Efectos aditivos y no aditivos de la selección mediada por polinizadores en la herbácea Erythranthe lutea

Abstract

La medida en que los caracteres florales evolucionan bajo selección mediada por polinizadores ha sido ampliamente estudiada en la literatura. Sin embargo, la relación entre selección y efectividad de los polinizadores es un tema poco estudiado. El presente trabajo busca identificar y cuantificar las fuerzas selectivas ejercidas por abejas y colibríes sobre Erythranthe lutea, una planta herbácea altoandina de Chile central. Una de las principales preguntas en este estudio es evaluar si la selección mediada por polinizador sigue el principio del polinizador más eficiente de Stebbins. Para hacerlo, examinamos la selección putativa sobre tres rasgos florales de E. lutea durante dos años consecutivos a través de la función sexual femenina. Para examinar posibles efectos aditivos y no aditivos de los polinizadores, implementamos cuatro tratamientos en un diseño factorial de 2 x 2 usando Picaflores (P) y Abejas (A) como factores principales. De esta forma, probamos la selección mediada por polinizadores en los siguientes tratamientos: P+A+, P+A-, P-A+, P-A-. Nuestros resultados indican que el polinizador más eficiente fue el abejorro exótico Bombus terrestris, una de las especies responsables de la mayor fuerza selectiva impuesta por abejas. En particular, las abejas promueven la reproducción de flores con corolas más grandes en el período 2016. Sin embargo, durante el período 2017 se detectaron efectos no aditivos, lo que indica que el efecto de las abejas estaba supeditado a la presencia de picaflores y viceversa, lo que impide la evaluación de los efectos independientes. Si bien E. lutea parece estar evolucionando según el principio de Stebbins, es necesario demostrar que el fitness ganado después de la especialización de los rasgos florales excede al costo en fitness asociado a la pérdida de otros polinizadores menos eficientes. La observación de que B. terrestris fue el polinizador más eficiente en el ensamble de polinizadores sugiere que los polinizadores introducidos pueden impulsar nuevos y rápidos procesos de adaptación floral. En consecuencia, comprender el impacto evolutivo de los polinizadores exóticos puede ayudar al diseño de políticas de conservación frente al intercambio biótico y a la homogeneización a gran escala.

The extent to which floral characters evolve under pollinator-mediated selection has been extensively studied in the literature. However, the relationship between selection and pollinator effectiveness is a less understood subject. The present study aims to identify and quantify the selective force imposed by bees and hummingbirds upon Erythranthe lutea, a high Andean herbaceous plant from central Chile. A major question in this study is to evaluate whether pollinatormediated selection follows the Stebbins` principle of the most efficient pollinator. In doing so, we examined putative selection upon three flower traits of E. lutea during two consecutive years through the female sex function. To examine potential additive or nonadditive pollinator effects, we set four treatments in a 2 x 2 factorial design using hummingbirds (H) and bees (B) as main factors. In this way, we tested for pollinator mediated selection in the following treatments: H+B+, H+B-, H-B+, H-B-. Our results indicate that the most efficient pollinator was the exotic bumblebee Bombus terrestris, one of the responsible species of the higher selective force imposed by bees. In particular, bees promoted the reproduction of flowers with large-sized corollas in the 2016 period. However, during the 2017 nonadditive effects were detected, indicating that the effect of bees were contingent to the presence of bees and viceversa, which prevented the assessment of independent effects. While E. lutea seems to be evolving under Stebbins’ principle, it is necessary to demonstrate that the gained fitness after floral traits specialization exceeds the fitness cost associated to the loss of other less efficient pollinators. The observation that B. terrestris was the most efficient pollinator in the pollinator assemblage suggests that introduced pollinators can drive new and rapid floral adaptation processes. In consequence, understanding the evolutionary impact of exotic pollinators can help to the design of conservation policies in the face of biotic exchange and broad scale homogenization.