Les expériences sur le terrain de l'écologie Pollinisation: le cas de<em> Lycoris sanguinea</em> Var.<em> sanguinea</em

Summary

Pour révéler l'efficacité des pollinisateurs d'une espèce végétale donnée, plusieurs méthodes d'expériences sur le terrain ont été développés. Cette étude démontre les méthodes de base d'expériences sur le terrain pour la pollinisation de l' écologie à l' aide de l'étude de cas de Lycoris sanguinea var. Sanguinea et le nouveau mécanisme de pollinisation, brisant bourgeon pollinisation.

Abstract

Plant-pollinator interactions have been studied for approximately one hundred years. During that time, many field methods have been developed to clarify the pollination effectiveness of each pollinator for visited flowers. Pollinator observations have been one of the most common methods to identify pollinators, and bagging and cage experiments have been conducted to show the effectiveness of specific pollinators. In a previous study of Lycoris sanguinea var. sanguinea, its effective pollinators, the visitation frequencies of each floral visitor, and its reproductive strategies were not identified. This study reports the observation that small bees visited flowers that were partially opened (breaking buds). To the best of our knowledge, this phenomenon has not been reported previously. Further, this study investigates the hypothesis that small bees can pollinate at that flowering stage. This study demonstrates the basic methods of field experiments in pollination ecology using L. sanguinea var. sanguinea. Pollinator observations and digital video showed the visitation frequencies of each floral visitor. Bagging and cage experiments revealed that these flowers could be pollinated fully and that breaking-bud pollination could be important for the pollination of this plant species. The advantages and disadvantages of each method are discussed, and recent developments, including laboratory experiments, are described.

Introduction

Interactions plantes-pollinisateurs sont des exemples de choix pour l'étude de la biologie de l'évolution et de l'écologie. Les relations de mutualisme entre les fleurs et les pollinisateurs sont considérés comme ayant favorisé la diversification des angiospermes ^1,2 à la suite de la sélection naturelle, bien que d' autres facteurs biotiques et abiotiques ont également exercé une influence ^3,4,5. On pense aussi que les traits floraux ont changé pour adapter aux pollinisateurs les plus efficaces et de produire plus de fruits et de graines ^6. Ces croyances ont été construites si grandes études basées sur des indices différents, tels que l' efficacité de la pollinisation, qui impliquent des interprétations diverses ^7.

Les plantes à fleurs qui ont généralisé les systèmes de pollinisation sont visités par différents types de pollinisateurs ^8. Ici, un visiteur de fleurs a été définie comme une espèce animale qui ont visité pour obtenir une récompense florale et les pollinisateurs ont été définis comme des visiteurs floraux qui pollinisent.Certains de ces visiteurs portent des grains de pollen conspécifiques pour les stigmates des fleurs visitées et peuvent être classés comme pollinisateurs. D'autres visiteurs peuvent aussi avoir un peu de pollen intraspécifique; ils pourraient conduire moins la pollinisation en raison de l'inadéquation du comportement ou morphologiques entre les pollinisateurs et les fleurs. Ces différences comparables dans la contribution à la reproduction des plantes pourraient produire divers degrés de pression sélective sur les traits floraux ⁹ et pourraient provoquer la divergence adaptative des plantes à fleurs. Par conséquent, bien que la composition de la communauté des pollinisateurs et l'abondance relative des espèces sont importantes ^10, l'évaluation précise de l'efficacité de chaque visiteur est également essentiel de déterminer adaptatif et / ou les processus évolutifs des plantes.

Dans cette étude, des estimations quantitatives de l' efficacité des pollinisateurs, définies comme les fruits et la production de semences par la fréquence des visites, ont été déterminées ^11. Le specs et la fréquence de chaque visiteur floral ont été observés, et les effets de la reproduction sur les fleurs visitées ont été estimées. L'enregistrement de visites florales à travers l'observation humaine est une méthode classique en écologie de la pollinisation. Cependant, cette méthode impose un lourd fardeau sur les observateurs, qui sont tenus de rester en face des plantes et de prendre des mesures précises, à long terme. Récemment, les technologies de tournage et d' enregistrement ont rapidement développé, et les caméras vidéo numériques à faible coût ont permis l'introduction de l' enregistrement vidéo d'observations pollinisatrices ^12,13. Ces méthodes peuvent faciliter la collecte des informations de base sur les visiteurs floraux et pourraient aider à développer une compréhension de l'écologie de la pollinisation d'une espèce végétale cible.

