ΔΗΚΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΔΑΣΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ Π.Μ.Σ.

ΔΗΚΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΔΑΣΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ Π.Μ.Σ. «ΑΕΙΦΟΡΙΚΗ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ» ΜΕΛΕΤΗ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΠΟΙΚΙΛΟΤΗΤΑΣ ΣΕ ΠΛΗΘΥΣΜΟΥΣ ΟΞΙΑΣ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ ΣΕΡΑΦΕΙΜ ΧΑΤΖΗΣΚΑΚΗΣ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: ΔΡ. ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ Χ. ΠΑΠΑΓΕΩΡΓΙΟΥ 2010 1

Η έγκριση διδακτορικής διατριβής από το Τµήµα Δασολογίας και Διαχείρισης Περιβάλλοντος και Φυσικών Πόρων του Δημοκριτείου Πανεπιστηµίου Θράκης, δεν υποδηλώνει την αποδοχή των γνωµών του συγγραφέα (Ν. 5343/1932, άρθρο202, παράγραφος 2). 2

Ευχαριστίες Η επιλογή του αντικειμένου της παρούσας εργασίας πραγματοποιήθηκε με κύριο γνώμονα την επιστημονική αξία των συμπερασμάτων που θα προέκυπταν από την ανάλυση των πρωτογενών δεδομένων. Το μεγάλο γεωγραφικό εύρος των πληθυσμών δειγματοληψίας, η ανάγκη για την διενέργειά της στο μικρότερο δυνατό χρονικό διάστημα και ο μεγάλος όγκος υλικού που συγκεντρώθηκε προς ανάλυση δημιούργησαν σημαντικές πρακτικές δυσκολίες, οι οποίες ξεπεράστηκαν με τη συνδρομή ατόμων και φορέων, τους οποίους νιώθω την ανάγκη να ευχαριστήσω. Ιδιαίτερες ευχαριστίες οφείλω στον επιβλέποντα της διατριβής μου, Δρ. Αριστοτέλη Χ. Παπαγεωργίου, Επίκουρο Καθηγητή του Τμήματος Δασολογίας και Διαχείρισης Περιβάλλοντος και Φυσικών Πόρων του Δ.Π.Θ. Εκτός από τις συμβατικές υποχρεώσεις του, στάθηκε δίπλα μου, προσφέροντας χωρίς περιορισμούς τη γνώση και την εμπειρία του, ενθαρρύνοντας παράλληλα την ανάπτυξη πρωτοβουλιών από μέρους μου. Με τη γενικότερη στάση του, μου δίδαξε το ήθος στον επιστημονικό και ακαδημαϊκό χώρο και μου έδωσε τα εφόδια για να μπορώ να σταθώ αξιοπρεπώς επιστημονικά και επαγγελματικά. Ευχαριστώ τον Δρ. Ηλία Μήλιο, Επίκουρο Καθηγητή του Τμήματος Δασολογίας και Διαχείρισης Περιβάλλοντος και Φυσικών Πόρων του Δ.Π.Θ. για τη σημαντικότατη βοήθειά του στο σχεδιασμό και την πραγματοποίηση της δειγματοληψίας, για τις συμβουλές του στη συγγραφή της διατριβής και για τη στήριξή του σε οποιοδήποτε θέμα ανέκυψε σε αυτή την προσπάθεια. Επίσης ευχαριστώ τον Δρ. Ευστάθιο Τσαχαλίδη, Καθηγητή του Τμήματος Δασολογίας και Διαχείρισης Περιβάλλοντος και Φυσικών Πόρων του Δ.Π.Θ. για τη στήριξη που μου παρείχε σε όλα τα στάδια της προσπάθειάς μου. Ευχαριστώ τον Δρ. Γεώργιο Κοράκη, Λέκτορα του Τμήματος Δασολογίας και Διαχείρισης Περιβάλλοντος και Φυσικών Πόρων του Δ.Π.Θ., για τη συνδρομή του στο σχεδιασμό της διατριβής, τη βοήθειά του στη διενέργεια της δειγματοληψίας και τις συμβουλές του κατά τη συγγραφή. Επίσης ευχαριστώ τον Δρ. Φώτιο Μάρη, Επίκουρο Καθηγητή του Τμήματος Δασολογίας και Διαχείρισης Περιβάλλοντος και Φυσικών Πόρων του Δ.Π.Θ., ο οποίος με στήριξε έμπρακτα στη προσπάθειά μου, τον Δρ. Σπυρίδωνα Γαλατσίδα, Επίκουρο Καθηγητή του Τμήματος Δασολογίας και Διαχείρισης Περιβάλλοντος και Φυσικών Πόρων του Δ.Π.Θ. για τη βοήθειά του στις στατιστικές αναλύσεις και τον Δρ. Γαρύφαλλο Αραμπατζή, Επίκουρο Καθηγητή του Τμήματος Δασολογίας και Διαχείρισης Περιβάλλοντος και Φυσικών Πόρων του Δ.Π.Θ. για τη συνδρομή του στη δειγματοληψία. 3

Ιδιαίτερα σημαντική ήταν η βοήθεια που μου παρείχαν οι Αναπληρωτές Καθηγητές του Τμήματος Αγροτικής Ανάπτυξης του Δ.Π.Θ., Δρ. Ιωάννης Τοκατλίδης στις γενετικές αναλύσεις και Δρ. Ζαφείρης Άμπας στην επεξεργασία των μορφομετρικών δεδομένων. Ευχαριστώ ιδιαίτερα το Δρ. Ιωάννη Τσιριπίδη, Λέκτορα του Τμήματος Βιολογίας του Α.Π.Θ. για την καθοριστική βοήθειά του στην υλοποίηση της παρούσας εργασίας. Στα πλαίσια του προγράμματος IKYDA είχα την τιμή να συνεργαστώ με τον Δρ. Reiner Finkeldey, Καθηγητή, Διευθυντή του Ινστιτούτου Δασικής Γενετικής του Πανεπιστημίου του Göttingen και τον Δρ. Oliver Gailing, Επίκουρο Καθηγητή, συντονιστή εργαστηρίων του Ινστιτούτου Δασικής Γενετικής του Πανεπιστημίου του Göttingen, τους οποίους ευχαριστώ για τη συνεργασία και τη φιλοξενία. Το σύνολο των γενετικών αναλύσεων δεν θα είχε ολοκληρωθεί με επιτυχία χωρίς τη συμβολή των φίλων Δρ. Νικόλαου Ηλιάδη και Δρ. Αμαρυλλίδας Βιδάλη, οι οποίοι διέθεσαν τον πολύτιμο χρόνο τους για να μου μεταφέρουν την τεχνογνωσία τους πάνω στις μοριακές τεχνικές και με στήριξαν πρακτικά και ηθικά σε όλα τα στάδια εκπόνησης της διατριβής μου. Ακόμη, οφείλω να ευχαριστήσω τον Δημήτριο Κασιμιάδη, υποψήφιο διδάκτορα του Τμήματος Δασολογίας και Διαχείρισης Περιβάλλοντος και Φυσικών Πόρων για τη συνδρομή του στο σχεδιασμό της δειγματοληψίας, τις συμβουλές του και τη στήριξη που μου παρείχε. Η διαδικασία της δειγματοληψίας θα ήταν αδύνατο να πραγματοποιηθεί χωρίς τη συμβολή των φίλων που με φιλοξένησαν, με συνόδευσαν στο πεδίο και με βοήθησαν στην οργάνωση των δειγμάτων. Για αυτή τους τη βοήθεια οφείλω ιδιαίτερες ευχαριστίες στους Γιώργο Παπαδήμο, Νίκο Λάμπρη, Σίμο Ποτουρίδη, Άρη Ελευθερίου, Νίκο Χατζησκάκη και Παναγιώτη Ιωάννου. Ευχαριστώ το προσωπικό της Γραμματείας του Τμήματος Δασολογίας και Διαχείρισης Περιβάλλοντος και Φυσικών Πόρων για την άμεση και αποτελεσματική ανταπόκρισή τους σε κάθε αίτημά μου. Ευχαριστώ το Κοινωφελές Ίδρυμα Αλέξανδος Σ. Ωνάσης για τη χορήγηση υποτροφίας, η οποία με αποδέσμευσε από οποιαδήποτε απασχόληση με σκοπό τον βιοπορισμό, εξασφαλίζοντάς μου αποκλειστική ενασχόληση με την εκπόνηση της παρούσας εργασίας. Ιδιαίτερες ευχαριστίες οφείλω προσωπικά στην κα Φανή Παπαθάνου, για την κατανόηση και την αμέριστη συμπαράστασή της. Ευχαριστώ το Κοινωφελές Ίδρυμα Προποντίς για τη χορήγηση ειδικού βραβείου, το οποίο κάλυψε σημαντικό μέρος των εξόδων της δειγματοληψίας. 4

Κλείνοντας θα ήθελα εκφράσω την ευγνωμοσύνη μου στους δικούς μου ανθρώπους. Η οποιαδήποτε ευχαριστία θα ήταν λίγη και δε θα μπορούσε να αποτυπώσει τη σημασία της στάσης τους σε όλη αυτή την προσπάθεια. Ευχαριστώ τους γονείς μου, Θανάση και Σωτηρία Χατζησκάκη και την αδελφή μου Δέσποινα, που πίστεψαν σε εμένα, με στήριξαν ηθικά, συναισθηματικά και οικονομικά και ήταν πάντα δίπλα μου σε ολόκληρη την πορεία μου. Ευχαριστώ τη σύντροφό μου Λένια Αναγνωστάκη για την πίστη της στην προσπάθειά μου, τη υπομονή και την κατανόηση που έδειξε και την επιμονή της να στέκεται δίπλα μου και να με εμψυχώνει. Ιδιαίτερες ευχαριστίες οφείλω και στους γονείς της Δημήτρη Αναγνωστάκη και Αγγελική Μαρούδα για τη στήριξη που μου παρείχαν σε κάθε επίπεδο. 5

