Patterns of flower-visiting insects depend on flowering phenological shifts along an altitudinal gradient in subalpine moorland ecosystems

Alpine and subalpine moorland ecosystems contain unique plant communities, often with many endemic and threatened species, some of which depend on insect pollination. Although alpine and subalpine moorland ecosystems are vulnerable to climatic change, few studies have investigated flower-visiting insects in such ecosystems and examined the factors regulating plant-pollinator interactions along altitudinal gradients. Here, we explored how altitudinal patterns in flower visitors change according to altitudinal shifts in flowering phenology in subalpine moorland ecosystems in northern Japan. We surveyed flower-visiting insects and flowering plants at five sites differing in altitude in early July (soon after snowmelt) and mid-August (peak growing season). In July, we found a higher visiting frequency by more variable insect orders including Dipteran, Hymenopteran, Coleopteran, and Lepidopteran species at the higher altitude sites in association with the mass flowering of Geum pentapetalum and Nephrophyllidium crista-galli. In August, such altitudinal patterns were not observed, and Dipteran species dominated across the sites due to the flowering of Narthecium asiaticum and Drosera rotundifolia. Earlier snowmelt associated with recent climate change is expected to extend the growth period of moorland plants and modify flowering phenology in moorland ecosystems, leading to altered plant-pollinator interactions. Our study provides key baselines for the detection of endangered biotic interactions and extinction risks of moorland plants under ongoing climate change.

History of the flora studied on water bodies and wetlands in eastern part of the Dnieper-Donetsk basin (Part 1. 18–19 centuries)

The paper deals with the history of studies of the Dniepr-Donets valley aquatic and wetland flora. This article covers the period of 18 and 19 centuries. According to the results of the study , the first reliable data about aquatic and wetland flora dated mid-late 17th century. I. Guildenstendt and D.I. Bagaliy published the fragmentary data on the flora composition of Slobidska Ukraine from the end of the 16th to the beginning of the 17th century. The new stage of botanical studies in the region was connected with the foundation of the Kharkiv University in 1804. K.F. Ledebur published "Flora Rossica sive enumeration plantarum in totis Imperi Rossici provincis Europaeis, Asiaticia et Americanis hucusque observatarum" in 1842–1853. It also contains some data for the small part of the Kharkiv province. The first fundamental monograph is "Conspectus plantarum…", published in 1859 by V.M. Chernjajev. The list includes 1769 species. The Natural Researchers Society was founded in 1869 in Kharkiv University. The members of this organization provided numerous botanical expeditions. The analysis of literature sources of 19th century revealed thatthat despite the active study of flora and vegetation of the region, or its individual administrative territories we do not know any specialized floristic work on the study of flora and vegetation of water bodies and wetlands. However, the analysed publications contain important historical information on the distribution of rare regional species. Most of them are currently either extinct or critically endangered, e.g. Calla palustris, Callitriche stagnalis, Drosera rotundifolia, Ledum palustre, Limnanthemum nymphoides, Trapa natans, Oxycoccus palustris etc. Thus, the period from the end of the 16th to the end of the 19th century is a period of the floristic researches of the Kharkiv region and adjacent territories. The main researchers were V.M. Chernjajev, I. Kovalevsky, K.S. Gornytsky, V.I. Taliev, P.M. Nalyvaiko with the exception of some works in a new area of research – applied, which began to appear only in the late 19th century. Key words: hygrophilous flora, ecological groups, vascular plants, plant lists, Kharkiv province. У статті розглянуто історію дослідження флори водойм та перезволожених територій східної частини Дніпровсько-Донецької западини у XVIII-ХІХ столітті. За результатами проведеного літературного пошуку встановлено, що першими достовірними даними, які містять інформацію про флору регіону датуються серединою-кінцем ХVIІ століття є флористичні дослідження академіка Й.А. Гюльденштедта та, пізніше, українського історика, філософа Д.І. Багалія, публікують фрагментарні дані щодо складу флори Слобідської України станом на кінець XVI – початок XVII століття. Розквіт ботанічних досліджень в регіоні був пов’язаний з відкриттям у 1804 році Харківського університету. Саме з цього часу починається планомірне дослідження флори Харківської губернії та її окремих повітів. Фундаментальною піонерною роботою, що й натепер є еталоном та відправною точкою для аналізу флори території колишньої Харківської губернії, стала праця В.М. Черняєва «Конспект растений…», опублікована у 1859 році. Чисельні тривалі ботанічні екскурсії з дослідження флористичного різноманіття в цей період відбуваються завдяки активній діяльності Товариства дослідників природи при Харківському Імператорському університеті, яке було засновано у 1869 році та зробило значний вклад у розвиток ботанічної науки Лівобережної України. В цей час публікуються анотовані списки, або наводиться загальна характеристика рослинного покриву в численних природничих роботах. У 1791 (1891) р. виходить праця Й.А. Гюльденштедта «Reisen durch Russland», що містить окремі флористичні дані для незначної частини Харківської губернії; у 1842–1853 роках К.Ф. Ледебур публікує «Flora Rossica sive enumeration plantarum in totis Imperi Rossici provincis Europaeis, Asiaticia et Americanis hucusque observatarum», що також містить окремі ботанічні відомості для незначної частини Харківської губернії. Лише у 1859 році виходить класична праця В.М. Черняєва щодо флори Харківської губернії та суміжних територій (містить 1769 видів). Проведений аналіз літературних джерел ХІХ століття виявив, що незважаючи на активне дослідження флори та рослинності регіону або його окремих адміністративних територій, жодна спеціалізована флористична робота щодо вивчення флори та рослинності водойм та перезволожених місцезростань нам не відома. Проте у досліджених роботах міститься важлива історична інформація щодо розповсюдження рідкісних для регіону видів, які на теперішній час або зникли, або знаходяться на межі зникнення: Calla palustris, Callitriche stagnalis, Drosera rotundifolia, Ledum palustre, Limnanthemum nymphoides, Trapa natans, Oxycoccus palustris та деякі інші. Загалом період з кінця XVI до кінця ХІХ століття у ботанічних дослідженнях території Харківської та суміжних областей, що територіально належать до східної частини Дніпровсько-Донецької западини, можна охарактеризувати як флористичний період, де головними дослідниками були: В.М. Черняєв, І. Ковалевський, К.С. Горницький, В.І. Талієв, П.М. Наливайко, за виключенням окремих робіт з нового напряму досліджень – прикладного, які починають з’являтись лише наприкінці ХІХ століття. Ключові слова: гігрофільна флора, екологічні групи, судинні рослини, флористичні списки, Харківська губернія.

