Flowering, floral visitors and climatic drivers of reproductive phenology of two endangered magnolias from neotropical Andean forests

Abstract

Depressed fruit and seed production and scant seedling recruitment appear to be imperiling natural populations of Colombian Magnolia species. From February 2015 to April 2017, we recorded data on flowering, pollen limitation, floral visitors, and the reproductive phenology of Magnolia jardinensis and Magnolia yarumalensis, two threatened and endemic species from Colombian Andean cloud forests. Both species are protogynous with anthesis lasting two consecutive days-with M. jardinensis flowers opening in the evening, while M. yarumalensis flowers open early in the morning. Fruit abortion in both bagged flowers and open pollination experiments suggests that both species exhibit considerable reproductive limitations. There was a lower percentage of pollen germination in M. jardinensis (3-26%) than in M. yarumalensis (60-86%), suggesting more limitations in the former species. Magnolia yarumalensis was a prolific fruit producer compared to M. jardinensis, which produced only one ripe fruit during the study, in spite of its high production of floral buds. Despite sharing the same locality, these species did not share pollinators, thus further increasing their vulnerability to extinction. Floral buds in both species were negatively correlated with minimum temperature and precipitation, while ripe fruits in both species were positively correlated with increases in precipitation and temperature. Our results provide information about how climate change could affect the various phenophases of these species. Knowledge about reproductive phenology and life history traits such as flowering and pollinators is crucial for specific and efficient conservation efforts to protect these endangered species under the current climate change scenarios.

Environmental variables associated with the distribution of two Magnolia species (Magnoliaceae) in the Colombian Andes

“…Así mismo, el aumento de la distancia entre los fragmentos de bosque dificulta el intercambio genético entre los individuos aislados, lo que deteriora el reclutamiento de las especies (Fahrig, 2003;Santos y Tellería, 2006). En este sentido, la fragmentación puede afectar la reproducción de las especies y por lo tanto la estabilidad poblacional (Bartomeus et al, 2018;Serna-González et al, 2022). Un ejemplo de ello es la familia Magnoliaceae, que se encuentra entre los grupos de plantas vasculares que actualmente son prioridad de conservación a nivel mundial (Rivers et al, 2016;IUCN, 2023).…”

Aspectos biotecnológicos en la propagación in vitro de magnoliáceas

“…Dicha familia se distribuye ampliamente en zonas templadas y tropicales de Asia y América, siendo china el país con mayor número de especies y Colombia el más diverso, y con mayor endemismo del Neotrópico (Cogollo-Pacheco et al, 2019). En Colombia se han registrado en las regiones de los Andes, Chocó, Amazonía, Cundinamarca, Boyacá, Antioquia, Quindío, Arauca, Santander y Caldas, principalmente en los bosques húmedos y muy húmedos (Lozano-Contreras, 1994;González y Guzmán, 2010), las Magnolias del Neotrópico exhiben poblaciones escasas y pequeñas y deben ser priorizadas para su conservación (Serna-González et al, 2021). En cuanto a clasificación taxonómica a partir de estudios filogenéticos y moleculares se reconocen 2 subfamilias, 11 secciones, 13 géneros y 9 subgéneros, aunque esta clasificación sigue en estudio (Vázquez-García et al, 2016).…”

“…Las magnoliáceas se han visto afectadas principalmente por la fragmentación y degradación de sus hábitats naturales, a causa de factores antrópicos como la ampliación de la frontera agrícola, la ganadería y la deforestación (Calderón et al, 2007;Serna y Velásquez, 2017) además del aprovechamiento no sostenible de las maderas usadas en la fabricación de muebles y como madera rolliza y de aserrío (González y Guzmán, 2010;Rivers et al, 2016;Serna-González et al, 2021), lo cual ha generado que las magnolias del país estén en riesgo por sobreexplotación (Lozano-Contreras, 1994).…”

“…Lo anterior genera posiblemente disminución del flujo genético, baja producción de frutos y semillas, escaso reclutamiento de plántulas y aumenta la vulnerabilidad de las poblaciones a eventos de extinción y cambio climático (Gallardo, 2021;Serna-González et al, 2021), esto último ya que el aumento de temperaturas máximas o mínimas según Serna- González et al (2021), podría afectar la fenología y procesos de polinización de especies como Magnolia jardinensis y Magnolia yarumalenses y de otras especies de magnolias neotropicales, provocando disminución en la formación de botones florales, frutos y semillas.…”

“…Las especies de la familia Magnoliácea producen pocos frutos y tienen baja regeneración natural por semillas (Gallardo, 2021;Serna-González et al, 2021), sin embargo, tienen una alta capacidad natural de rebrotar cuando son cortadas, produciendo rápidamente nuevos rebrotes o "Ramets", los cuales son una opción viable para establecer programas de propagación clonal (Gallardo, 2021).…”