Περιεχόμενα Κατάλογος εποπτικών μέσων... 6 Περίληψη... 11 Abstract... 12 1. Εισαγωγή... 14 1.1. Έρευνες γενετικής ποικιλότητας... 16 1.2. Μορφομετρία... 16 1.3. Παγετώνες - Καταφύγια... 19 1.4. Βοτανική περιγραφή, οικολογία και εξάπλωση της οξιάς... 19 1.5. Περιοχή έρευνας... 20 1.6. Η οξιά στην Ευρώπη... 24 1.6.1. Μορφολογικοί χαρακτήρες και ταξινόμηση της οξιάς στην Ευρώπη... 26 1.6.2. Γενετικές έρευνες της οξιάς στην Ευρώπη... 27 1.6.3. Καταφύγια της οξιάς στην Ευρώπη... 28 1.7. Η οξιά στην Ελλάδα... 28 1.7.1. Μορφολογικοί χαρακτήρες και ταξινόμηση της οξιάς στην Ελλάδα... 27 1.7.2. Γενετικές έρευνες της οξιάς στην Ελλάδα... 28 1.7.3. Καταφύγια της οξιάς στην Ελλάδα... 29 1.8. Σκοπός της εργασίας... 32 2. Μοριακή ανάλυση μέσω μικροδορυφόρων χλωροπλαστικού DNA... 31 2.1. Υλικά και μέθοδοι μοριακής ανάλυσης... 33 2.2. Αποτελέσματα μοριακής ανάλυσης... 38 2.3. Συζήτηση μοριακής ανάλυσης... 46 2.4. Σύνοψη... 49 3. Μορφομετρική ανάλυση μέσω μορφολογικών χαρακτήρων των φύλλων... 54 3.1. Υλικά και μέθοδοι μορφομετρικής ανάλυσης... 56 3.2. Αποτελέσματα μορφομετρικής ανάλυσης... 58 6

3.2.1. Εύρεση κυρίαρχων συνιστωσών με τη χρήση Ανάλυσης Κυρίαρχης Συνιστώσας (PCA)... 58 3.2.2. Μέσοι όρο (means), τυπικές αποκλίσεις (SD) και συντελεστές παραλλακτικότητας (CV) των μορφολογικών χαρακτήρων των φύλλων... 64 3.2.3. Σύγκριση φωτόφυλλων σκιόφυλλων... 72 3.2.4. Clustering και φυλλότυποι... 76 3.3. Συζήτηση μορφομετρικής ανάλυσης... 86 3.4. Σύνοψη μορφομετρικής ανάλυσης... 92 4. Συνδυασμένη μελέτη μορφολογικών και γενετικών δεδομένων... 93 4.1. Υλικά και μέθοδοι... 94 4.2. Αποτελέσματα... 101 4.3. Συζήτηση - συμπεράσματα... 110 4.3.1. Μορφολογική ποικιλότητα... 112 4.3.2. Καταγωγή και μορφομετρία... 114 4.4. Σύνοψη... 117 5. Συμπεράσματα - Συζήτηση... 119 6. Βιβλιογραφία... 130 6.1. Ελληνική Βιβλιογραφία... 132 6.2. Ξένη Βιβλιογραφία... 130 6.3. Διαδικτυακές πηγές... 142 7

Κατάλογος εποπτικών μέσων Πίνακας 1.1. Μορφολογικά χαρακτηριστικά υποειδών F.sylvatica subsp sylvatica και F.sylvatica subsp orientalis (Πηγή: Αθανασιάδης, 1986)... 21 Εικόνα 1.1. Αντιπροσωπευτικά φύλλα των μορφότυπων των Denk et al. (2002) και αντιστοιχία με τα υποείδη οξιάς κατά τον Shen (1992)... 21 Πίνακας 1.2. Πληθυσμοί δείγματος, συντεταγμένες και φυτογεωγραφικές περιοχές στις οποίες ανήκουν σύμφωνα με τους Bergmeier and Dimopoulos (2001)... 22 Εικόνα 1.2. Γεωγραφική εξάπλωση της Fagus sylvatica ssp. sylvatica στην Ευρώπη (Πηγή: Euforgen)... 22 Εικόνα 1.3. Γεωγραφική εξάπλωση της οξιάς στην Ελλάδα (Πηγή: Τσιριπίδης, 2001)... 23 Πίνακας 2.1. Τοπωνύμια και συντεταγμένες των 38 ελληνικών και 2 τούρκικων πληθυσμών δειγματοληψίας... 34 Εικόνα 2.1. Γεωγραφική θέση των πληθυσμών δειγματοληψίας... 35 Πίνακας 2.2. Ταξινόμηση των πληθυσμών σε φυτογεωγραφικές περιοχές... 38 Εικόνα 2.2. Φυτογεωγραφικές περιοχές... 37 Πίνακας 2.3. Σύνθεση απλότυπων (*Απλότυπος κεντρικής Ευρώπης)... 38 Πίνακας 2.4. Συχνότητες των απλότυπων cpdna ανά πληθυσμό... 40 Εικόνα 2.3. Γεωγραφική κατανομή των απλότυπων cpdnα... 43 Πίνακας 2.5. Γενετική ποικιλότητα σε κάθε περιοχή και συνολική ποικιλότητα... 44 Πίνακας 2.6α. Ανάλυση μοριακής διακύμανσης (AMOVA) με τη χρήση απλοτυπικής ταυτότητας... 44 Πίνακας 2.6β. Ανάλυση μοριακής διακύμανσης (AMOVA) με τη χρήση του αθροίσματος των τετραγώνων των αποστάσεων του μεγέθους των απλότυπων σε όλους τους γονιδιακούς τόπους (R st )... 42 Πίνακας 2.7. Συμμετοχή του κάθε πληθυσμού στη συνολική ποικιλότητα... 45 Σχήμα 2.1. Δενδρόγραμμα UPGMΑ... 45 Σχήμα 2.2. Δίκτυο απλότυπων TCS... 48 Εικόνα 2.4. Τόξο επιρροής ανατολικών απλότυπων... 48 Πίνακας 3.1. Μορφολογικοί χαρακτήρες που χρησιμποιήθηκαν για το διαχωρισμό των μορφότυπων (ΜΤ) της οξιάς στη δυτική Ευρασία, εξάπλωση του κάθε μορφότυπου σύμφωνα με τον Denk (1999a,b) και αντιστοίχιση με τα υποείδη ή είδη όπως περιγράφονται από τους Shen (1992) και Czeczott (1933). Οι τιμές του μήκους του ελάσματος είναι οι μέγιστες, ενώ 8

στις υπόλοιπες μεταβλητές αναφέρονται μέσες τιμές για κάθε μορφότυπο (Πηγή: Denk et al., 2002)... 51 Πίνακας 3.2. Μορφολογικά χαρακτηριστικά υποειδών F.sylvatica subsp sylvatica και F.sylvatica subsp orientalis (Πηγή: Αθανασιάδης, 1986)... 53 Εικόνα 3.1. Γεωγραφική θέση των πληθυσμών δειγματοληψίας... 56 Πίνακας 3.3. Τοπωνύμια, συντεταγμένες και έτος δειγματοληψίας πληθυσμών... 57 Πίνακας 3.4. Πληθυσμοί με πλήρες σύνολο δεδομένων για τα φωτόφυλλα και τα σκιόφυλλα που συμπεριλήφθηκαν στην ανάλυση κυρίαρχων συνιστωσών (PCA) και στη σύγκριση μέσων όρων, διακυμάνσεων και συντελεστών παραλλακτικότητας για τις δύο ομάδες δεδομένων... 59 Πίνακας 3.5. Συσχέτιση των αρχικών μεταβλητών με τους νέους άξονες ποικιλότητας της PCA για τα φωτόφυλλα... 60 Πίνακας 3.6. Εξηγούμενη ποικιλότητα από τους τέσσερις άξονες για τα φωτόφυλλα... 62 Πίνακας 3.7. Συσχέτιση των αρχικών μεταβλητών με τους νέους άξονες ποικιλότητας της PCA για τα σκιόφυλλα... 61 Πίνακας 3.8. Εξηγούμενη ποικιλότητα από τους τέσσερις άξονες για τα σκιόφυλλα... 63 Πίνακας 3.9. Μέσοι όροι για κάθε πληθυσμό των αντιπροσωπευτικών για τους τρεις πρώτους άξονες της PCA μεταβλητών των φωτόφυλλων... 63 Πίνακας 3.10. Μέσοι όροι για κάθε πληθυσμό των αντιπροσωπευτικών για τους τρεις πρώτους άξονες της PCA μεταβλητών των σκιόφυλλων... 64 Πίνακας 3.11. Διακυμάνσεις για κάθε πληθυσμό των αντιπροσωπευτικών για τους τρεις πρώτους άξονες της PCA μεταβλητών των φωτόφυλλων... 65 Πίνακας 3.12. Διακυμάνσεις για κάθε πληθυσμό των αντιπροσωπευτικών για τους τρεις πρώτους άξονες της PCA μεταβλητών των σκιόφυλλων... 65 Πίνακας 3.13. Συντελεστές παραλλακτικότητας για κάθε πληθυσμό των αντιπροσωπευτικών για τους τρεις πρώτους άξονες της PCA μεταβλητών των φωτόφυλλων... 67 Πίνακας 3.14. Συντελεστές παραλλακτικότητας για κάθε πληθυσμό των αντιπροσωπευτικών για τους τρεις πρώτους άξονες της PCA μεταβλητών των σκιόφυλλων... 68 Πίνακας 3.15. Διαφορές των μέσων όρων ανάμεσα στα φωτόφυλλα και τα σκιόφυλλα για τις έξι αντιπροσωπευτικές μεταβλητές. Με έντονη γραφή παρουσιάζονται οι περιπτώσεις στις οποίες οι διαφορές των μέσων όρων αποκλίνουν από το γενικόμορφολογικό κανόνα για τα φωτόφυλλα και τα σκιόφυλλα... 71 Πίνακας 3.16. Σημαντικότητα των διαφορών φωτόφυλλων-σκιόφυλλων για όλες τις μεταβλητές, όπως προέκυψε από την ανάλυση διακύμανσης (ANOVA)... 72 9

