Palabras clave
hummingbird pollination
specialized pollination
reproductive assurance
selfing
autogamy
Pitcairnioideae
sistema de apareamiento
polinización por colibríes
polinización especializada
aseguramiento reproductivo
autofecundación
autogamia
Pitcairnioideae
Cómo citar
Resumen
La subfamilia Pitcairnioideae es la segunda más diversa de las bromelias (Bromeliaceae), un grupo exclusivo de la región Neotropical. Las bromelias pitcairnioideas poseen rasgos florales que se asume promueven el exo-cruzamiento a través de sistemas de polinización biótica; sin embargo, la biología reproductiva de la mayoría de especies de este grupo no se ha documentado. Pitcairnia heterophylla es una bromelia epífita (raramente saxícola) que se encuentra en el sur de México, América Central y el norte de los Andes. Se estudió la polinización y el sistema de apareamiento de una población P. heterophylla en un bosque montano en Costa Rica entre enero y abril 2013. Se realizaron cuatro experimentos de polinización (agamospermia, auto-polinización espontánea, auto-polinización manual, exo-polinización manual) en 89 flores de 23 individuos (3-6 flores por individuo). Se cuantificó la producción de néctar de 18 flores en seis individuos con un refractómetro. Simultáneamente, se registraron los visitantes florales de ocho individuos en el campo con ayuda de cámaras trampa por un total de 918 horas (115 ± 52 horas por individuo, promedio ± ES). Bajo condiciones naturales la producción de semillas fue similar (540.4 ± 55.2) a la producción de las flores auto-polinizadas manualmente (516.3 ± 41.5) y las flores auto-polinizadas espontáneamente (521.1 ± 29.0), pero fue menor a las flores exo-cruzadas (670.2 ± 31.3). Las flores de P. heterophylla son auto-compatibles, con alta capacidad de polinización espontánea y sin capacidad de agamospermia. La auto-polinización intra-floral es facilitada por la ausencia de dicogamia y hercogamia floral. Las flores rojas, sin aroma, con corola tubular y con producción de néctar sugirieron polinización por ornitofilia, lo que se confirmó con el registro de 46 visitas por colibríes (Apodiformes: Trochilidae). El visitante floral más común fue Lampornis calolaemus (78 % de las visitas). A pesar de esto, la tasa de visitas durante el periodo de estudio fue baja (0.6 visitas por díapor planta). La capacidad de autofecundación de P. heterophylla puede ser explicada como un mecanismo de aseguramiento reproductivo, así como para reducir el flujo de polen inter-específico de plantas taxonómicamente no relacionadas.Citas
Ackerman, J. D. (1986). Coping with the epiphytic existence: pollination strategies. Selbyana, 9(1), 52-60.
Bates, D., Maechler, M., Bolker, B., & Walker, S. (2015). Fitting linear mixed-effects models using lme4. Journal of Statistical Software, 67(1), 1-48. http://doi.org/10.18637/jss.v067.i01
Benzing, D. H. (2000). Bromeliaceae: profile of an adaptive radiation (1st ed). Cambridge: Cambridge University Press.
Bush, S. P., & Beach, J. H. (1995). Breeding systems of epiphytes in a tropical montane wet forest. Selbyana, 16(2), 155-158.
Bush, S. P., & Guilbeau, J. E. (2009). Early autonomous selfing in the hummingbird-pollinated epiphyte Pitcairnia brittoniana (Bromeliaceae). Journal of the Torrey Botanical Society, 136(3), 313-321.
Cascante-Marín, A., Jong, M. De, Borg, E. D., Oostermeijer, J. G. B., Wolf, J. H. D., & den Nijs, J. C. M. (2006). Reproductive strategies and colonizing ability of two sympatric epiphytic bromeliads in a tropical premontane area. International Journal of Plant Sciences, 167(6), 1187-1195. doi: http://doi.org/10.1086/507871
Cascante-Marín, A., Oostermeijer, G., Wolf, J., & Fuchs, E. J. (2014). Genetic diversity and spatial genetic structure of an epiphytic bromeliad in Costa Rican montane secondary forest patches. Biotropica, 46(4), 425-432. doi: http://doi.org/10.1111/btp.12119
Charlesworth, D. (2006). Evolution of plant breeding systems. Current Biology, 16(17), R726-735. doi: http://doi.org/10.1016/j.cub.2006.07.068
Eckert, C. G., Samis, K., & Dart, S. (2006). Reproductive assurance and the evolution of uniparental reproduction in flowering plants. In L. Harder & S. C. H. Barrett (Eds.), Ecology and Evolution of Flowers (pp. 181-203). New York: Oxford University Press.
Faegri, K., & van der Pijl, L. (1979). The Principles of Pollinaton Ecology (3rd ed.). London, UK: Pergamon Press.
