Negative Effects of Conspecific Floral Density on Fruit Set of Two Neotropical Understory Plants

Authors


Corresponding author: e-mail: steinkatharina@hotmail.com

Abstract

Plant reproductive success is usually positively related to conspecific floral density, but neutral or negative effects of floral density on reproduction have also been reported. Differences in the relationship between reproduction and floral density largely originate from a trade-off between increasing attractiveness versus increasing competition for pollinators at high floral densities. Although floral densities strongly vary in the understory of tropical forests, for instance, due to variation in light availability, little is known about the density dependence of reproduction in tropical understory plants. We used path analyses to disentangle direct and indirect effects of canopy openness and floral density on fruit set and analyzed the relationship between pollen load and floral density for two Neotropical understory plants, Heliconia metallica and Besleria melancholica. In both species, fruit set was not directly related to canopy openness, but decreased with increasing floral density. In H. metallica, canopy openness had an indirect negative effect on reproduction mediated by its effects on floral density. Effects of floral density on pollen loads were species-specific. In B. melancholica, pollen loads linearly decreased with increasing floral density, indicating competition for pollinators at high densities. In H. metallica, pollen loads were reduced at both low and high densities, indicating an interplay of facilitative and competitive effects of floral density on pollen deposition. In contrast to other studies, we found negative density dependence of reproduction in both understory species. Negative effects of floral density on reproduction appear to be related to pollinator-mediated effects on reproduction rather than to variation in abiotic conditions.

Resumen

El éxito reproductivo en la planta suele estar relacionada positivamente con la densidad co-especifica floral aunque también se han reportado los efectos neutros o negativos de la densidad floral en la reproducción. Las diferencias en la relación entre la reproducción y la densidad floral en gran parte provienen del ‘trade-off’ entre el atractivo cada vez mayor versus la creciente competencia por los polinizadores a altas densidades florales. Aunque las densidades florales varían fuertemente en el sotobosque de los bosques tropicales, por ejemplo debido a la variación en la disponibilidad de luz, poco se sabe acerca de la dependencia de la densidad de la reproducción en las plantas del sotobosque tropical. Se utilizó análisis de trayectoria para separar los efectos directos e indirectos de la apertura del dosel y la densidad floral en la maduración y se analizó la relación entre la carga y la densidad de polen floral para dos plantas de sotobosque neotropical, Heliconia metallica y Besleria melancholica. En ambas especies, la maduración no estaba directamente relacionada con la apertura del dosel, pero disminuyó al aumentar la densidad floral. En H. metallica, la apertura del dosel tuvo un efecto negativo indirecto sobre la reproducción mediada por sus efectos sobre la densidad floral. Efectos de la densidad floral en las cargas de polen son específicos de cada especie. En B. melancholica, las cargas de polen disminuyeron linealmente al aumentar la densidad floral, lo que indica la competencia por los polinizadores en altas densidades. En H. metallica, cargas de polen se redujeron en ambas densidades altas y bajas, lo que indica una interacción de los efectos de facilitación y competitivo de la densidad floral sobre la deposición de polen. En contraste con otros estudios, encontramos dependencia de la densidad de la reproducción negativa en ambas especies del sotobosque. Los efectos negativos de la densidad floral en la reproducción parecen estar relacionados con los efectos mediados por los polinizadores sobre la reproducción en lugar de la variación en las condiciones abióticas.

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