Fenologia reprodutiva, polinização e sistema de reprodução de três espécies sincronopátricas de Cactaceae (Cactoideae) em remanescente de Chaco brasileiro

Abstract

A similaridade floral (morfológica e funcional) e a sobreposição no período de floração entre espécies, podem atuar no sentido de maximizar a fonte de recursos florais a potenciais polinizadores. Por outro lado, sujeita as plantas a competição por estes e consequentemente ao fluxo interespecífico de pólen. Que pode afetar a integridade das espécies por meio da hibridação, no caso de espécies geneticamente próximas ou reduzir a produção de sementes via entupimento do estigma. Nesse sentido é comum que as plantas apresentem mecanismos ou estratégias reprodutivas que as permitem “tolerar” a competição, evitar ou pelo menos reduzir o fluxo interespecífico de pólen. No Chaco brasileiro a floração de Cactaceae parece estar ligada a sazonalidade do ambiente, de modo que E. rhodotricha, Harrisia balansae e Monvillea cavendshii estão sujeitas ao fluxo interespecífico de pólen. Uma vez que estas espécies apresentam flores semelhantes, antese noturna e floração aparentemente ligada a estação chuvosa. Portanto aqui estudamos estas espécies no contexto da ecologia reprodutiva. Afim de avaliar mecanismos e estratégias reprodutivas que garantem a reprodução, frente a possibilidade de partilha de polinizadores e fluxo interespecífico de pólen. Conduzimos este estudo de outubro de 2014 a fevereiro de 2016, em remanescente de vegetação chaquenha brasileira. Onde estudamos a fenologia reprodutiva, biologia floral, sistema de reprodução, visitantes florais e potenciais polinizadores das espécies mencionadas. Para avaliar a ocorrência de fluxo interespecífico de pólen, realizamos experimento com pó fluorescente. Nossos resultados mostram, que as espécies em estudo apresentam floração e frutificação sazonal, associados a fatores climáticos e fotoperiodo, o que gerou alta sobreposição entre estas. As três espécies apresentam antese principalmente noturna, mas M. cavendishii e E. rhodotricha apresentam antese estendida, permitindo visitantes diurnos. A síndrome de polinização não é tão clara em H. balansae, que parece estar entre esfingofilia e quiropterofilia, dimensões e o odor floral parecem importantes fatores para diferenciar esta espécie das demais. O baixo volume de néctar registrado nos levou a considerar as flores das três espécies como esfingófilas. Porém E. rhodotricha e M. cavendishii parecem contar com polinização mista, envolvendo polinizadores primários e secundários (diurnos), que teoricamente são menos eficazes, e não previsíveis pela síndrome de polinização. Contudo estes podem ter contribuído com a polinização principalmente frente ao sistema de compatibilidade. A população de E. rhodotricha apresentou autocompatibilidade e a de M. cavendishii auto fertilidade. Visitas por esfingideo foi registrada somente em M. cavendishii em baixa frequência. Não registramos os potenciais polinizadores em H. balansae, cujas flores foram visitadas apenas por florivoros. Estes, besouros e ortópteras foram os visitantes florais mais frequentes neste estudo. A aparente baixa frequência de polinizadores não parece limitar a frutificação em H. balansae, que em condições naturais apresenta eficácia reprodutiva superior a E. rhodotricha. O que nos leva a crer que H. balansae apresente um sistema de polinização envolvendo polinizadores não registrados neste estudo, uma vez que esta espécie parece ser auto incompatível e auto infértil, portanto dependente de polinização cruzada. Contudo não registramos fluxo de pó fluorescente entre flores de H. balansae e nem fluxo interespecífico. Detectamos apenas fluxo intraespecífico de pó fluoresncente, que em flores de E. rhodotricha se deu somente na mesma flor, enquanto em M. cavendishii ocorreu também entre flores da mesma planta. Nossos resultados sugerem que as espécies estudadas diferem quanto funcionalidade floral (envolvendo também morfometria e odor) e dependência de polinizadores, configurando distintas estratégias reprodutivas, que podem estar agindo no sentido de evitar ou reduzir o fluxo interespecífico de pólen.

ABSTRACT - Floral similarity (morphological and functional) and overlap in flowering time between species, can act to maximize the source of floral resources to potential pollinators. On the other hand, subject the plants to competition for these and consequently to the interspecific pollen flow. Which can affect the integrity of the species by hybridization, in the case of genetically related species, or reduce the production of seed via stigma clogging. In this sense, it is common that plants present mechanisms or reproductive strategies that enable them to "tolerate” the competition, avoid or at least reduce interspecific pollen flow. In Brazilian Chaco Cactaceae flowering appears to be linked to environmental seasonality, so that E. rhodotricha, Harrisia balansae and Monvillea cavendshii are subject to interspecific pollen flow. Since these species have similar flowers, night blooming and flowering apparently linked to the rainy season. Portanto aqui estudamos estas espécies no contexto da ecologia reprodutiva. In order to assess mechanisms and reproductive strategies ensuring the reproduction, forward the possible partition of pollinators and interspecific pollen flow. We conducted this study of October 2014 to February 2016, in the remaining of Brazilian Chaco vegetation. Where to study reproductive phenology, floral biology, breeding system, floral visitors and potential pollinators of the listed species. To evaluate the occurrence of interspecific pollen flow, conducted experiment with fluorescent powder. Our results show, the species under study present seasonal flowering and fruiting, associated with climatic factors and photoperiod, which generated high overlap between these. The three species have anthesis mainly night, but M. cavendishii and E. rhodotricha have extended anthesis, allowing diurnal visitors. Pollination syndrome is not so clear in H. balansae, which appears to be between esfingophily and chiropterophily, dimensions and floral odor seem important factors to distinguish this species from other. The low volume of nectar registered led us to consider the flowers of three species as esfingophilous. However, E. rhodotricha and M. cavendishii seem to tell with mixed pollination, involving primary and secondary pollinators (diurnal), theoretically are less effective, and unpredictable by pollination syndrome. However, these can have contributed with the pollination, especially because of the compatibility system. The population of E. rhodotricha presented self-compatibility and the M. cavendishii self-fertility. Visits by hawkmoth was registered only in M. cavendishii in low frequency. We did not record the potential pollinators H. balansae, which flowers were visited only florivorous. These, beetles and ortopteras were floral visitors more frequent in this study. The apparent low frequency of pollinators does not seem to limit the fruit set in H. balansae, that under natural conditions features superior reproductive efficacy than E. rhodotricha. Which leads us to believe that H. balansae present pollination system involving pollinators not recorded in this study, since this specie seems to be self-incompatible and self-infertile, therefore outcrossing dependent. However, we did not record flow of fluorescent powder between flowers of H. balansae or interspecific flow. We detected only intraspecific flow of fluorescent powder, that in E. rhodotricha flowers was given only the same flower, while on M. cavendishii was also among flowers on the same plant. Our results suggest that the studied species differ floral functionality (also involving morphometry and odor) and dependence on pollinators, setting different reproductive strategies, which may be acting to avoid or reduce interspecific pollen flow.