Πίνακας 3.17. Αποτελέσματα μη παραμετρικών ελέγχων (Kruskall-Wallis test και Mann- Whitney test) για τις διαφορές φωτόφυλων-σκιόφυλλων όλων των μεταβλητών... 73 Σχήμα 3.1. Δενδρόγραμμα UPGMA με βάση τις ευκλείδειες αποστάσεις (Euclidean distances)... 75 Εικόνα 3.2. Θέση των πληθυσμών των ομάδων του δενδρογράμματος... 76 Εικόνα 3.3. Κατανομή των φυλλότυπων ανά πληθυσμό... 78 Πίνακας 3.18. Εκατοστιαία ποσοστά των φυλλότυπων ανά πληθυσμό... 79 Πίνακας 3.19. Μέσες τιμές για κάθε φυλλότυπο των αντιπροσωπευτικών μεταβλητών και χαρακτηρισμός με βάση τη διάκριση των υποειδών... 81 Πίνακας 3.20. Χαρακτηρισμός των φυλλότυπων με βάση τις κοινές αξιολογούμενες των Denk et al. (2002), Shen (1992) και Czeczott (1933)... 81 Διάγραμμα 3.1. Η κατανομή της μεταβλητής SL και η καμπύλη της κανονικής κατανομής στους τέσσερις φυλλότυπους... 82 Διάγραμμα 3.2. Η κατανομή της μεταβλητής SW και η καμπύλη της κανονικής κατανομής στους τέσσερις φυλλότυπους... 82 Διάγραμμα 3.3. Η κατανομή της μεταβλητής LI και η καμπύλη της κανονικής κατανομής στους τέσσερις φυλλότυπους... 83 Διάγραμμα 3.4. Η κατανομή της μεταβλητής RS και η καμπύλη της κανονικής κατανομής στους τέσσερις φυλλότυπους... 83 Διάγραμμα 3.5. Η κατανομή της μεταβλητής PL και η καμπύλη της κανονικής κατανομής στους τέσσερις φυλλότυπους... 84 Διάγραμμα 3.6. Η κατανομή της μεταβλητής PI και η καμπύλη της κανονικής κατανομής στους τέσσερις φυλλότυπους... 84 Διάγραμμα 3.7. Διασπορά των τιμών των δύο πρώτων αξόνων της PCA για τους φυλλότυπους.... 87 Πίνακας 4.1. Τοπωνύμια πληθυσμών, γεωγραφική θέση και κατανομή στις οριζόμενες ομάδες (Μεταπαγετώδης προέλευση / lineage, δυτικοί-ενδιάμεσοι ανατολικοί / W.I.E., και δίκτυο απλοτύπων / TCS). Ομαδοποίησεις: Lineage (1: Ανατολή, 2: Ροδόπη, 3: Πίνδος, 4: Βορράς), W.I.E. (1: δυτικοί, 2: ενδιάμεσοι, 3: ανατολικοί), TCS (1: απλότυποι 1,2,3,4,5,6,8, 2: 9,10,11,12,13, 3: 7). Οι ομάδες Lineage και W.I.E. αναφέρονται σε πληθυσμούς, ενώ η ομάδα TCS αναφέρεται σε δέντρα και παρουσιάζεται με τη μορφή πίνακα συχνοτήτων... 95 Εικόνα 4.1. Γεωγραφική θέση των 38 ελληνικών πληθυσμών οξιάς... 96 Εικόνα 4.2. Ομάδα 1: Μεταπαγετώδης κίνηση από καταφύγια (lineages)... 97 Εικόνα 4.3. Ομάδα 2: Ανατολικοί,ενδιάμεσοι και δυτικοί πληθυσμοί (W.I.E.)... 98 10

Εικόνα 4.4. Ομάδα 3: Κλάδοι δικτύου απλότυπων TCS... 99 Πίνακας 4.2α. Συσχέτιση αρχικών μεταβλητών με τους πέντε πρώτους άξονες της PCA (νέες ανεξάρτητες μεταβλητές) με ιδιοτιμές (eigenvalues) μεγαλύτερες της μονάδας... 102 Πίνακας 4.2β. Ιδιοτιμές, ποσοστά και αθροιστικά ποσοστά της ποικιλότητας που εξηγείται από του πρώτους πέντε άξονες της PCA (νέες ανεξάρτητες μεταβλητές)... 102 Πίνακας 4.3. Μέσοι όροι και τυπικές αποκλίσεις ενδεικτικών μεταβλητών των τριών πρώτων αξόνων της PCA (νέες ανεξάρτητες μεταβλητές) για κάθε πληθυσμό. Οι μεταβλητές SL (διάμετρος του τόξου κατά μήκος του μέγιστου άξονα του ελάσματος) και SW (διάμετρος του τόξου κατά μήκος του ελάχιστου άξονα του ελάσματος) εκφράζουν το μέγεθος του φύλλου. Οι μεταβλητές LI (Leaf Index, LI=LL(μήκος ελάσματος)/lw(πλάτος ελάσματος)x100) και RS (Κυκλικότητα, RS= περίμετρος 2 /(4 x π x επιφάνεια)) εκφράζουν ο μέγεθος. Οι μεταβλητές PL (μήκος μίσχου) και PI (Petiole Index, PI=PL(μήκος μίσχου)/ll(μήκος ελάσματος)x100) αναφέρονται στο μίσχο και στη σχέση του με το έλασμα του φύλλο... 103 Σχήμα 4.1. Δενδρόγραμμα UPGMA βασισμένο στις Ευκλείδειες αποστάσεις των μορφολογικών χαρακτήρων των φύλλων... 104 Πίνακας 4.4. Αποτελέσματα των τεστ Mantel για τη σύγκριση των πινάκων ευκλείδειων μορφολογικών αποστάσεων με τους αντίστοιχους των γεωγραφικών και γενετικών (cpdna). r = συσχέτιση μεταξύ των πινάκων αποστάσεων και p = πιθανότητα... 105 Πίνακας 4.5. Αποτελέσματα των τεστ Mantel για τους μονομορφικούς και μη μονομορφικούς πληθυσμούς. r = συσχέτιση μεταξύ των πινάκων αποστάσεων και p = πιθανότητα... 105 Πίνακας 4.6α. Ομάδα μεταπαγετώδων διαδρομών από πιθανά καταφύγια (lineages): μέσοι όροι, τυπικές αποκλίσεις, σημαντικότητα (sig.) ANOVA και αριθμός των δέντρων για κάθε υποομάδα... 106 Σχήμα 4.2. Απεικόνιση της ποσοστιαίας συμμετοχής των φυλλότυπων (Κεφάλαιο 3) σε κάθε υποομάδα για την ομάδα μεταπαγετώδων διαδρομών από πιθανά καταφύγια (lineages)... 106 Πίνακας 4.6β. Ομάδα W.I.E. (δυτικοί-ενδιάμεσοι-ανατολικοί): μέσοι όροι, τυπικές αποκλίσεις, σημαντικότητα (sig.) ANOVA και αριθμός των δέντρων για κάθε υποομάδα... 107 Σχήμα 4.3. Απεικόνιση της ποσοστιαίας συμμετοχής των φυλλότυπων (Κεφάλαιο 3) σε κάθε υποομάδα για την ομάδα W.I.E. (δυτικοί-ενδιάμεσοι-ανατολικοί)... 108 Πίνακας 4.6γ. Ομάδα δικτύου απλότυπων TCS: μέσοι όροι, τυπικές αποκλίσεις, σημαντικότητα (sig.) ANOVA και αριθμός των δέντρων για κάθε υποομάδα... 108 Σχήμα 4.4. Απεικόνιση της ποσοστιαίας συμμετοχής των φυλλότυπων (Κεφάλαιο 3) σε κάθε υποομάδα για την ομάδα του δικτύου απλότυπων TCS... 109 Πίνακας 4.7α. Προβλεπόμενα και παρατηρούμενα αποτελέσματα ταξινόμησης των φωτόφυλλων με τη χρήση ως εξαρτημένης μεταβλητής των μεταπαγετωδών διαδρομών (lineages)... 110 11

Πίνακας 4.7β. Προβλεπόμενα και παρατηρούμενα αποτελέσματα ταξινόμησης των φωτόφυλλων με τη χρήση ως εξαρτημένης μεταβλητής της ομάδας W.I.E. (δυτικοίενδιάμεσοι-ανατολικοί)... 110 Πίνακας 4.7γ. Προβλεπόμενα και παρατηρούμενα αποτελέσματα ταξινόμησης των φωτόφυλλων με τη χρήση ως εξαρτημένης μεταβλητής του δικτύου απλότυπων TCS... 110 12