Feinsinger, P. (1978). Ecological interactions between plants and hummingbirds in a successional tropical community. Ecological Monographs, 48(3), 269-287. doi: http://doi.org/10.2307/2937231
Feinsinger, P., Tiebout, H.M. III, & Young, B. E. (1991). Do tropical bird-pollinated plants exhibit density-dependent interactions? field experiments. Ecology, 72(6), 1953-1963. doi: http://doi.org/10.2307/1941550
Fenster, C. B., & Martén-Rodríguez, S. (2007). Reproductive assurance and the evolution of pollination specialization. International Journal of Plant Sciences, 168(2), 215-228. doi: http://doi.org/10.1086/509647
Fumero-Cabán, J. J., & Meléndez-Ackerman, E. J. (2007). Relative pollination effectiveness of floral visitors of Pitcairnia angustifolia (Bromeliaceae). American Journal of Botany, 94(3), 419-424. doi: http://doi.org/10.3732/ajb.94.3.419
Fumero-Cabán, J. J., & Meléndez-Ackerman, E. J. (2012). Effects of nectar robbing on pollinator behavior and plant reproductive success of Pitcairnia angustifolia (Bromeliaceae). Plant Species Biology, 28(3), 224-234. doi: http://doi.org/10.1111/j.1442-1984.2012.00388.x
Givnish, T. J., Millam, K. C., Berry, P. E., & Sytsma, K. J. (2007). Phylogeny, adaptive radiation, and historical biogeography of Bromeliaceae inferred from ndhF sequence data. Aliso, 23, 3-26. doi: http://doi.org/10.5642/aliso.20072301.04
Goodwillie, C., Kalisz, S., & Eckert, C. G. (2005). The evolutionary enigma of mixed mating systems in plans: occurrence, theoretical explanations, and empirical evidence. Annual Review of Ecology, Evolution, and Systematics, 36(1), 47-79. doi: http://doi.org/10.1146/annurev.ecolsys.36.091704.175539
Holsinger, K. E. (2000). Reproductive systems and evolution in vascular plants. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 97(13), 7037-7042. doi: http://doi.org/10.1073/pnas.97.13.7037
Hothorn, T., Bretz, F., & Westfall, P. (2008). Simultaneous inference in general parametric models. Biometrical Journal, 50(3), 346-363.
Jain, S. K. (1976). The evolution of inbreeding in plants. Annual Review of Ecology and Systematics, 7, 469-495. doi: http://doi.org/10.1146/annurev.es.07.110176.002345
Janzen, D. H. (1967). Synchronization of sexual reproduction of trees within the dry season in Central America. Evolution, 21(3), 620-637. doi: http://doi.org/10.2307/2406621
Krömer, T., Kessler, M., Lohaus, G., & Schmidt-Lebuhn, A. N. (2008). Nectar sugar composition and concentration in relation to pollination syndromes in Bromeliaceae. Plant Biology, 10(4), 502-11. doi: http://doi.org/10.1111/j.1438-8677.2008.00058.x
Levin, D. A. (1972). Competition for pollinator service: a stimulus for the evolution of autogamy. Evolution, 26(4), 668-669.
Lloyd, D. G. (1992). Self- and cross-fertilization in plants. II. The selection of self-fertilization. International Journal of Plant Biology, 153(3), 370-380.
Lloyd, D. G., & Schoen, D. J. (1992). Self- and Cross- fertilization in Plants. I. Functional dimensions. International Journal of Plant Sciences, 153(3), 358-369.
Matallana, G., Godinho, M. A. S., Guilherme, F. A. G., Belisario, M., Coser, T. S., & Wendt, T. (2010). Breeding systems of Bromeliaceae species: evolution of selfing in the context of sympatric occurrence. Plant Systematics and Evolution, 289(1), 57-65. doi: http://doi.org/10.1007/s00606-010-0332-z
R Development Core Team (2015). R: A language and environment for statistical computing. Vienna: R Foundation for Statistical Computing.
Ramírez, N., & Brito, Y. (1990). Reproductive biology of a tropical palm swamp community in the Venezuelan Llanos. American Journal of Botany, 77(10), 1260-1271.
Ramírez-Morillo, I. M., Chi-May, F., Carnevali, G., & May-Pat, F. (2009). It takes two to tango: self incompatibility in the bromeliad Tillandsia streptophylla (Bromeliaceae) in Mexico. Revista de Biología Tropical, 57(3), 761-770.
Reinert, F., Russo, C. A. M., & Salles, L. O. (2003). The evolution of CAM in the subfamily Pitcairnioideae (Bromeliaceae). Biological Journal of the Linnean Society, 80(2), 261-268. doi: http://doi.org/10.1046/j.1095-8312.2003.00238.x
Sánchez, J., Durán, F., & Vega, G. (2008). Diversidad de plantas, mamíferos y mariposas en los Cerros de la Carpintera, Costa Rica. San José: Museo Nacional de Costa Rica.
Smith, L. B., & Downs, R. J. (1974). Pitcairnioideae (Bromeliaceae). Flora Neotropica, 14(1), 1-609. http://doi.org/
Stiles, F. G. (1975). Ecology, flowering phenology, and hummingbird pollination of some Costa Rican Heliconia species. Ecology, 56(2), 285-301. http://doi.org/10.2307/1934961
Wendt, T., Canela, M. B., Gelli de Faria, A. P., & Rios, R. I. (2001). Reproductive biology and natural hybridization between two endemic species of Pitcairnia (Bromeliaceae). American Journal of Botany, 88(10), 1760-1767.
Wendt, T., Canela, M. B. F., Klein, D. E., & Rios, R. I. (2002). Selfing facilitates reproductive isolation among three sympatric species of Pitcairnia (Bromeliaceae). Plant Systematics and Evolution, 232, 201-212. doi: http://doi.org/10.1007/s006060200043
Willmer, P. (2011). Pollination and Floral Ecology. New Jersey: Princeton University Press.
Zotz, G. (2013). The systematic distribution of vascular epiphytes – a critical update. Botanical Journal of the Linnean Society, 171(3), 453-481. doi: http://doi.org/10.1111/boj.12010
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