Pollen flow in the distylous Palicourea fendleri (Rubiaceae): an experimental test of the Disassortative Pollen Flow Hypothesis

Abstract

The Disassortative Pollen Flow Hypothesis proposed by Darwin postulates that the relative position of anthers and stigmas in distylous flowers enhances pollen flow between flowers of different morphs (legitimate pollination), in comparison to flow between flowers of the same morph (illegitimate pollination). In order to test this hypothesis, we measured pollen transport, mediated by a trained Copper-rumped Hummingbird (Amazilia tobaci), between flowers of the distylous Palicourea fendleri under laboratory conditions. In individual tests, we offered to the hummingbird a pollen donor flower and two emasculated recipient flowers in a controlled sequence. After each foraging bout, we counted the number of pollen grains transported from the donor flower to the stigmas of both recipient flowers. In agreement with Darwin's hypothesis, we found that hummingbirds transport pollen of "pin" flowers in significantly higher numbers to legitimate "thrum" stigmas, even if previously visiting a "pin" flower. However, "thrum" pollen was deposited in greater numbers on illegitimate "thrum" stigmas. We interpret this asymmetry largely as the consequence of floral morphology; pollen flow was greater between anthers and stigmas that exhibit greater spatial matching. In P. fendleri, the position of floral organs along the corolla tube does not always precisely correspond. In our experimental system, the probability that the pollinator extracts a pollen grain from the anther and the probability of self-pollination were both dependent on the type of floral morph. We discuss the relevance of the latter findings in relation to other studies of pollen flow in heterostylous species.

Fenologia, morfologia floral e visitantes de Psychotria brachypoda (Müll. Arg.) Britton (Rubiaceae) em uma área de Floresta Atlântica, Sudeste do Brasil

“…Segundo Ganders (1979), em muitas espécies heterostílicas a correspondência recíproca nos comprimentos das anteras e estilete é muito próxima, embora não seja perfeita. Trabalhos realizados com outras espécies distílicas de Psychotria indicam que mesmo sem reciprocidade exata entre a altura de estames e estigmas dos morfotipos florais, pode haver um maior fluxo de pólen entre morfos diferentes, ou seja, maior número de cruzamentos legítimos ( A proporção de 1:1 entre indivíduos brevistilos e longistilos geralmente é encontrada em populações de espécies distílicas (Monteiro et al 1991;Pailler & Thompson 1997;Richards & Koptur 1993;Lau & Bosque 2003;Teixeira & Machado 2004). Esta proporção é esperada em populações totalmente auto -incompatíveis e que não tenham desvios no sucesso reprodutivo de nenhum dos morfos florais.…”

“…Estudos com plantas distílicas indicam que há um fluxo assimétrico de pólen entre os morfotipos florais (Ganders 1979;Stone 1996;Lau & Bosque 2003) que pode favorecer a formação de frutos em flores brevistilas (Teixeira & Machado 2004;Ornelas et al 2004) ou longistilas (Monteiro et al 1991;Pailler & Thompson 1997). Em P. brachypoda, como a taxa de frutos foi semelhante entre os morfotipos florais, parece não ter havido fluxo preferencial de pólen entre eles.…”

“…A maior parte das espécies heterostílicas são distílicas, apresentando uma forma com estames curtos e estilete longo (longistila) e outra com estames longos e estilete curto (brevistila) (Ganders 1979;Richards & Koptur 1993;Stone 1996;Lau & Bosque 2003). Espera-se que a reciprocidade na altura de estigma e anteras de um morfo em relação ao outro favoreça a ocorrência de polinização cruzada e diminua os cruzamentos entre morfos iguais (Ganders 1979;Barret et al 2000).…”

Biologia reprodutiva de Psychotria spectabilis Steyrm. e Palicourea cf. virens (Poepp & Endl.) Standl. (Rubiaceae) em uma floresta tropical úmida na região de Manaus, AM, Brasil

“…A heterostilia é bastante comum nos representantes estudados da família Rubiaceae, principalmente no gênero Psychotria (Hamilton 1990;Faivre & McDade 2001;Lau & Bosque 2003;Castro & Araújo 2004). Psychotria spectabilis apresentou diferenças na fecundidade entre os morfos florais, sendo esta maior nas flores brevistilas.…”

“…Nos estudos de Levin (1968), Ornduff (1970) e Weller (1980 a deposição de pólen foi maior nas flores longistilas que apresentaram estigmas mais compridos em relação aos estigmas das flores brevistilas. No entanto, em Psychotria spectabilis, Palicourea padiflora (Ree 1997) e Palicourea fendleri (Lau & Bosque 2003) as flores brevistilas apresentaram estigmas mais compridos comparados às flores longistilas. Diferença no tamanho do estigma talvez seja mais importante na diferença do fluxo de pólen do que a posição do estigma.…”