Die bemerkenswerte Vielfalt von Paarungssystemen in Blütenpflanzen fasziniert Biologen seit mehr als einem Jahrhundert [siehe zum Beispiel Darwins Monographien über pflanzliche Sexualsysteme]. Insbesondere die evolutionäre Verschiebung von der Auskreuzung zur Selbstbefruchtung hat aufgrund ihrer tiefgreifenden biologischen Bedeutung für Pflanzenpopulationen viel theoretische und empirische Aufmerksamkeit erhalten. Eine starke Pollenbeschränkung kann während der frühen Phasen der Kolonisierung und der Etablierung einer Population besonders wichtig sein und es wird erwartet, dass sie eine Selektion auf Blütenmerkmale bewirkt, die eine autonome Selbstbefruchtung erleichtern. Dies kann besonders in neuartigen oder gestörten Umgebungen der Fall sein, denen spezialisierte Bestäubergemeinschaften fehlen.
Ein neuer Bericht in Annals of Botany untersucht die Blütenmorphologie und die Funktionsweise des Paarungssystems bei der einjährigen, von Schwebfliegen bestäubten Pflanzen Blackstonia perfoliata in zwei gegensätzlichen Bestäubungsumgebungen auftreten. Zwei große Populationen wurden in einem bestäuberreichen Küstendünengebiet untersucht, in dem die Art ursprünglich vorkam und das typischerweise reich an Insektenbestäubern ist. Diese Populationen wurden mit zwei kürzlich etablierten verglichen B. perfoliata Populationen, die in Größe und Dichte ähnlich waren und in einem neu geschaffenen Industriegebiet auftraten, das arm an Bestäubern und koblühenden Pflanzenarten ist. Selbstkompatible, von Schwebfliegen bestäubte B. perfoliata erlebten in kürzlich etablierten Populationen ein stärkeres Versagen der bestäubervermittelten Samenproduktion. Die gesamte Samenproduktion in diesen Populationen wurde jedoch nicht durch die Pollenbeschränkung eingeschränkt, und Indizes der Reproduktionssicherheit zeigten an, dass die autonome Selbstbestäubung den gesamten Samensatz in diesen Populationen signifikant erhöhte.
Unterschiede in Dichogamie und Herkogamie tragen zu einer höheren Selbstbildung in kontrastierenden Umgebungen bei der einjährigen Blackstonia perfoliata (Gentianaceae) bei. Ann Bot (2013) 111 (4): 651-661. doi: 10.1093/aob/mct031
Die Etablierung von Pflanzenpopulationen in neuartigen Umgebungen kann zu ausgeprägten Verschiebungen der Blütenmerkmale und Pflanzenpaarungssysteme führen, insbesondere wenn Bestäuber knapp sind. In dieser Studie werden die Blütenmorphologie und das Funktionieren des Paarungssystems zwischen kürzlich etablierten und älteren Populationen der einjährigen Pflanze verglichen Blackstonia perfoliata die in verschiedenen Bestäuberumgebungen vorkommen.
Handbestäubungs- und Entmannungsexperimente wurden durchgeführt, um das Ausmaß der bestäubervermittelten Pollenablagerung und Pollenbegrenzung sowie den Beitrag der autonomen Selbstbestäubung zur gesamten Samenproduktion zu bewerten. Es wurden detaillierte Messungen der wichtigsten Blütenmerkmale durchgeführt, um die Blütenmorphologie und das Funktionieren des Paarungssystems zwischen Pflanzen aus beiden Bestäubungsumgebungen zu vergleichen.
Die durch Bestäuber vermittelte Pollenablagerung war in der kürzlich kolonisierten und bestäuberarmen Umgebung im Vergleich zu den alten und bestäuberreichen Standorten etwa doppelt so gering, aber der gesamte Samensatz wurde durch jede Art von Pollenbeschränkung kaum beeinflusst. Der Beitrag der autonomen Selbstbestäubung zur gesamten Samenproduktion war an den bestäuberarmen Standorten höher als an den bestäuberreichen Standorten (Index der reproduktiven Sicherheit = 0 bzw. 56), und die Samenproduktion wurde nur schwach durch die Selbstbefruchtung beeinflusst , wohingegen in den bestäuberreichen Populationen die Selbstbefruchtung die Gesamtreproduktionsleistung im Vergleich zur Fremdbestäubung um etwa 0 % reduzierte. Pflanzen, die aus bestäuberarmen Umgebungen stammten, produzierten kleinere Blüten, die signifikant geringere Grade an Dichogamie (dh Protogynie) und Herkogamie zeigten. Diese Reduktionen führten zu einer zweifach höheren Fähigkeit zur autonomen Selbstbestäubung unter bestäuberfreien Bedingungen (Index der autonomen Selbstbestäubung = 17 und 40 bei Pflanzen, die aus der bestäuberarmen bzw. bestäuberreichen Umgebung stammen).
Die Ergebnisse veranschaulichen, dass Pflanzenpopulationen, die neue Umgebungen besiedeln, sich in der Blütenmorphologie und der Funktionsweise des Paarungssystems deutlich unterscheiden können. Durch eine zeitliche Verschiebung in die männliche Phase wird das Zuchtsystem der B. perfoliata Verlagerung von verzögerter Selbstbestäubung unter bestäuberreichen Bedingungen hin zu konkurrierender Selbstbestäubung in kürzlich etablierten Populationen, was eine größere reproduktive Sicherheit bietet, wenn Bestäuber und/oder reproduktive Partner begrenzt sind.