Περίληψη Η οξιά (Fagus sylvatica L.) αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα δασικά είδη στην Ευρώπη, με ιδιαίτερη οικονομική και οικολογική αξία. Η γενετική ομοιομορφία που παρουσιάζει στην κεντρική και βόρεια Ευρώπη, έρχεται σε αντίθεση με την αυξημένη ποικιλότητα των νοτιότερων πληθυσμών της εξάπλωσής της, συμπεριλαμβανομένων και των ελληνικών. Επιπλέον, αυτοί οι πληθυσμοί αποκτούν ιδιαίτερη αξία, εξαιτίας των πιέσεων που δέχονται από την κλιματική αλλαγή και του ρόλου που μπορούν να διαδραματίσουν στη διατήρηση της ποικιλότητας του είδους. Η μελέτη και αξιολόγηση της ποικιλότητας του χλωροπλαστικού DNA και των μορφολογικών χαρακτήρων καθώς και των παραγόντων που τη διαμορφώνουν, αποτελούν τους στόχους της παρούσας έρευνας. Η διερεύνηση της ποικιλότητας των ελληνικών πληθυσμών οξιάς (Fagus sylvatica L.) πραγματοποιήθηκε με τη χρήση μικροδορυφόρων χλωροπλαστικού DNA (cpdna SSRs) και μορφολογικών χαρακτήρων των φύλλων, με το σύνολο της περιοχής έρευνας να καλύπτει την εξάπλωση του είδους στην Ελλάδα. Για την ανάλυση του χλωροπλαστικού DNA χρησιμοποιήθηκαν τρεις διαφορετικοί εκκινητές, από τους οποίους προέκυψαν 13 απλότυποι. Το μεγαλύτερο μέρος της ποικιλότητας κατανεμήθηκε μεταξύ των πληθυσμών, αλλά σημαντικό ποσοστό της επισημάνθηκε επίσης και εντός των πληθυσμών, με το συνολικό μέγεθός της να παρουσιάζεται πολύ υψηλό σε όλες τις περιοχές. Η σύγκριση N st /G st ήταν σημαντική, υποδεικνύοντας φυλογενετική υποδιαίρεση, αλλά η έλλειψη ισχυρής χωρικής δομής αποκάλυψε πολύπλοκα μοτίβα μεταπαγετώδους μετανάστευσης. Η μελέτη των μορφολογικών χαρακτήρων βασίστηκε στη μέτρηση και στατιστική αξιολόγηση 31 παραμέτρων των φύλλων και αποκάλυψε σταθερά σημαντική ποικιλότητα στο σύνολο των πληθυσμών. Το μέγεθος και η κατανομή της ποικιλότητας δεν μεταβλήθηκαν από τη χρήση φωτόφυλλων ή σκιόφυλλων για τις αναλύσεις. Στους δυτικότερους πληθυσμούς οι μορφές των φύλλων προσέγγισαν εκείνες του υποείδους sylvatica και στους ανατολικότερους του υποείδους orientalis, με ταυτόχρονη παρουσία εξαιρέσεων και σημαντική παρουσία ενδιάμεσων στα δύο υποείδη μορφών. Το μεγαλύτερο μέρος της μορφολογικής ποικιλότητας οφείλεται στο μέγεθος και σε μικρότερα ποσοστά στο σχήμα και το μήκος του μίσχου. Παρατηρήθηκε πολύπλοκη κατανομή της μορφολογικής ποικιλότητας των φύλλων, με τις τάσεις της πιθανόν να αποτελούν αποτέλεσμα της συνδυασμένης δράσης γεωγραφικώνοικολογικών παραγόντων και μεταπαγετώδους προέλευσης των πληθυσμών. Για τη διερεύνηση της συσχέτισης ανάμεσα στους μορφολογικούς χαρακτήρες και τους απλότυπους του χλωροπλαστικού DNA χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από τα ίδια δέντρα, ώστε τα αποτελέσματα να είναι άμεσα συγκρίσιμα. Τα υψηλά ποσοστά πρόβλεψης των μορφολογικών ομαδοποιήσεων από τις αντίστοιχες των απλότυπων, σε συνδυασμό με τις κοινές τάσεις για τους δύο δείκτες ποικιλότητας υποδεικνύουν ότι οι παράγοντες που 13

διαμόρφωσαν το πολύπλοκο μοτίβο μορφολογικής ποικιλότητας, ειδικά σε περιοχές όπου συναντώνται διαφορετικές μεταπαγετώδεις διαδρομές (lineages), σχετίζονται με το γενετικό υπόβαθρο και την πιθανή προσαρμογή των πληθυσμών οξιάς σε διαφορετικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Η υψηλή μορφολογική και απλοτυπική ποικιλότητα και η πολύπλοκη χωρική κατανομή της στους ελληνικούς πληθυσμούς οξιάς, σε συνδυασμό με τη θέση τους στο νότιο άκρο εξάπλωσης του υποείδους sylvatica, την παρουσία καταφυγίων, τη συνάντηση διαφορετικών lineages στην περιοχή και την ύπαρξη ζώνης αλληλεπίδρασης μεταξύ των δύο υποειδών, προσδίδουν αυξημένη προτεραιότητα μελέτης και διαχείρισης ενόψει της κλιματικής αλλαγής. Abstract The European beech (Fagus sylvatica L.) is a forest species with great economic and ecological value. The genetic uniformity of central and northern Europe is in contrast with the diversity of the southernmost populations, along with the Greek beech populations, which form the south-eastern limit of the species European distribution. Those populations are facing the effects of global warming and climate change and, therefore, play a crucial role to the conservation of the species diversity. The analysis of chloroplast DNA and leaf morphological diversity and the factors that affect it as well, consist the aim this study. The investigation of diversity in Greek beech populations (Fagus sylvatica L.) was conducted using chloroplast DNA microsatellites (cpdna SSRs) and leaf morphological characters in a study area covering the species expansion in Greece. Thirteen haplotypes were identified by combining three different primers. Most of the cpdna variation was distributed among populations, but a considerable amount was also observed within, while the total diversity was very high for all regions. The N st /G st comparison was significant, indicating phylogenetic subdivision, but the absence of strong spatial structure revealed complex postglacial migration patterns. The study of morphological characters was based on measurement and statistical evaluation of 31 leaf parameters and revealed significant diversity for all populations. The amount and distribution of morphological diversity was not affected by the use of sun or shade leaves. The leaf forms of the westernmost populations were closer to subspecies sylvatica, while the easternmost tended to have leaves resembling those of subspecies orientalis, along with the presence of exclusions and intermediate forms of the two subspecies. The greatest part of leaf morphological diversity was mainly due to the leaf size and, secondly, to the shape and lamina length. The complex distribution, along with morphological diversity patterns are probably the result of the combined effects of geographic-ecological factors and postglacial origin of Greek beech populations. 14

The investigation of the possible relations between morphological characters and cpdna haplotypes was conducted using the very same trees for both analyses. The strong ability of cpdna groups to predict the grouping of leaf characters, along with the common trends of the two diversity parameters, suggest that the factors that formed the complex morphological diversity patterns, especially in areas where different lineages meet, are connected both to the genetic background and to the possible adaptation of beech populations in variable environmental conditions. The geographic position of Greek beech distribution in the southernmost limits of the species, the presence of glacial refugia, the meeting of different lineages and the contact zone of the two subspecies, along with the high amounts and the complex patterns of haplotypic and morphological diversity, suggest that the Greek beech populations deserve a high conservation priority in the face of global climate change. 15

1. Εισαγωγή Η οξιά (Fagus sylvatica L.) έχει γίνει αντικείμενο έρευνας σε πολλά επιστημονικά πεδία, όπως η οικολογία, η παλαιοοικολογία και η γενετική (Magri et al., 2006). Το μεγάλο εύρος εξάπλωσής της στην Ευρώπη και στην Ασία και η μεγάλη οικονομική της αξία συντέλεσαν στο γεγονός αυτό. Μια σειρά γενετικών ερευνών αποκάλυψε μια σχετική ομοιομορφία και έλλειψη ποικιλότητας σε γονιδιακούς δείκτες για το είδος στην κεντρική και βόρεια Ευρώπη (π.χ. Demesure et al., 1996; Gömöry et al., 1999; Comps et al., 2001; Magri et al., 2006), που έρχεται σε αντίθεση με την ποικιλότητα που φαίνεται να εμφανίζει σε νοτιοευρωπαϊκούς πληθυσμούς (π.χ. Gömöry et al., 1999; Comps et al., 2001; Vettori et al., 2004; Magri et al., 2006; Papageorgiou et al., 2008). Το γεγονός αυτό αναδεικνύει μια σύνθετη εξελικτική ιστορία για το είδος αυτό στην Ευρώπη, ιδιαίτερα σε ότι αφορά την προέλευση των ειδών και υποειδών, τα πιθανά καταφύγια και τις κινήσεις κατά τις παγετώδεις και μεσοπαγετώδεις περιόδους. Εκτός από το ενδιαφέρον που παρουσιάζει η οξιά σε γενετικό και εξελικτικό επίπεδο, διαφωνίες έχουν διατυπωθεί και σχετικά με τη συστηματική ταξινόμηση ειδών και υποειδών του γένους Fagus (Denk, 2003). Επιπρόσθετα, η παρουσία της οξιάς στην Ελλάδα παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, καθώς η περιοχή εξάπλωσής της χαρακτηρίζεται από ένα μωσαϊκό οικολογικών συνθηκών (Magri et al., 2006), θεωρείται ότι περιέχει δύο ή περισσότερα πιθανά παγετώδη καταφύγια (Magri et al., 2006; Papageorgiou et al., 2008), καθώς και ότι αποτελεί σημείο συνάντησης των υποειδών sylvatica και orientalis (Papageorgiou et al., 2008). Τα χαρακτηριστικά αυτά αποτελούν ισχυρές ενδείξεις ύπαρξης σημαντικής ποικιλότητας και συντελούν στη δημιουργία πολύπλοκων κατανομών της, καθιστώντας την περιοχή ιδανική για μελέτη, τόσο σε θεωρητικό επίπεδο για την εξελικτική πορεία ενός κυρίαρχου δασικού είδους, όσο και σε πρακτικό επίπεδο περιγραφής της γενετικής δομής των πληθυσμών και εντοπισμού πληθυσμών που αποτελούν κέντρα ποικιλότητας, ιδιαίτερα εν όψει της επερχόμενης κλιματικής αλλαγής. 1.1. Έρευνες γενετικής ποικιλότητας Ο ρόλος και η σημασία της γενετικής ποικιλότητας των δασικών ειδών κινείται πάνω σε δύο βασικούς άξονες (Πηγή: F.A.O., 2000). Ο πρώτος σχετίζεται με τον καθαρά οικολογικό της ρόλο, καθώς αποτελεί τον βασικό παράγοντα για την εξέλιξη των δασικών ειδών, εξασφαλίζοντας τη συνεχή προσαρμογή τους στις διαρκώς μεταβαλλόμενες και συχνά δυσμενείς ως προς αυτά περιβαλλοντικές συνθήκες. Η μεγάλη παρακαταθήκη των δασικών ειδών υπό τη μορφή των γενετικών πόρων διασφαλίζει, εκτός από την επιβίωση των ειδών 16

