Reproductive system of two Mediterranean Scrophularia species with large, showy flowers

Abstract

Los estudios de biología reproductiva nos ayudan a comprender cómo los caracteres reproductivos de las especies contribuyen al éxito reproductivo y, por tanto, a la supervivencia de la población, pero su realización en condiciones de campo cuesta un tiempo y un esfuerzo considerables. Hemos investigado el sistema reproductivo de poblaciones naturales de Scrophularia sambucifolia y S. grandiflora, dos endemismos del Mediterráneo occidental con flores grandes y coloridas que son polinizadas por aves e insectos. Se evaluó: (1) la importancia de los polinizadores en la reproducción sexual de las dos especies, determinando los niveles de cuajado de frutos y semillas; (2) los sistemas de compatibilidad de las especies (autocompatibles o autoincompatibles); (3) el papel de la protoginia en sus sistemas de apareamiento; y (4) la ocurrencia de cuajado desigual de semillas a lo largo de la inflorescencia. Una prueba de autopolinización espontánea demostró que la protoginia floral minimiza la autogamia y que se necesitan polinizadores para asegurar la reproducción sexual. Una prueba de polinización geitonógama manual reveló que ambas especies (especialmente S. grandiflora) son autocompatibles y que el potencial de geitonogamia se extiende durante todo el periodo de floración, pero disminuye a medida que envejecen las inflorescencias. Por último, la puesta de semillas fue similar en todos los verticilos de la inflorescencia de ambas especies, lo que posiblemente refleja la arquitectura de la inflorescencia.

Reproductive biology studies help us to understand how species’ reproductive characters contribute to reproductive success and thus population survival but cost considerable time and effort to conduct under field conditions. We investigated the reproductive system of natural populations of Scrophularia sambucifolia and S. grandiflora, two western Mediterranean endemics with large, colorful flowers that undergo mixed bird–insect pollination. We evaluated: (1) the importance of pollinators in the sexual reproduction of the two species, determining levels of fruit and seed set; (2) the species’ compatibility systems (self-compatible or self-incompatible); (3) the role of protogyny in their mating systems; and (4) the occurrence of unequal seed set along the inflorescence. A spontaneous self-pollination test demonstrated that floral protogyny minimizes autogamy and that pollinators are needed to ensure sexual reproduction. A hand-geitonogamous pollination test revealed that both species (especially S. grandiflora) are self-compatible and that the potential for geitonogamy extends throughout the flowering period but decreases as inflorescences age. Finally, seed set was similar in all whorls of the inflorescence of both species, possibly reflecting inflorescence architecture.