Do larger plants produce more and better seeds and seedlings? Testing the hypothesis in a globose cactus, Wigginsia sessiliflora

Abstract

In iteroparous plants, an increase in allocation to reproduction is expected with increasing plant size. The aim of this study was to analyze how plant diameter is related to total produced seed mass, seed number, mean seed mass, percentage and mean germination time (MGT), and seedling size and shape in Wigginsia sessiliflora (Hook.) D.M. Porter (Cactaceae), a slowgrowing globose species from central Argentina. Plant diameter was measured in a population of 185 individuals, and fruits were collected. We counted all seeds to obtain seed number, and weighed them to get seed mass and total seed mass. Seeds were germinated and data of germination percentage and MGT were collected. We also measured the size (height and width) and shape of seedlings (height/width relationship). Fifty-four percent of the plants did not produce fruits. Plant diameter was unimodally related to fruit number, total seed mass, and seed number, i.e., intermediate-sized plants presented the highest values. Height and shape of seedlings were positively related to plant diameter. Surprisingly, plant diameter was related in a unimodal way to reproductive outputs. As plants grow, surface–volume ratio decreases, meaning that respiratory losses would be higher than the increase in photosynthetic capacity; therefore, fewer resources may be available for reproduction.

Chez les plantes itéropares, une augmentation de l’allocation à la reproduction est attendue avec l’augmentation de la taillede la plante. Le but de cette étude était d’analyser comment le diamètre des plantes est lié à la masse totale des grainesproduites, au nombre de graines, à la masse moyenne des graines, au pourcentage et au temps moyen de germination (TMG),ainsi qu’à la taille et à la forme des semis chezWigginsia sessiliflora(Hook.) D.M. Porter (Cactaceae), une espèce globuleuse àcroissance lente du centre de l’Argentine. Le diamètre des plantes a été mesuré dans une population de 185 individus, et lesfruits ont été collectés. Les auteurs ont compté toutes les graines pour obtenir le nombre de graines, et les ont pesées pourobtenir la masse des graines et la masse totale des graines. Les graines ont été germées et les données du pourcentage degermination et du TMG ont été recueillies. Ils ont également mesuré la taille (hauteur et largeur) et la forme des plantules(rapport hauteur/largeur). Cinquante-quatre pour cent des plantes n’ont pas produit de fruits. Le diamètre des plantes était liéde façon unimodale au nombre de fruits, à la masse totale des graines et au nombre de graines, c’est-à-dire que les plantes detaille intermédiaire présentaient les valeurs les plus élevées. La hauteur et la forme des plantules étaient positivement liéesau diamètre des plantes. De manière surprenante, le diamètre de la plante était lié de manière unimodale aux résultats de lareproduction. Au fur et à mesure de la croissance des plantes, le rapport surface-volume diminue, ce qui signifie que les pertesrespiratoires seraient plus élevées que l’augmentation de la capacité photosynthétique; par conséquent, moins de ressourcespourraient être disponibles pour la reproduction.