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Strong inbreeding depression and individually variable mating system in the narrow endemic Erodium cazorlanum (Geraniaceae)

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Author(s): Alonso, Conchita | García-Sevilla, Marina

Journal: Anales del Jardín Botánico de Madrid
ISSN 0211-1322

Volume: 70;
Issue: 1;
Start page: 72;
Date: 2013;
Original page

Keywords: endemism | geitonogamy | inbreeding depression | mating system | self compatibility | stigmatic pollen load | endemismo | geitonogamia | depresión por endogamia | sistema reproductivo | autocompatibilidad | carga polínica estigmática

ABSTRACT
Angiosperms evolved different systems to attract effective pollinators while reducing selfing in hermaphroditic flowers. Selfing ability can be advantageous when pollinators and/or mates are scarce, although inbreeding depression may largely reduce those advantages. Recent comparative analyses suggested endemic species tend to evolve self-compatibility but a better understanding of the associated reproductive and genetic tradeoffs is required. Experimental hand-pollinations under greenhouse conditions were conducted to investigate the selfing ability and estimate inbreeding depression up to the offspring’ first reproductive event in Ero dium cazorlanum, a narrow endemic species restricted to dolomite outcrops in SE Spanish mountains. We found autonomous selfing ineffective. Further, when experimentally applied, pollen of the same flower produced significantly fewer fruits and seeds compared to geitonogamous and cross pollinations. The number of seeds per fruit was significantly higher after cross pollinations and strong inbreeding depression accumulated through the life-cycle. Interestingly, individual plants exhibited broad variation in selfing ability with six out of 14 individuals producing no seed after geitonogamy. Understanding the consequences of individual variation in self compatibility deserves further investigation in the field now that we know that strong inbreeding depression may limit recruitment of selfed progeny.Las Angiospermas han desarrollado diversos sistemas para atraer polinizadores eficientes y al mismo tiempo reducir la posibilidad de autopolinización asociada al hermafroditismo. La capacidad de autopolinización puede ser ventajosa en situaciones de escasez de polinizadores y/o individuos reproductores, beneficios que pueden reducirse ampliamente a causa de la depresión por endogamia. Análisis filogenéticos recientes indicaron que las especies endémicas tienden a presentar sistemas de autocompatibilidad, por tanto es preciso analizar en profundidad los costes y beneficios reproductivos y genéticos asociados a la autocompatibilidad en estas especies. Mediante polinizaciones manuales en condiciones de invernadero se estimaron la capacidad de polinización espontánea, el grado de autocompatibilidad y la magnitud de depresión por endogamia acumulada hasta el primer evento reproductor de la progenie en Erodium cazorlanum, una especie endémica estricta asociada a unos pocos afloramientos dolomíticos en las montañas del SE español. La especie no mostró autonomía en la formación de semillas. Además, el polen de la propia flor aplicado experimentalmente sobre el estigma generó significativamente menos frutos y semillas que el polen de otras flores de la misma planta o de plantas diferentes. El número de semillas por fruto fue significativamente mayor en las polinizaciones cruzadas y la magnitud de depresión por endogamia acumulada a lo largo del ciclo de vida resultó ser muy elevada. Cabe destacar también la amplia variabilidad obtenida en los niveles de autocompatibilidad de las plantas individuales, encontrando incluso que seis de los 14 individuos ensayados no produjeron ninguna semilla por geitonogamia. Investigar el potencial adaptativo de esta variabilidad individual en condiciones naturales resulta clave para entender la dinámica evolutiva de esta especie ahora que sabemos que la depresión por endogamia puede constreñir el reclutamiento de progenies generadas por polen propio.
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