Germination of high Andean treeline species of contrasting environments and along elevational gradients in northwest Argentina

ABSTRACT

In mountain ecosystems, temperature and precipitation change along elevation and determine the lower and upper limits of tree species which form forests. Early life performance of tree species has been assessed along elevational gradients as a proxy for several environmental variables. Here, we attempt to answer the following question: How does elevation provenance influence seed mass, viability, and germination of Queñoa (Polylepis spp.)? We worked with four species from two contrasting environments from northwest Argentina. We gathered seeds along elevation gradients, seeds were weighed, tested for viability (Triphenyltetrazoliumchlorid; TTC) and germination percentage in a controlled environment. The analysis was performed using Generalized Linear Models (GLM). We found low germination percentages in all species, probably related to low seed viability. The two species from humid environments had lower seed mass and higher germination percentages than the two species from dry environments. The effect of elevational provenance negatively affected the germination of two species, while the other two species were not affected. We conclude that although the four species studied belong to the same genus, their early life characteristics differ between environments and along elevational gradients according to species. Trends regarding future temperatures suggest increases in germination for two of our study species and no effects on the other two species.

Resumen

En los ecosistemas de montaña, la temperatura y la precipitación cambian a lo largo de la elevación y determinan los límites superior e inferior de las especies de árboles que forman los bosques. El rendimiento en la vida temprana de las especies de árboles de montaña se ha evaluado a lo largo de gradientes de elevación como proxy de varias variables ambientales. En este trabajo contestamos la siguiente pregunta: ¿Cómo influye la elevación sobre la masa, la viabilidad y la germinación de las semillas de Queñoa (Polylepis spp)? Trabajamos con cuatro especies de dos ambientes contrastantes del noroeste argentino. Recolectamos semillas a lo largo de gradientes de elevación y probamos la viabilidad (cloruro de trifeniltetrazolio; TTC) y la germinación (ambiente controlado). Pesamos las semillas e incluimos la variable individuo para desarrollar modelos lineales generalizados (GLM). Encontramos bajos porcentajes de germinación en todas las especies, probablemente relacionados con la baja viabilidad de la semilla. Encontramos diferencias significativas entre los porcentajes de germinación de ambientes contrastantes. El efecto de la procedencia elevacional afectó negativamente la germinación de dos especies, mientras que las otras dos especies no se vieron afectadas. Concluimos que aunque las cuatro especies estudiadas pertenecen al mismo género, sus características de vida temprana difieren entre ambientes y a lo largo de gradientes de elevación según la especie. Las tendencias con respecto a las temperaturas futuras sugieren aumentos en la germinación para dos de las especies de nuestro estudio y ningún efecto en las otras dos especies.

KEYWORDS:

• Polylepis
• Puna
• Yungas
• Queñoa
• seed mass
• seed viability

PALABRAS CLAVE:

• Polylepis
• Puna
• Ypungas
• Queñoa
• peso de semillas
• viabilidad

Acknowledgments

CONICET partially funded the study through PIP#11220170100143C. We thank Joel Soto and his family and the community of Quebraleña for allowing us to collect seeds from their properties and receiving us. We thank field assistants for helping collecting seeds. We thank two anonymous reviewers and the editor who improved previous versions of the manuscript.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the authors.

Additional information

Funding

This work was supported by the Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas [PIP#11220170100143C].