Site-specific features affect pollination success of a gynodioecious understory shrub in a gender-specific mode

Abstract

Daphne laureola (Thymelaeaceae) is a gynodioecious, winter-flowering shrub inhabiting the understory of shady mountain forests. The small, inconspicuous yellowish-green flowers are pollinated by ectothermic insects whose activity is mainly confined to infrequent spells of sunny weather. We tested the hypotheses that (1) the solar irradiance environment of individual D. laureola plants and distance to the nearest conspecific should influence their pollination success and (2) the effect of both site-specific features on pollination success should be sex-dependent, given the difference between female and hermaphrodite flowers in conspicuousness and floral rewards. We estimated maternal pollination success (mean number of pollen tubes/pistil and proportion of unfertilized flowers), measured the distance to the nearest flowering conspecific, and evaluated the irradiance environment (percent of canopy cover) for individual D. laureola plants in 7 southeastern Spanish populations. On average, hermaphrodite flowers were pollinated more often and had more pollen tubes/pistil than females. Distance to the nearest conspecific affected individual pollination success negatively, but the effect was significant only for females. Furthermore, there existed a highly significant sex x cover interaction effect on pollination success. Among female individuals, the number of pollen tubes/pistil decreased and the proportion of unfertilized flowers increased from closed to more open sites, while hermaphrodites showed non-significant and opposite trends. The contrasting sign of the relationship between cover and pollination success for the 2 genders is expected to generate a fine-scale, within-habitat mosaic in the magnitude of the pollination advantage of hermaphrodite individuals, which would be greater in the more open, sunny locations where ectothermic pollinators should be more active. Site-specific differences in relative pollination success of sexes might contribute to the persistence of gynodioecy of D. laureola in our study region.

Résumé

Daphne laureola (Thymelaeaceae) est un arbuste gynodioïque à floraison hivernale qui habite le sous-étage de forêts ombragées de montagne. Ses petites fleurs jaunâtre-vertes peu visibles sont pollinisées par des insectes ectothermiques dont l'activité est principalement limitée aux rares périodes de temps ensoleillé. Nous avons évalué les hypothèses que (1) l'environnement radiatif solaire des plants de D. laureola et la distance à l'individu conspécifique le plus proche devrait influencer leur succès de pollinisation et (2) l'effet des caractéristiques spécifiques du site sur le succès de pollinisation devrait dépendre du sexe, étant donné la différence entre les fleurs femelles et hermaphrodites quant à leur visibilité et à leur récompense florale. Nous avons évalué le succès de pollinisation maternel (le nombre moyen de tubes polliniques/pistils et la proportion de fleurs non fécondées), mesuré la distance à l'individu conspécifique en floraison le plus proche et évalué l'environnement radiatif (le pourcentage de fermeture du couvert) pour des plants individuels de D. laureola dans 7 populations du sud-est de l'Espagne. En moyenne, les fleurs hermaphrodites ont été pollinisées plus souvent et avaient plus de tubes polliniques/pistils que les fleurs femelles. La distance à l'individu conspécifique le plus proche a eu un effet négatif sur le succès de pollinisation individuel, mais cet effet n'était significatif que pour les femelles. De plus, l'interaction entre le sexe et le couvert était fortement significative pour le succès de pollinisation. Chez les individus femelles, le nombre de tubes polliniques/pistils a diminué et la proportion de fleurs non fécondées a augmenté des sites à couvert fermé à ceux plus ouverts, alors que les hermaphrodites ont démontré des tendances opposées, mais non significatives. On s'attend donc à ce que la relation inverse pour les 2 genres entre le couvert forestier et le succès de pollinisation crée une mosaïque à petite échelle au sein de l'habitat pour ce qui est de l'ampleur de l'avantage pollinique des individus hermaphrodites, cet avantage serait plus important dans les sites plus ouverts et ensoleillés où les pollinisateurs ectothermiques devraient être plus actifs. Les différences spécifiques du site quant au succès de pollinisation selon le sexe pourraient contribuer à la persistance de la gynodioécie chez D. laureola dans notre région d'étude.

Keywords:

• abiotic conditions
• beetle pollination
• canopy cover
• Daphne laureola
• distance to the nearest neighbor
• gynodioecy
• hemispherical canopy photographs
• microhabitat
• winter flowering

Mots-clés:

• conditions abiotiques
• couvert forestier
• Daphne laureola
• distance au voisin le plus proche
• floraison hivernale
• gynodioécie
• microhabitat
• photographies hémisphériques de la canopée
• pollinisation par des coléoptères