αυτή καθ αυτή, την αδιάλειπτη συνεισφορά τους στην πολύπλοκη λειτουργία των οικοσυστημάτων. Πέρα από την οικολογική δυναμική, η οποία εκφράζεται από την προσαρμοστικότητα των δασικών ειδών, η γενετική ποικιλότητά τους αποτελεί και τη βάση πάνω στην οποία στηρίζονται προγράμματα βελτίωσης με στόχο την ικανοποίηση των ανθρώπινων αναγκών σε πρώτες ύλες, αγαθά και υπηρεσίες. Η γενετική ποικιλότητα των ειδών είναι αποτέλεσμα της εξελικτικής ιστορίας των πληθυσμών τους και μπορεί να προκύψει μέσα από διαφορετικές σύνθετες διεργασίες. Μπορεί να προέλθει από συσσώρευση μεταλλάξεων σε μακρές χρονικές περιόδους, μέσα σε αδιατάρακτα περιβάλλοντα όπως είναι τα παγετώδη καταφύγια. Εναλλακτικά μπορεί να είναι αποτέλεσμα της επαφής και μίξης πληθυσμών με διαφορετική εξελικτική ιστορία (Hewitt, 2000). Σε πανευρωπαϊκή έρευνα για τα ξυλώδη είδη διαπιστώθηκε πως περιοχές που έχουν ταυτοποιηθεί ως καταφύγια όντως παρουσιάζουν μεγάλη ποικιλότητα. Παρόλα αυτά, υψηλότερες τιμές εμφανίζονται σε περιοχές όπου συναντώνται διαφορετικές μεταναστευτικές οδοί (Petit et al., 2003). Οι δύο αυτές διαδικασίες συχνά θεωρούνται αλληλοαποκλειόμενες. Θεωρείται δηλαδή ότι δεν είναι δυνατό το καταφύγιο ενός είδους να επανεποικιστεί από άτομα που προέρχονται από άλλα καταφύγια. Παρόλα αυτά, στη βιβλιογραφία έχουν καταγραφεί και περιπτώσεις περιοχών όπου η συνδυασμένη δράση των πιθανών καταφυγίων και της συνάντησης και αλληλεπίδρασης διαφορετικών φυλών ή υποειδών προωθεί την περαιτέρω αύξηση της ποικιλότητας, γενετικής και μορφολογικής. Μάλιστα μία από τις περιοχές αυτές είναι το ελληνικό τμήμα της οροσειράς της Ροδόπης, στο οποίο οι Papageorgiou et al. (2008) διαπίστωσαν υψηλή μορφολογική ποικιλότητα στα φύλλα και αντίστοιχη γενετική, τόσο στους μικροδορυφόρους του χλωροπλαστικού DNA, όσο και στα AFLPs. Επιπλέον, η κατανομή της ποικιλότητας επιβεβαίωσε την παρουσία καταφυγίων (π.χ. Magri et al., 2006), καθώς και τη θεωρία συνάντησης των δύο υποειδών στην περιοχή (π.χ. Tsiripidis and Athanasiadis, 2003). Προκειμένου να εξαχθούν ασφαλή συμπεράσματα για τη γενετική ποικιλότητα, ούτως ώστε αυτή να προστατευθεί και να διατηρηθεί, αλλά και να αποτελέσει αντικείμενο βελτίωσης, απαιτείται ένα σύνολο αξιόπιστων πληροφοριών σχετικών με τα χαρακτηριστικά της. Τα τελευταία χρόνια η χρήση μοριακών δεικτών προς αυτή την κατεύθυνση τείνει να γίνει κανόνας, αυτόνομα (π.χ. Gailing and vonwuehlisch, 2004), αλλά και σε συνδυασμό με τη μορφολογική μελέτη (π.χ. Denk et al., 2005), την παλαιοοικολογία (π.χ. Magri et al., 2006), αλλά και κλασσικότερες μεθόδους, όπως τη μελέτη των ισοενζύμων (π.χ. Lopez de Heredia et al., 2004). Οι μοριακοί δείκτες στο σύνολό τους προσφέρουν πολλαπλές δυνατότητες στη μελέτη και αξιολόγηση της γενετικής ποικιλότητας (Haines & Martin, 1997), όπως είναι η ποσοτικοποίησή της, η επιβεβαίωση του γενότυπου (με χρήση στην ταξινόμηση των ειδών και 17

την εύρεση του γενετικού αποτυπώματος των οργανισμών), η χαρτογράφηση των γονιδίων και η σύνδεσή τους με ποσοτικά χαρακτηριστικά και η γενετική τροποποίηση των δασικών ειδών. Για τον υπολογισμό της ποικιλότητας και την εκτίμηση της εξελικτικής ιστορίας των πληθυσμών στα αγγειόσπερμα χρησιμοποιείται ευρύτατα το χλωροπλαστικό DNA εξαιτίας των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών του. Κληρονομείται από το θηλυκό γονέα, χαρακτηρίζεται από την απουσία ανασυνδυασμού και παρουσιάζει χαμηλό συντελεστή μεταλλάξεων (McCauley et al., 1995). Αυτές οι ιδιότητές του καθώς και η ικανότητά του να παραμένει ανεπηρέαστο από τις κινήσεις της γύρης (Petit et al., 1993) επιτρέπουν τη χρήση του για τη μελέτη της μετανάστευσης του σπόρου στα πλατύφυλλα είδη όπως η οξιά (Demesure et al., 1996; Petit at al., 2003). Ακόμη, ο βαθμός ομοιότητας των πληθυσμών σε επίπεδο χλωροπλαστικού DNA αποτελεί ένδειξη κοινής προέλευσης (Schaal et al., 1998). Τα στοιχεία από την ανάλυση του χλωροπλαστικού DNA δίνουν σημαντικές ενδείξεις για τις διαδρομές της μετανάστευσης των ειδών και των πληθυσμών τους (lineages). 1.2. Μορφομετρία Η μορφομετρία μπορεί να οριστεί ως η ποσοτική ανάλυση του βιολογικού σχήματος (Henderson, 2006). Ο κλάδος εκείνος της μορφομετρίας που χαρακτηρίζεται από την εφαρμογή πολυμεταβλητής στατιστικής ανάλυσης ονομάζεται παραδοσιακή (Marcus, 1990) ή πολυμεταβλητή μορφομετρία (Blakith & Reyment, 1971). Οι μεταβλητές που χρησιμοποιούνται είναι συνήθως αποστάσεις, ενώ συχνά χρησιμοποιούνται γωνίες, αλλά και λόγοι των αποστάσεων από συγκεκριμένα διακριτά σημεία (landmarks) του οργανισμού (Rohlf & Marcus, 1993). Οι ερευνητές της μορφομετρίας συχνά θεωρούν ότι αντικείμενο της επιστημονικής τους έρευνας είναι η μελέτη του σχήματος των οργανισμών (Rohlf, 1990), αλλά υπάρχουν και υποστηρικτές της τάσης ότι η μορφομετρία πρέπει να εξετάζει, εκτός από το σχήμα και το μέγεθος του οργανισμού (Henderson, 2006). Τα αποτελέσματα των μορφομετρικών αναλύσεων δίνουν σημαντικά στοιχεία για την ποικιλότητα του σχήματος και του μεγέθους που παρουσιάζει το εκάστοτε δείγμα. Η περαιτέρω ανάλυση αυτών των αποτελεσμάτων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ταξινόμηση των ειδών (Henderson, 2006) ή και για φυλογενετικές μελέτες, τόσο αυτούσια (Kremer et al., 2002; Denk, 2003; Barboni et al., 2004), όσο και σε συνδυασμό με άλλους δείκτες, όπως για παράδειγμα μοριακούς (Denk et al., 2002; Denk et al., 2005; Papageorgiou et al., 2008). Παρά τις διαφωνίες που υπάρχουν για τη μέθοδο μελέτης, τη χρήση και τα επιστημονικά όρια της μορφομετρικής ανάλυσης (Jensen, 2003), αποτελεί ένα σημαντικό εργαλείο για τη μελέτη της μορφολογικής ποικιλότητας των ειδών. 18