Field-Grown and In Vitro Propagated Round-Leaved Sundew (Drosera rotundifolia L.) Show Differences in Metabolic Profiles and Biological Activities

Drosera rotundifolia L. is a carnivorous plant used in traditional medicine for its therapeutic properties. Because of its small size, its collection in nature is laborious and different cultivation methods have been studied to ensure availability. However, only a few studies exist where the lab-grown sundew tissue and field-grown sundew would have been compared in their functionality or metabolic profiles. In this study, the antioxidant and antiviral activities of lab-grown and field-grown sundew extracts and their metabolic profiles are examined. The effect of drying methods on the chromatographic profile of the extracts is also shown. Antioxidant activity was significantly higher (5–6 times) in field-grown sundew but antiviral activity against enterovirus strains coxsackievirus A9 and B3 was similar in higher extract concentrations (cell viability ca. 90%). Metabolic profiles showed that the majority of the identified compounds were the same but field-grown sundew contained higher numbers and amounts of secondary metabolites. Freeze-drying, herbal dryer, and oven or room temperature drying of the extract significantly decreased the metabolite content from −72% up to −100%. Freezing was the best option to preserve the metabolic composition of the sundew extract. In conclusion, when accurately handled, the lab-grown sundew possesses promising antiviral properties, but the secondary metabolite content needs to be higher for it to be considered as a good alternative for the field-grown sundew.

Vegetation and flora of the river-basin of the Gačnik stream (Vojsko, Spodnja Trebuša) – a contribution for its nature protection evaluation / Rastje in rastlinstvo povodja Gačnika na Vojskem in v Trebuši – prispevek za njegovo naravovarstveno vrednotenje

We have summarized results of our research of vegetation and flora in the river-basin of the Gačnik (Vojsko, Dolenja Trebuša) in western Slovenia. We enumerate most frequent and characteristic plant communities, which belong to seven habitat types of European conservation importance. In their stands grow two Natura 2000 species (Primula carniolica, Cypripedium calceolus) and almost 60 vascular plant species, which are protected and (or) on the red list. Among communities and plants are the most threatened fens and moist grasslands and their characteristic species: Drosera rotundifolia, Dactylorhiza lapponicasubsp. rhaetica, D. traunsteineri, Eleocharis quinqueflora,Eriophorum angustifolium, E. latifolium, Pinguicula vulgaris and Trichophorum alpinum. Key words: vegetation, flora, wetlands, fens, Natura 2000, Slovenia Izvleček V članku smo povzeli rezultate naših raziskav rastja in rastlinstva v povodja Gačnika na Vojskem in v Trebuši v zahodni Sloveniji. Naštevamo najbolj pogoste in najbolj značilne rastlinske združbe, zavarovane in redke rastline in naravovarstveno vredne habitatne tipe. Slednjih je vsaj sedem. V njihovih združbah uspevata dve Natura 2000 vrsti (Primula carniolica, Cypripedium calceolus) in skoraj 60 zavarovanih in (ali) redkih cevnic (rdeči seznam). Med združbami so najbolj ogrožena mokrišča (nizka barja in mokrotni travniki) in njihove značilne vrste: Drosera rotundifolia, Dactylorhiza lapponicasubsp. rhaetica, D. traunsteineri, Eleocharis quin­queflora,Eriophorum angustifolium, E. latifolium, Pinguicula vulgaris in Trichophorum alpinum. Ključne besede: vegetacija, flora, mokrišča, nizka barja, Natura 2000, Slovenija

Low-dose Drosera rotundifolia induces gene expression changes in 16HBE human bronchial epithelial cells

Drosera rotundifolia has been traditionally used for the treatment of respiratory diseases in phytotherapy and homeopathy. The mechanisms of action recognized so far are linked to the known effects of specific components, such as flavonoids, but are not completely understood. In this study, the biological functions of D. rotundifolia were explored in vitro following the treatment of bronchial epithelial cells, which are the potential targets of the pharmacological effects of the herbal medicine. To do so, the whole plant ethanolic extract was 1000-fold diluted in water (D. rotundifolia 3×) and added to a 16HBE human cell line culture for 3 h or 6 h. The effects on gene expression of the treatments and corresponding controls were then investigated by RNA sequencing. The differentially expressed genes were validated through RT-qPCR, and the enriched biological functions involved in the effects of treatment were investigated. D. rotundifolia 3× did not impair cell viability and was shown to be a stimulant of cell functions by regulating the expression of dozens of genes after 3 h, and the effects were amplified after 6 h of treatment. The main differentially expressed genes encoded ligands of epithelial growth factor receptor, proteins involved in xenobiotic detoxification and cytokines, suggesting that D. rotundifolia 3× could stimulate self-repair systems, which are impaired in airway diseases. Furthermore, D. rotundifolia 3× acts on a complex and multifaceted set of genes and may potentially affect different layers of the bronchial mucosa.