Influência das interações com abelhas mutualistas e antagonistas e da disponibilidade de recursos maternos sobre o sucesso reprodutivo de uma espécie de Bignoniaceae de cerrado

Abstract

As plantas normalmente apresentam um limite máximo de frutificação que é determinado pela disponibilidade de recursos maternos, no entanto, o sucesso reprodutivo feminino de determinadas espécies é ainda menor que o potencial intrínseco à planta-mãe. Nesse caso, fatores extrínsecos à planta, como a limitação de pólen, decorrentes das interações ecológicas estabelecidas com mutualistas e antagonistas da comunidade, podem interferir e impactar negativamente a reprodução. Considerando que a investigação simultânea de fatores intrínsecos e extrínsecos à planta pode ajudar a estabelecer o papel de cada um deles sobre a baixa produção de frutos em angiospermas, neste trabalho nós avaliamos experimentalmente a contribuição relativa da limitação de recursos maternos e da limitação de pólen sobre o sucesso reprodutivo de Jacaranda caroba (Bignoniaceae), uma espécie selecionada como modelo por ser zoófila, predominantemente xenógama e apresentar baixa frutificação natural. Assim, testamos as seguintes hipóteses: (1) o número total de frutos é menor que o número total de flores produzidas pela planta na ausência de limitação de pólen; (2) a frutificação natural é ainda inferior à capacidade de formação de frutos das plantas devido à limitação de pólen; (3) a baixa frequência de visitas do polinizador ou a transferência de grãos de pólen inadequados resulta em limitação quantitativa e qualitativa, respectivamente; (4) abelhas que roubam ou pilham recursos atuam como antagonistas 10 afetando negativamente, de forma direta ou indireta, o sucesso reprodutivo. Nossos resultados experimentais mostraram que a baixa produção de frutos em relação ao número de flores produzidas por planta é determinada pela limitação de recursos maternos, mas a frutificação natural foi ainda menor do que a capacidade reprodutiva das plantas devido à limitação de pólen na população. A baixa frequência de visitas do polinizador foi o principal fator responsável pela limitação quantitativa de pólen. Evidências indiretas mostraram que a transferência de pólen incompatível, devido ao comportamento do polinizador em visitar diversas flores em uma mesma planta, também pode afetar o sucesso reprodutivo da espécie pela limitação qualitativa de pólen. Experimentos que testaram o efeito das abelhas antagonistas indicam que a pilhagem de pólen pode não ter grande impacto sobre a quantidade de pólen disponível para a polinização e que, eventualmente, abelhas pequenas que coletam recursos, podem atuar como mutualistas. Assim, em condições naturais, a limitação de pólen que afeta o sucesso reprodutivo de J. caroba decorre dos efeitos combinados das interações simultâneas com mutualistas e antagonistas.

Plants normally present a maximum limit of fruit set that is determined by the maternal resources availability, however, the female reproductive success of certain species is even small than the intrinsic plant potential. In this case, extrinsic factors, as pollen limitation, related to the ecological interactions established with mutualists and antagonists, may interfere and negatively impact the reproduction. The simultaneous investigation of intrinsic and extrinsic factors to the plant can help us to establish the role of each one of them on the low fruit production in angiosperms. In this study we experimentally evaluated the relative contribution of the maternal resources limitation and the pollen limitation over the Jacaranda caroba (Bignoniaceae) reproductive success. We selected this species as model, because it is zoophilous, predominantly xenogamous and has low natural fruiting. Therefore, we tested the following hypothesis: (1) total number of fruits is smaller than the total number of flowers produced by the plant in the absence of pollen limitation; (2) natural fruit set is still smaller than the fruit set plant capacity due to the pollen limitation; (3) low frequency of pollinator visits or inadequate transfer of pollen grains results in quantitative and qualitative limitation, respectively; (4) bees that steal or rob resources act like antagonists negatively affecting, directly or indirectly, the reproductive success. Our experimental results showed that the low fruit set in relation to the number of flower produced per plant is determined by the maternal resources limitation, but natural fruit set was still smaller than the plant reproductive capacity due to the pollen limitation in the population. The low frequency of pollinator visits was the main cause of the quantitative pollen limitation. Indirect evidences showed that the transfer of incompatible pollen, due to pollinator behavior in visiting several flowers in the same plant, can also affect the specie reproductive success by the qualitative pollen limitation. Experiments with antagonist bees indicate that pollen theft may not have a negative impact in the pollen quantity available to the pollination and, eventually, small bees collecting resources, can act like mutualists. Therefore, in natural conditions, the pollen limitation that affects the J. caroba reproductive success comes from the combined effects of simultaneous interaction involving mutualists and antagonists.