1.3. Παγετώνες - Καταφύγια Οι κλιματικές αλλαγές, ως αποτέλεσμα των παγετωδών και μεσοπαγετωδών περιόδων, προκάλεσαν σημαντικές και ιδιαίτερα ταχείς μεταβολές της θερμοκρασίας και της συγκέντρωσης CO 2 (Davis and Shaw 2001), δημιουργώντας ανακατατάξεις στην εξάπλωση των ειδών. Η αντίδραση των φυτών σε αυτές τις αλλαγές ποικίλει ανάλογα με τις συνθήκες, την εξάπλωση και την προσαρμοστικότητά τους. Σύμφωνα με τη βιβλιογραφία τα είδη αντιδρούν σε αυτές τις αλλαγές με τέσσερις τρόπους: 1) παραμένουν στην περιοχή εξάπλωσής τους, δείχνοντας ανεκτικότητα στις αλλαγές 2) προσαρμόζονται στις καινούριες συνθήκες 3) μεταναστεύουν σε περιοχές με κατάλληλες συνθήκες και 4) εξαφανίζονται (Jackson & Overpeck, 2000). Η μελέτη των αποθέσεων γύρης έχει καταγράψει σημαντικές αλλαγές στην εξάπλωση των φυτικών ειδών εξαιτίας των κλιματικών μεταβολών (Willis et al., 2000; Brewer et al., 2002). Για παράδειγμα είδη ανθεκτικά στις χαμηλές θερμοκρασίες κατάφεραν να επεκτείνουν την εξάπλωσή τους κατά την έναρξη της τελευταίας παγετώδους περιόδου (Frenzel, 1968; Ferris et al., 1999), ενώ θερμόφιλα είδη των εύκρατων περιοχών αντιμετώπισαν τοπική εξαφάνιση. Είδη με ευρεία εξάπλωση, όπως η οξιά, δεν επηρεάστηκαν στον ίδιο βαθμό σε ολόκληρο το εύρος εξάπλωσής τους, καταφέρνοντας να επιβιώσουν όπου οι συνθήκες ήταν ευνοϊκές (Hewitt, 1996; Stewart & Lister, 2001). Αυτές οι περιοχές αναφέρονται στη βιβλιογραφία ως καταφύγια, με τον όρο παγετώδη καταφύγια να περιγράφει τις περιοχές όπου είδη κατάφεραν να επιβιώσουν σε όλη τη διάρκεια της τελευταίας παγετώδους περιόδου (Ravazzi, 2002). Η μελέτη και η καταγραφή των περιοχών που έχουν αξιολογηθεί ως παγετώδη καταφύγια αποκτά ιδιαίτερη σημασία ενόψει της επικείμενης κλιματικής αλλαγής. Η αξιολόγηση στοιχείων σχετικών με την επιβίωση και τη μετανάστευση των ειδών, κατά τις παγετώδεις και μεσοπαγετώδεις περιόδους αντίστοιχα, μπορεί να συμβάλλει στον καθορισμό στρατηγικών διαχείρισης και προστασίας των γενετικών πόρων (Hampe & Petit, 2005). 1.4. Βοτανική περιγραφή, οικολογία και εξάπλωση της οξιάς Η συστηματική διάκριση των ειδών και των υποειδών οξιάς δεν είναι απόλυτα αποσαφηνισμένη στην περιοχή της Ευρώπης και της δυτικής Ασίας. Σύμφωνα με την πιο πρόσφατη ταξινομική θεώρηση υπάρχει ένα είδος (Fagus sylvatica) με δύο υποείδη: F. sylvatica ssp. sylvatica και F. sylvatica ssp. orientalis (Greuter et al. 1986, Strid & Tan 1997, Denk et al. 2002, Denk 2003). 19

Το είδος Fagus sylvatica αποτελείται από μεγάλα δένδρα με ύψος που συχνά ξεπερνά τα 40 μέτρα, μόνοικα και ανεμογαμή (Ellenberg, 1996). Το σχήμα της κώμης είναι σε νεαρή ηλικία κωνικό, αργότερα ωοειδές και σε μεγάλη ηλικία πλατιά θολωτό. Ο φλοιός είναι λείος, αρχικά σταχτόχρωμος και τελικά αργυροσταχτής. Τα φύλλα διατάσσονται κατ εναλλαγή, είναι έμμισχα, με παρυφές λειόχειλες έως ελαφρά οδοντωτές. Τα αρσενικά άνθη φύονται σε διχασιακά κεφάλια και κρέμονται από νηματοφόρο ποδίσκο. Τα θηλυκά φύονται ανά δύο σε κεφαλιόμορφα διχάσια. Η άνθιση γίνεται κατά τους μήνες Απρίλιο και Μάιο. Ο καρπός είναι τριγωνικό κάρυο και τα κάρυα περικλείονται ανά δύο ή τρία σε ξυλώδες κύπελλο που φέρει βράκτια και ανοίγει κατά την ωρίμανση σε τέσσερις γλωχίνες (Αραμπατζής, 1998). Οι μορφολογικές διαφορές μεταξύ των δύο υποειδών παρουσιάζονται στον Πίνακα 1.1 (Αθανασιάδης, 1986) και αντιπροσωπευτικές μορφές των φύλλων των δύο υποειδών όπως τις κατέγραψαν στην δυτική Ευρασία οι Denk et al. (2002) Εικόνα 1.1. Πίνακας 1.1. Μορφολογικά χαρακτηριστικά υποειδών F.sylvatica subsp sylvatica και F.sylvatica subsp orientalis (Πηγή: Αθανασιάδης, 1986) Χαρακτηριστικό F. sylvatica subsp. sylvatica F. sylvatica subsp. orientalis Σχήμα φύλλου Ωοειδές ελλειψοειδές Επίμηκες ελλειψοειδές ως αντίστροφα ωοειδές Μήκος ελάσματος 4-10 cm 5-15 cm Πλάτος ελάσματος 2,5-7 cm 2,5-8 cm Κορυφή Αμβλέως οξεία Πολύ ή λίγο οξεία Ζεύγη νεύρων 5-9 5-15 Μήκος μίσχου 0,7-1,2 cm 0,5-1,5 cm Μήκος ποδίσκου Έως 15 mm Έως 50 mm Βράκτια Σουβλοειδή Μακρά γραμμοειδή ως σπαθοειδή Το ριζικό τους σύστημα είναι ρηχό, με αποτέλεσμα να είναι ευαίσθητα στην ξηρασία (Peterken & Mountfold, 1996). Ωριμάζουν αναπαραγωγικά σε ηλικία από 40 έως 50 έτη, ή 60 20

Εικόνα 1.1. Αντιπροσωπευτικά φύλλα των μορφότυπων των Denk et al. (2002) και αντιστοιχία με τα υποείδη οξιάς κατά τον Shen (1992) 21

με 80 σε πυκνές συστάδες (Firbas, 1949). Έχουν παρατηρηθεί περιπτώσεις αυτεπικονίασης, οι οποίες όμως παράγουν στείρα σπέρματα (Wang, 2003). Η πληροκαρπία εμφανίζεται ακανόνιστα και προκαλείται από ξηρασία το προηγούμενο έτος (Piovesan & Adams, 2001). Η φύτρωση των σπόρων λαμβάνει χώρα την άνοιξη, με την επάρκεια υγρασίας να παίζει σημαντικό ρόλο στη διαδικασία. Η ξηρασία, όπως και οι όψιμοι παγετοί, απειλούν τα νεαρά φυτάρια (Watt, 1923), αλλά και άτομα μεγαλύτερης ηλικίας (Grimme et al., 1988; Lang, 1994). Παρόλη την ικανότητα επιβίωσης των νεαρών φυταρίων τον πρώτο χρόνο της ζωής τους κάτω από συνθήκες έντονης σκίασης, έχει παρατηρηθεί πως η βέλτιστη ανάπτυξη προκαλείται σε συνθήκες φωτισμού (Watt, 1923). Για την προστασία τους από ακραίες καιρικές συνθήκες, έχουν αναπτύξει ιδιαίτερα το μηχανισμό των κοιμώμενων οφθαλμών (Murray et al., 1989). Η οξιά αποφεύγει κατακλυσμένους ή ξηρούς τόπους, αλλά αποτελεί έναν ισχυρό, ανθεκτικό στη σκίαση ανταγωνιστή σε ποικίλους τύπους εδαφών (Ellenberg, 1996). Η περιοχή εξάπλωσης της οξιάς (Fagus sylvatica L.) εκτείνεται από τη Σικελία μέχρι τη νότια Σκανδιναβία και από την Ισπανία μέχρι τη χερσόνησο της Κριμαίας (Strid, 1986) (Εικόνα 1.2) και ανατολικότερα, από την ανατολική Βουλγαρία ως το βόρειο Ιράν, όπου εμφανίζεται το υποείδος orientalis. Σε περιοχές με ψυχρό κλίμα, όπως η νότια Αγγλία και η νότια Σουηδία, εμφανίζεται σε χαμηλά υψόμετρα, ενώ σε θερμότερες σε υψηλότερα (Jalas & Suominen 1972-99). Στην Ελλάδα εξαπλώνεται βορειότερα του όρους Οξιά (Μουλόπουλος, 1965; Ντάφης, 1990; Strid, 1986), στην κεντρική και βόρεια Πίνδο, την οροσειρά του Βερμίου, τα Πιέρια όρη, την Όσσα, το Πήλιο, τα όρη της κεντρικής Μακεδονίας και Θράκης (Μουλόπουλος, 1965; Ντάφης, 1990; Τσιριπίδης, 2001) (Εικόνα 1.3). 1.5. Περιοχή έρευνας Η περιοχή έρευνας συμπίπτει με το εύρος εξάπλωσης της οξιάς στην Ελλάδα, τα δάση της οποίας παρουσιάζουν σημαντική οικολογική και χλωριδική διαφοροποίηση. Η ίδια η παρουσία της οξιάς στα ορεινά, αλλά και σε ορισμένες περιπτώσεις και σε περιοχές με χαμηλότερα υψόμετρα, συντείνει στη διαφοροποίηση των πληθυσμών και των ευρύτερων περιοχών ως προς τις οικολογικές τους συνθήκες. Επιπλέον, η εμφάνιση του είδους στα βουνά παρατηρείται είτε σε εκτεταμένες οροσειρές, είτε σε μεμονωμένα όρη ως νησίδες (Tsiripidis et al., 2007). Η ταξινόμηση με βάση οικολογικές και φυτογεωγραφικές παραμέτρους ποικίλει ανάλογα με τη μέθοδο που ακολουθείται. Στην παρούσα έρευνα υιοθετείται η προσέγγιση των Dierschke (1998), Dzwonko & Loster (2000) και Bergmeier and Dimopoulos (2001). Στη 22

