The reproductive biology of island plants: the Juan Fernández and Canary Islands (Facilitated by the work of Arnoldo Santos Guerra)

Abstract

Knowledge of reproductive biology is fundamental to understanding successful colonization and subsequent evolution of island plants, to founding effective conservation programs for island biota, and for the insights provided from island studies to understanding the evolution of plants in general. We focus on the reproductive biology of plants of the Canary Islands via a comparison with that of plants from the Chilean Juan Fernández (Robinson Crusoe Islands). We focus on breeding systems (i.e., compatibility, ability to self pollinate) and pollination. The breeding system of the progenitors of island lineages are inferred to assess the usual interpretation: i.e., that successful colonists are self compatible, i.e., following ‘Baker’s Law’ vs. the alternative of a mixed breeding system (‘leaky’ self incompatibility). We briefly review the mechanisms promoting outcrossing in self compatible hermaphroditic species. We assess whether current floral forms reflect pollination features of the colonizing ancestors or whether they represent selection on islands in situ. . The limited range of pollinators available to new island colonists especially of younger archipelagoes, forces adaptation to new syndromes that are not always reflected in their floral morphology or nectar. Despite the broad interest in island plants, there are few comprehensive studies of either breeding systems or pollination biology. Thus, generalizations about island systems can lead to misunderstandings: as Baker exhorted nearly a half century ago, more studies of island plant reproductive biology are needed. Furthermore, conservation programs will not be effective without a knowledge of reproductive biology of island natives.

El conocimiento de la biología reproductiva es fundamental para entender la colonización exitosa y la posterior evolución de las plantas en archipiélagos oceánicos, para establecer programas de conservación eficaces para la biota de islas y para comprender la evolución de las plantas en general. Esta revisión se centra en la biología reproductiva de plantas de las Islas Canarias a través de una comparación con la de las Islas chilenas Juan Fernández (Islas Robinson Crusoe). Nos centramos en los sistemas reproductivos (i.e., compatibilidad, capacidad de autopolinización) y la polinización. El sistema de reproducción de los progenitores de los linajes de islas se infieren para evaluar la interpretación usual: que los colonizadores exitosos son autocompatibles, i.e., siguen la ‘Ley de Baker’ vs. la alternativa de un sistema de cruzamiento mixto (autoincompatibilidad “permeada”). Se revisan brevemente los mecanismos que promueven polinización cruzada en especies hermafroditas autocompatibles. Se evalúa si las formas florales actuales reflejan características de polinización de los antepasados colonizadores o si representan selección in situ en las islas. El limitado rango de polinizadores disponibles para los nuevos colonizadores de islas, especialmente de archipiélagos más jóvenes, obliga a adaptaciones a nuevos síndromes que no siempre son reflejados en la morfología floral o en néctar. A pesar del amplio interés en las plantas de islas, hay pocos estudios completos sobre sistemas de cruzamiento o biología de la polinización. Así, generalizaciones sobre sistemas de islas pueden dar lugar a malentendidos: como Baker exhortó hace casi medio siglo, más estudios de biología reproductiva de plantas de islas son necesarios. Por otra parte, programas de conservación no serán eficaces sin conocimiento de la biología reproductiva de las plantas nativas de islas.