Cependant, les fréquences de visite des pollinisateurs ne sont pas nécessairement corrélés à l' efficacité de leur pollinisation ^7,14, et il est important d'évaluer les effets qualitatifs de chaque pollinisateursur une fleur fitness. L' efficacité de la Pollinisation a été estimée par le nombre de grains de pollen sur les stigmates ^15,16, tube pollinique ^17,18 de croissance et de fruits et / ou la production de semences ^19,20. Ensachage expériences, effectuées à l' aide de sacs de visiteurs exclusifs, sont les méthodes typiques pour tester l' auto-compatibilité, autogamy ^21,22, et la présence de apomixes ^23. En outre, l'évaluation de l' efficacité de la pollinisation pour un certain pollinisateur dans l'assemblage des visiteurs a souvent été menée dans des environnements où les autres visiteurs floraux ont été limités (ie, une cage métallique, filet, ou un sac avec un maillage assez petit pour exclure les grands pollinisateurs qui est ensemble sur les plantes à fleurs). Par exemple, des expériences d'ensachage avec de petits sacs en filet ont été menées pour révéler la capacité de pollinisation des fourmis ou des thrips ^24,25. En outre, des expériences d'exclusion des oiseaux en utilisant une cage métallique ou d'un filet ont montré les pollinisateurs efficaces des taxons Aloe^26-28.

Les objectifs de cette étude étaient les suivants : 1) pour introduire les méthodes utilisées dans un article précédent et 2) pour améliorer ces méthodes pour une utilisation dans d' autres études sur les visiteurs floraux, leurs fréquences de visite, et leurs effets sur la condition physique des plantes Lycoris sanguinea var.. sanguinea est l' une des espèces inscrites dans le genre Lycoris, qui est largement distribué dans tout le Japon et étroitement en Corée ²⁹ et a en forme d' entonnoir rouge-orange fleurs (figure 1a). Une étude antérieure a révélé que L. sanguinea var. sanguinea a été visité par plusieurs espèces d' insectes, y compris une espèce d'abeilles petites non identifiés et les plus grandes espèces amegilla florea ^29. Cependant, la fréquence de visite et la pollinisation efficacité de ces visiteurs ont pas été identifiés. observations de pollinisateurs pour l'identification des visiteurs floraux ont été effectués en premier. Visitation par de petites abeilles a été OBSErved sur les fleurs qui n'a pas encore complètement ouvert (rupture des bourgeons; les figures 1b, c). Les petites abeilles déplacés précipitamment autour des anthères undehisced dans les bourgeons de rupture et pollen collecté en utilisant leurs mandibules. L'hypothèse était que les petites abeilles pourraient être pollinisateurs au stade de rupture-bud parce que les écarts entre les anthères et les stigmates dans les fleurs sont plus petites que la longueur du corps des abeilles. Par conséquent, les expériences d' ensachage ont été menées pour tester la capacité de la pollinisation des petites abeilles au stade de rupture du bourgeon, et en outre d'examiner les stratégies de reproduction de L. sanguinea var. sanguinea. Ces bourgeons ont été mis en sac après les petites abeilles visités, ce qui a permis une estimation de la capacité de la pollinisation des abeilles. Les individus ont été mis en cage avec des bourgeons non ouverts. Une cage à petites mailles a été utilisé, à travers laquelle seules de petites abeilles pouvaient passer, ce qui permet une estimation de l'efficacité de pollinisation des petites abeilles tout au long du flowestade anneau.

Protocol

NOTE: Cet article est basé sur nos travaux précédents 30. Certaines parties sont reproduites avec la permission de la Société botanique du Japon et Springer Japon. 1 . Observation des visiteurs floraux Sélection des champs d'observation Rechercher dans les zones où les matières végétales sont distribués, et de sélectionner les sites d'étude des candidats à l' aide des ressources fiables, comme des livres d'images, des revues spécialis…

Representative Results

Cinq populations ont été choisies pour observations pollinisatrices. Dans la phase de pré-observation, des visites de diverses espèces d'insectes à fleurs d'ouverture et de petites abeilles à des bourgeons de rupture ont été confirmées. Observations de visiteurs floraux ont révélé que la plupart des visiteurs à tous les cinq sites d'étude étaient des individus des petites espèces d'abeilles japonicum Lasioglossum. Le record du nombre total de visi…

Discussion

observations de fleurs et des expériences d'ensachage ont été utilisées dans cette étude pour révéler les fréquences de visite et le succès reproducteur féminin de plantes, respectivement. En Dafni (1992) ^38, la méthode d'enregistrement vidéo a été efficace car il pourrait enregistrer le moment et la durée des visiteurs pour l' analyse et de prévenir le biais d'observateur. Cependant, à l'époque, cette méthode exige un équipement coûteux, et les temps d'observation…

Materials

recording sheet	any	NA
insect net	any	NA
pooter	any	NA
ethyl acetate	any	NA
100% Ethanol	any	NA
plastic tube	any	NA
plastic case	any	NA
soft bag	any	NA
digital video camera(s)	any	NA
tripod(s)	any	NA
bags	any	NA
wire or plastic mesh boards	any	NA
iron wires	any	NA
labeling tape	any	NA
stick supporters	any	NA
soft strings or wire	any	NA
pincette(s)	any	NA