Reproductive ecology of the threatened "star cactus" <em>Astrophytum ornatum</em> (Cactaceae): a strategy of continuous reproduction with low success

Abstract

Controlled pollinations to determine the mating system and determination of the Outcrossing Index (OCI), the pollen /ovule ratio and breeding system. Results: Astrophytum ornatum produced flower buds throughout the year, but 89.2% of them were aborted. Four events of ephemeral flowering population were presented per year. The species is self-incompatible and controlled pollinations indicated pollinator limitation of several bee species. The OCI indicates that the species is facultative xenogamous, and pollen/ovule ratio indicates obligate xenogamy. On average there were 54 seeds/fruit and individuals produced 4 fruits/year. Conclusions: The continuous production of buds had rarely been reported for cacti. Intrapopulation bloom is one of the shortest recorded for the family and it produces high floral synchrony. The low number of seeds / fruit and flowers / individual, coupled with the narrow niche breadth of species and various anthropogenic factors place Astrophytum ornatum as a susceptible species to be extinct. Key words: continuous production of flower buds, reproductive success, breeding system, mating system, phenology Ecología reproductiva del "cactus estrella" Astrophytum ornatum (Cactaceae): una estrategia de reproducción continua con bajo éxito Resumen Antecedentes: No existen estudios precisos sobre la biología reproductiva de Astrophytum ornatum, especie endémica y en riesgo. Preguntas: ¿Cómo es la fenología de la especie? ¿Cuáles son los sistemas de cruza y apareamiento? y ¿Cuál es el éxito reproductivo? Especie de estudio: Astrophytum ornatum (Cactaceae). Sitio de estudio y fechas: Observaciones de 2010 a 2011 en la población más densa de A. ornatum en la Barranca de Metztitlán (Hgo. México). Métodos: Censos mensuales y seguimiento de estructuras reproductivas. Seguimiento de flores en antesis. Polinizaciones controladas para determinar el sistema de cruza y determinación del índice de entrecruza de Cruden (OCI) y de la relación polen/óvulo para estimar el sistema de apareamiento. Resultados: Astrophytum ornatum produjo botones florales todo el año pero el 89.2% de ellos fueron abortados. Se presentaron cuatro eventos efímeros de floración poblacional/año. La especie es autoincompatible y las polinizaciones controladas indicaron escasez de polinizadores (abejas). La especie es xenógama facultativa según el OCI o xenógama obligada por la relación polen/óvulo. En promedio se producen 54 semillas/fruto y 4 frutos/individuo/año. Conclusiones: La producción continua de botones florales es un fenómeno raramente reportado para cactáceas. La floración intrapoblacional constituye uno de los registros más cortos para la familia y produce una alta sincronía floral. El bajo número de semillas/fruto y de flores/individuo, aunado a la amplitud restringida del nicho de la especie y a diversos factores antropogénicos sitúan a Astrophytum ornatum como especie susceptible de extinción. Palabras clave: producción continua de botones florales, éxito reproductivo, sistema de apareamiento, sistema de cruza, fenología Bo...

Fenología, sincronía floral y éxito reproductivo de Neolloydia conoidea (Cactaceae)

“…Para N. conoidea, los pulsos observados parecen ser producto en su mayor parte de pulsaciones a nivel de individuos, ya que entre el 81 y 73 % de estos produjeron flores en más de un pulso por año. Este patrón no ha sido reportado en ninguna cactácea globosa, ya que generalmente los estudios de fenología floral se han abocado a determinar la duración del periodo de floración y los picos observados a través de censos mensuales o quincenales sin un seguimiento individual de las flores (McIntosh 2002, Nassar & Ramírez 2004, Matias-Palafox et al 2017. Solamente encontramos en la literatura un trabajo donde se evidencia la ocurrencia de pulsos en la cactácea columnar Pilosocereus leucocephalus (Munguía-Rosas & Sousa 2010).…”

Shared pollinators and sequential flowering phenologies in two sympatric cactus species

“…This has led to an increased interest in studying various aspects of their biology, including their reproductive biology (Mandujano et al 2010;Díaz-Segura et al 2017;Jiménez-Sierra et al 2019;among others). and some studies have considered sympatric Cactaceae (McIntosh 2002;Giorgis et al 2015;Eggli & Giorgetta 2017;Matías-Palafox et al 2017;Ferreira et al 2018;Guerrero et al 2019). The study of the reproductive biology of sympatric Cactaceae may shed light on the interference or facilitation of maintaining shared pollinators, which helps to understand the ecosystem services of pollination within xerophyte communities as well as provide arguments for the conservation of these ecosystems (Eggli & Giorgetta 2017).…”

Edge creation changes the timing and intensity of phenological reproductive patterns and species activities in forest tree communities

“…Recent studies have revealed marked abiotic differences between forest edges and interiors (Riutta et al 2014;Wicklein et al 2012) that can affect the reproductive patterns of plant communities and their associated species (Athayde & Morellato 2014). Phenological studies in anthropogenic landscapes, however, have largely been limited to population studies (e.g., Vogado et al 2016;Matias-Palafox et al 2017;Oliveira et al 2019), whereas the few studies with a community approach have showed increased phenological intensities of trees at forest edges (Fortunato & Quirino 2016), with synchronize different from those in the forest interior (Cunningham 2000;Reznik et al 2012). Phenological changes at the species level in response to habitat modifications can vary among functional groups and successional stages (Xiao et al 2016).…”