μέθοδό τους κυριαρχεί ο γεωγραφικός παράγοντας και εκφράζονται οι μακροκλιματικές διαφορές και το σύνολο των ειδών της κάθε περιοχής, αντικατοπτρίζοντας κατά ένα μέρος την οικολογική διαφοροποίηση σε μεγάλη κλίμακα, και κατά ένα άλλο τις διαφορές στην εξελικτική και μεταναστευτική ιστορία των ειδών (Tsiripidis et al., 2007). Η προσέγγισή τους καλύπτει το σύνολο των ερωτημάτων της παρούσας έρευνας και εξυπηρετεί το σκοπό της και για αυτούς τους λόγους επιλέχθηκε για την αξιολόγηση από οικολογική σκοπιά των ελληνικών πληθυσμών οξιάς. Η εξάπλωση της οξιάς στην Ελλάδα χωρίζεται φυτογεωγραφικά σε τέσσερις ευρύτερες περιοχές: βορειοανατολική, βόρεια-κεντρική, ανατολική κεντρική και βορειοδυτική. Οι 16 μονάδες βλάστησης που αναγνωρίστηκαν από τους Bergmeier and Dimopoulos (2001) ταξινομούνται σε πέντε κύριες ομάδες, οι οποίες αναλυτικότερα αφορούν δάση οξιάς σε σταθμούς: (1) με ψυχρό και υγρό κλίμα κα έδαφος πλούσιο σε θρεπτικά στοιχεία (2) με ψυχρό κλίμα και όξινο έδαφος (3) με ασβεστολιθικό υπόστρωμα, σε υψηλά υψόμετρα (4) μέσου υψόμετρου, με ενδιάμεσα ζεστά και υγρά και (5) χαμηλού υψόμετρου, με θερμό και ξηρό κλίμα και κυριαρχία του Fagus sylvatica ssp. orientalis. Η ποικιλότητα των μονάδων βλάστησης είναι σημαντική ακόμη και στην ίδια φυτογεωγραφική περιοχή με τη μεγαλύτερη να παρατηρείται στη βορειοανατολική Ελλάδα και μάλιστα σε όλα τα επίπεδα. Χαρακτηριστική της αυξημένης της ποικιλότητας είναι η παρουσία και των πέντε κύριων ομάδων, σε αντίθεση με τις υπόλοιπες φυτογεωγραφικές περιοχές. Μάλιστα μόνο εκεί εμφανίζεται η πέμπτη ομάδα, η οποία χαρακτηρίζεται από την παρουσία του υποείδους orientalis. Τις λιγότερες ομάδες συγκεντρώνουν η βορειοδυτική και ανατολική-κεντρική Ελλάδα, με την βόρεια-κεντρική να εμφανίζει υψηλότερη ποικιλότητα. Η γενικότερη κατανομή των μονάδων βλάστησης υποδεικνύει μια γεωγραφική διαφοροποίηση από τη δύση στην ανατολή και από βορρά στο νότο (Tsiripidis et al., 2007) και θέτει ως όρια ανάμεσα στη βορειοανατολική και βόρεια-κεντρική Ελλάδα την κοιλάδα του Αξιού και την πεδινή περιοχή ανατολικά της Πίνδου ως όριο ανάμεσα στην τελευταία και τα βουνά της κεντρικής Ελλάδας (Strid, 1997). 23

Εικόνα 1.2. Γεωγραφική εξάπλωση της Fagus sylvatica ssp. sylvatica στην Ευρώπη (Πηγή: Euforgen) 24

Εικόνα 1.3. Γεωγραφική εξάπλωση της οξιάς στην Ελλάδα (Πηγή: Μουλόπουλος, 1965) 25

Οι ποικίλες μονάδες βλάστησης χαρακτηρίζουν διαφορετικές οικολογικές συνθήκες και αυτές από μόνες τους δημιουργούν τις προϋποθέσεις για υψηλή ποικιλότητα, γενετική, αλλά και μορφολογική (π.χ. Papageorgiou et al., 2008). Η πολύπλοκη κατανομή των διαφορετικών οικολογικών συνθηκών στο χώρο από μόνη της δημιουργεί τις προϋποθέσεις για την αντίστοιχη σε μορφολογικό και γενετικό επίπεδο. Σε συνδυασμό με προηγούμενες έρευνες που τοποθετούν καταφύγια στον ευρύτερο ελλαδικό χώρο (π.χ. Magri et al., 2006), αλλά και περιοχή συνάντησης και αλληλεπίδρασης των δύο υποειδών της οξιάς, συνθέτουν ένα σύμπλεγμα παραγόντων που πιθανόν σε τοπικό επίπεδο να επηρεάζουν την ποικιλότητα, όπως έδειξε και η μελέτη των πληθυσμών του ελληνικού τμήματος της οροσειράς της Ροδόπης (Papageorgiou et al., 2008). Η σύνδεση των οικολογικών συνθηκών με την κατανομή της μορφολογικής και γενετικής ποικιλότητας της οξιάς στη βορειοδυτική Ελλάδα, θέτει τις βάσεις της αναζήτησης ανάλογων σχέσεων σε ολόκληρη την εξάπλωσή της στη χώρα. 1.6. Η οξιά στην Ευρώπη 1.6.1. Μορφολογικοί χαρακτήρες και ταξινόμηση της οξιάς στην Ευρώπη Για το ζήτημα της συστηματικής ταξινόμησης της οξιάς στην Ευρασία έχουν διατυπωθεί διαφορετικές θεωρίες. Σύμφωνα με παλαιότερη ταξινομική θεώρηση, αναγνωρίζεται η παρουσία δύο ειδών με διακριτά χαρακτηριστικά, των Fagus sylvatica και Fagus orientalis (Tutin, 1964; Browicz, 1971; Yaltric, 1982). Ιδιαίτερη αναφορά έχει γίνει και στην παρουσία ενός ακόμη είδους, με ενδιάμεσα χαρακτηριστικά, του Fagus moesiaca. Η πρώτη αναφορά για την ύπαρξή του έγινε από τον Josef Karel Maly το 1911 (Gömöry et al., 1999). Κατά καιρούς έχουν διατυπωθεί διαφορετικές θεωρίες για τη φύση του είδους. Σύμφωνα με το Stoyanoff (1932) το F. moesiaca αποτελεί υβρίδιο των F. sylvatica και F. orientalis. Για τη στήριξη αυτής της υπόθεσης υποστηρίζεται η φυλογενετική αρχαιότητα τoυ F. sylvatica, που εμφανίστηκε στα βόρεια, στη συνέχεια εξαπλώθηκε στη βαλκανική χερσόνησο, όπου και συναντήθηκε με το F. orientalis δημιουργώντας ένα υβρίδιο το F. moesiaca. Διαφορετική άποψη διατύπωσε ο Stănescu (1979), ο οποίος υποστήριξε ότι το F. moesiaca είναι οικότυπος, η διαφοροποίησή του δηλαδή είναι αποτέλεσμα προσαρμογής στις ιδιαίτερες συνθήκες της περιοχής εξάπλωσής του. Η Czeczott (1933) το θεώρησε ξεχωριστό είδος, όπως και οι Mobayen and Tregubov (1970), Mayer and Aksoy (1986) και Gulisashvili et al. (1975). Οι Greuter and Burdet (1981) θεώρησαν το F. moesiaca υποείδος του F. sylvatica subsp. orientalis, με την άποψή τους να υιοθετείται και από τον Akeroyd (1993). Ο Mišić (1957) υποστήριξε πως το F. moesiaca αποτελεί φυλογενετική σύνδεση μεταξύ των δύο ειδών, ενώ οι Gömöry et al. (1999) θεωρούν το F. moesiaca ενδιάμεσο στάδιο εξέλιξης από το F. orientalis στο F. sylvatica. Επιπλέον, σε πρόσφατη έρευνά τους οι 26

Gömöry and Paule (2010) στηρίζουν τη θεωρία του φυλογενετικού συνδέσμου μεταξύ των υποειδών sylvatica και orientalis που διατύπωσε ο Mišić (1957). Όπως αναφέρθηκε πιο πάνω, η τελευταία ταξινομική θεώρηση αναγνωρίζει την ύπαρξη ενός μόνο είδους (Fagus sylvatica) με δύο υποείδη: F. sylvatica ssp. sylvatica και F. sylvatica ssp. orientalis (Greuter et al. 1984, Strid & Tan 1997, Denk et al. 2002, Denk 2003), με την παρουσία ενός τρίτου είδους (F. moesiaca) ή υποείδους (F. sylvatica spp. moesiaca) (Czeczott 1933) να αμφισβητείται (Greuter et al. 1984, Strid & Tan 1997). Από τις πολλές μορφολογικές αναλύσεις που έχουν γίνει για την περιγραφή και το διαχωρισμό των ειδών και υποειδών της οξιάς, οι Denk et al. (2002) έχουν παρουσιάσει την πιο πλήρη, όπου περιλαμβάνονται πληθυσμοί από όλη την ευρασιατική εξάπλωση του είδους. Η ανάλυση ομαδοποίησης των μορφολογικών χαρακτήρων φύλλων και καρπών της οξιάς, που προέκυψε από τη μελέτη αυτή, έδωσε δύο διαφορετικούς μορφότυπους που ανταποκρίνονται στα δύο υποείδη (Denk et al., 2002). Η βαθμιδωτή ποικιλότητα των μορφολογικών χαρακτήρων και η χαμηλή ανάλυση των γενετικών κλαδογραμμάτων δεικτών ITS στηρίζουν την υπόθεση ότι οι F. sylvatica, F. orientalis και F. moesiaca εντάσσονται σε ένα είδος (Denk et al., 2002). Παρόλα αυτά, η εξάπλωση των υποειδών sylvatica και orientalis, φαίνεται γενικά να διαχωρίζεται και να παρουσιάζει μόνο μία μικρή ζώνη επαφής στη νοτιοανατολική Ευρώπη, υποδεικνύοντας μειωμένη ροή γονιδίων μεταξύ τους (Gömöry et al., 1999). 1.6.2. Γενετικές έρευνες της οξιάς στην Ευρώπη Η οξιά (Fagus sylvatica L.) έχει γίνει αντικείμενο γενετικής έρευνας στην Ευρώπη, τόσο σε τοπικό, όσο και σε επίπεδο εξάπλωσης, με το σύνολο σχεδόν να αναφέρεται στο υποείδος sylvatica. Για τη διερεύνηση της γενετικής ποικιλότητας της οξιάς έχουν χρησιμοποιηθεί ισοενζυμικοί δείκτες (Hazler et al., 1997; Gömöry et al., 1999; Comps et al., 2001; Gömöry et al., 2007), AFLPs (Gailing & von Wühlisch 2004, Papageorgiou et al., 2008), μορφολογικοί χαρακτήρες (Denk et al., 2002), πυρηνικό DNA (Gömöry et al., 1999; Comps et al, 2001; Magri et al., 2006) καθώς και δείκτες χλωροπλαστικού DNA (Demesure et al., 1996; Taberlet et al., 1998; Pastorelli et al., 2003; Vettori et al., 2004; Magri et al., 2006, Papageorgiou et al., 2008). Οι Comps et al. (2001) σε έρευνα ισοενζυμικών δεικτών της οξιάς διαπίστωσαν ότι η ποικιλότητα μεταξύ των πληθυσμών είναι μεγαλύτερη από εκείνη εντός, με την περιοχή της Μεσογείου να διαφοροποιείται σε αυτή την παρατήρηση. Στην ίδια έρευνα, στα νότια των Απέννινων και στη Βαλκανική χερσόνησο παρατηρήθηκε μείωση της ποικιλότητας προς τα βορειοδυτικά, με την παρατηρούμενη και αναμενόμενη ετεροζυγωτία να εμφανίζει την αντίθετη 27

