kan en utbredd hybridisering genetiskt störa hela den amerikanska bittersöta populationen, och möjligen göra den utdöd.

Förvaltning

För att minimera effekterna av orientaliskt bitterljuss invasion i nordamerikanska livsmiljöer måste dess tillväxt och spridning hanteras noggrant. Tidig upptäckt är avgörande för framgångsrika bevarandeinsatser. För att minska ytterligare tillväxt och spridning skärs växtlighet ovan jord och eventuellt löv besprutas med triclopyr , en vanlig herbicid . Glyfosat är en annan kemisk kontrollmetod. Dessa två ogräsmedel sprayas vanligtvis direkt på växterna på senhösten för att förhindra att andra växter blir målinriktade. Dessa steg måste upprepas årligen, eller närhelst återväxt observeras. Triclopyr är inte giftigt för de flesta djur- och insektsarter och något giftigt för vissa fiskarter, men det har en halveringstid på mindre än en dag i vatten, vilket gör det säkert och effektivt för fältbruk. Mekaniska metoder har också använts, men de är inte lika effektiva på grund av svårigheten att helt ta bort roten. Det finns inte heller något biologiskt bekämpningsmedel tillgängligt för att hjälpa till att kontrollera denna art. Mekaniska och kemiska metoder används, men de åtgärdar bara situationen tillfälligt.

Fytokemikalier

Bicelaphanol A är en neuroprotektiv dimer-trinorditerpen isolerad från barken av Celastrus orbiculatus .

Används

Trots den blygsamma toxiciteten hos frukten, letar vissa boskap på bladen utan effekt. Dess vinstockar, som är hållbara och tuffa, är en bra källa till vävmaterial för korgar. Den fibrösa innerbarken kan användas för att göra stark rep .

externa länkar

• Artprofil - Orientalisk bittersöt ( Celastrus orbiculatus ) , National Invasive Species Information Center, United States National Agricultural Library . Listar allmän information och resurser för Oriental Bittersweet.