Ecología de la polinización y mecanismos de coexistencia del ensamble de Columnea (GESNERIACEAE) en la reserva natural Ñambí, Nariño-Colombia

Abstract

La estrategia de forrajeo por rutas de los colibríes implica la visita a diferentes especies de plantas con alta recompensa a lo largo de sus rutas, por lo que no pueden asegurar la fidelidad floral, lo cual influye en los sistemas de reproducción de las plantas que visitan. Aún no es claro cómo los ensambles de especies de plantas filogenéticamente emparentadas que coexisten en comunidades altamente diversas se mantienen aisladas reproductivamente. Se evaluó si los factores de la biología de la polinización promueven la coexistencia y el aislamiento reproductivo del ensamble de Columnea en la Reserva Natural Ñambí, Nariño, Colombia. Entre julio de 2013 y marzo de 2014 se estudió la temporalidad de floración de las plantas, su biología floral, patrones de producción de néctar y su sistema reproductivo. Se realizaron observaciones y filmaciones de los visitantes a las plantas y se capturaron colibríes para analizar las cargas de polen. Se calculó la tasa de visitas, la eficiencia de polinización y el grado de especialización del sistema, por medio de análisis de redes de interacción. Se encontraron 15 especies de Columnea que variaron en su densidad poblacional, hábitat e intensidad de floración. La longevidad floral varió entre 4 y 7 días por especie, periodo en el que produjeron una alta recompensa energética. El análisis multivariado permitió identificar patrones de asociación entre las especies de Columnea según su morfología floral, floración, néctar y atracción extrafloral. El 50% de las especies fueron autoincompatibles. En 327,2 horas de observación se detectaron 10 especies de colibríes que visitaron de forma legítima las plantas. Phaethornis syrmatophorus tuvo la mayor frecuencia de visitas (80%), y visitó 12 especies. Hubo un ajuste morfológico entre los colibríes y las plantas que visitaron, e indicó una restricción morfológica entre algunas interacciones. El análisis palinológico de 293 muestras evidenció relaciones que no fueron detectadas por las observaciones e indicó la presencia de cargas de polen mixto en los colibríes. Las plantas también presentaron cargas de polen mixto, pero con una mayor proporción de granos de polen conespecífico. Los resultados evidenciaron una alta especialización asimétrica para las especies de Columnea y mecanismos de coexistencia asociados con diferencias en hábitat, fenología, morfología floral, patrones de atracción extrafloral, frecuencia de visitas y sitios de deposición del polen en los colibríes que permiten el aislamiento reproductivo del ensamble de Columnea.

Abstract. The route-foraging strategy of hummingbirds implicates visits to different plant species with high recompense along the routes. It is not still clear how species assemblages of phylogenetically related plants that coexist in highly diverse communities are maintained reproductively isolated. It was evaluated whether the factors of the pollination biology promoted the coexistence and the reproductive isolation of the Columnea assemblage in the Ñambí Natural Reserve, Nariño, Colombia. The flowering temporality, floral biology, nectar output patterns and reproductive system of the plants were studied between July 2013 and March 2014. Visitors of the plants were observed and filmed, and hummingbirds were collected to analyze pollen loads. Visit rates, pollination efficiency and the specialization degree of the system were calculate by an interaction network analysis. 15 species of Columnea were found, which varied in population density, habitat and flowering intensity. Floral longevity varied between 4 and 7 days per species, period when high energetic recompense was produced. Multivariate analysis allowed identifying association patterns between the species of Columnea based on floral morphology, flowering, nectar and extrafloral attraction. The 50% of the species were autoincompatible. In 327,2 h of observation, 10 hummingbird species were detected visiting rightfully the plants. Phaethornis syrmatophorus had the higher visit frequency (80%), and it visited 12 species. There was a morphological adjustment between the hummingbirds and their visited plants, and it indicated a morphological limitation between some interactions. The palynological analysis of 293 samples showed relationships which had not been detected by field observations and indicated the presence of mixed pollen load on the hummingbirds. The plants also showed mixed loads, but with a higher proportion of grain conspecific pollen grains. The results showed a high asymmetric specialization for the species of Columnea and coexistence mechanisms associated with habitat differences, phenology, floral morphology, patterns of extrafloral attraction, visitation frequency and places of pollen deposition on the hummingbirds, which allow the reproductive isolation of the Columnea assemblage.