τάση. Σε έρευνα χλωροπλαστικού DNA της οξιάς στην κεντρική Ευρώπη (Demesure et al., 1996) δεν παρατηρήθηκε ποικιλότητα στους ευρωπαϊκούς πληθυσμούς, συντελώντας στην αποδοχή της θεωρίας της γενετικής στένωσης κατά τη μετανάστευση της μεταπαγετώδους περιόδου, με εξαίρεση τους πληθυσμούς της Ιταλίας, στους οποίους διαγνώστηκαν και μοναδικοί απλότυποι. Η ομοιομορφία σε δείκτες χλωροπλαστικού DNA σε ευρωπαϊκούς πληθυσμούς επιβεβαιώθηκε και από αντίστοιχες έρευνες (Demesure et al., 1996; Vendramin et al., 2001). Αντίθετα, σημαντικά υψηλότερη ποικιλότητα παρατηρήθηκε σε περιοχές που θεωρούνται ότι αποτελούν καταφύγια στη Μεσόγειο. Τα αποτελέσματα αυτά επιβεβαιώθηκαν από έρευνα χλωροπλαστικού DNA (Vettori et al., 2004) στην οποία παρατηρήθηκε εξίσου σημαντική ποικιλότητα εντός, αλλά και μεταξύ των πληθυσμών σε ιταλικούς πληθυσμούς οξιάς. Παρόμοια επίπεδα ποικιλότητας, αλλά όχι και αντίστοιχη κατανομή, παρουσίασαν και πληθυσμοί της Τουρκίας (Gailing & von Wühlisch 2004). Οι Magri et al. (2006) αναφέρουν σημαντικά μεγαλύτερη ποικιλότητα στη νότια Ευρώπη (νότια Βαλκάνια και Ιταλία) σε σύγκριση με την κεντρική και βόρεια σε δείκτες χλωροπλαστικού και πυρηνικού DNA. Οι Gallois et al. (1998) δεν παρατήρησαν συσχέτιση ανάμεσα στις γεωγραφικές και τις γενετικές αποστάσεις με χρήση RAPDs, σε αντίθεση με τους Comps et al. (2001) οι οποίοι επισημαίνουν συσχέτιση γεωγραφικού μήκους και πλάτους με την ποικιλότητα σε ισοενζυμικούς δείκτες. Η επίδραση του γεωγραφικού μήκους φαίνεται να είναι εντονότερη από εκείνη του υψομέτρου, ειδικά στον αριθμό των αλληλoμόρφων (Petit et al., 1998). Η απομόνωση των πληθυσμών κατά τη διάρκεια των ψυχρών φάσεων του Πλειστόκαινου είχε ως αποτέλεσμα το σχηματισμό διαφοροποιημένων γεωγραφικών φυλών στα καταφύγια (Denk et al., 2002). Οι Vettori et al. (2004) παρατήρησαν γεωγραφική ομαδοποίηση των απλοτύπων χλωροπλαστικού DNA σε πληθυσμούς της Ιταλίας, όπως και οι Magri et al. (2006). Εντονότερη ομαδοποίηση παρουσίασαν οι ίδιοι πληθυσμοί σε ισοενζυμικούς δείκτες, παρουσιάζοντας τρεις διακριτές ομάδες: τα Καρπάθια, τη νοτιοανατολική Γαλλία και την ιβηρική χερσόνησο (Magri et al., 2006). 1.6.3. Καταφύγια της οξιάς στην Ευρώπη Είναι γενικά αποδεκτό πως οι ευρωπαϊκοί πληθυσμοί οξιάς προέρχονται από ένα περιορισμένο αριθμό καταφυγίων που βρίσκονται στην Ευρώπη (Hazler et al., 1997; Taberlet et al., 1998; Magri et al., 2006). Ωστόσο έχουν διατυπωθεί κατά καιρούς διαφορετικές απόψεις σχετικά με το ποια καταφύγια τροφοδότησαν την επανεποίκιση της κεντρικής Ευρώπης και σε ποιο βαθμό. 28

Σε ότι αφορά τη F. sylvatica, οι περιοχές της βαλκανικής και της ιταλικής χερσονήσου αποτελούν τα κυριότερα καταφύγια, σύμφωνα με γενετικές αναλύσεις και αρχεία γύρης (Demesure et al. 1996, Pott 1997, Taberlet et al. 1998, Vettori et al. 2004). Παλαιότερες έρευνες αναφέρουν την ύπαρξη μόνο ενός κύριου καταφυγίου στη νότια Ευρώπη (Huntley & Birks, 1983; Bennett et al., 1991; Willis, 1994), ενώ οι Beug (1967), Paquereau (1974), Jalut et al. (1975) και Šercelj (1996) υποστηρίζουν την παρουσία και δευτερευόντων καταφυγίων στη νοτιοδυτική. Αυτά τα στοιχεία, σε συνδυασμό με την υπόθεση ότι η μετανάστευση της οξιάς προς τα βόρεια από τα καταφύγια της ιβηρικής χερσονήσου παρεμποδίστηκε από την οροσειρά των Άλπεων, οδηγούν στο συμπέρασμα ότι οι πληθυσμοί οξιάς της κεντρικής Ευρώπης πιθανόν να προέρχονται αποκλειστικά από τα καταφύγια των Βαλκανίων (Demesure et al. 1996, Taberlet et al. 1998). Οι Huntley & Birks (1983) αναφέρουν πως η κίνηση της οξιάς μετά τους παγετώνες δεν έγινε ταυτόχρονα για όλα τα καταφύγια ενώ ο Denk (1999) παρατήρησε μείωση της ποικιλότητας του είδους κατά την κίνησή του από τα καταφύγια του νότου προς τα βόρεια και δυτικά. Τα αποτελέσματα της συνδυασμένης έρευνας γενετικών και παλαιοβοτανικών δεδομένων των Magri et al. (2006) έρχονται σε αντίθεση με την άποψη ότι η κεντρική Ευρώπη επανεποικίστηκε από καταφύγια των Βαλκανίων. Τα γενετικά δεδομένα έδειξαν κοινή προέλευση για τους πληθυσμούς της κεντρικής, δυτικής και βόρειας Ευρώπης, ενώ στη νότια παρατηρήθηκε η ύπαρξη τεσσάρων διαφορετικών ομάδων, στην ιβηρική και ιταλική χερσόνησο, τη νότια Γαλλία και τα Βαλκάνια. Βασικοί τροφοδότες της κεντρικής και βόρειας Ευρώπης μετά τους παγετώνες προκύπτουν, σύμφωνα με τα παλαιοβοτανικά δεδομένα, να είναι οι Άλπεις και η Σλοβενία. Τα καταφύγια του νότου δεν επανεποίκισαν την κεντρική και βόρεια Ευρώπη, με την κίνηση από αυτά να παρεμποδίζεται από την οροσειρά των Άλπεων (καταφύγια ιβηρικής και ιταλικής χερσονήσου και νότιας Γαλλίας) και τα Καρπάθια Όρη (καταφύγια Βαλκανίων). Επιπλέον, η Magri (2008), επιβεβαίωσε τη θεωρία των Magri et al. (2006), προσθέτοντας την αντίθεση ανάμεσα στην περιορισμένη και σε αργό ρυθμό επανεποίκιση των περιοχών γύρω από τα καταφύγια των Βαλκανίων και της νότιας Ιταλίας και την ταχύτατη και σε μεγάλη έκταση εξάπλωση της οξιάς από τους πληθυσμούς της κεντρικής Ευρώπης που επιβίωσαν κατά την παγετώδη περίοδο προς το βορρά. 1.7. Η οξιά στην Ελλάδα 1.7.1. Μορφολογικοί χαρακτήρες και ταξινόμηση της οξιάς στην Ελλάδα Για την οξιά στον ελλαδικό χώρο έχουν διατυπωθεί κατά καιρούς επίσης διαφορετικές απόψεις σε ότι αφορά τη συστηματική ταξινόμησή της. Η πρώτη άποψη αναφέρει την ύπαρξη 29