Pollination biology and genetic variability of a giant perfumed flower ( Aristolochia gigantea Mart. and Zucc., Aristolochiaceae) visited mainly by small Diptera

Abstract

The genus Aristolochia presents conserved features in its basic structural plan of trap flowers and in its pollination syndrome. Visitors, usually flies, are attracted to the rotting-meat scented flowers and remain trapped until the second day, when the protogynous flowers release them. Aristolochia gigantea Mart. and Zucc showed many of these floral traits but display a citronella-like odour, giving the opportunity to study the reproductive ecology in this atypical species. Characteristics and behavior of pollinators, coupled with the distances between individual plants and populations, are important factors in patterns of genetic diversity. Thus, our objectives were to study the flower visitors, reproductive success, and gene flow in A. gigantea in the Chapada Diamantina, Bahia, Brazil. Results suggest that pollination by flies remains as a conserved interaction within the genus Aristolochia. The main pollinators appeared to be Megaselia spp. (Phoridae), evidenced primarily by the frequency of their occurrence within flowers and the transference of compatible pollen. On the other hand, the moderate to low levels of intrapopulation genetic variability found in A. gigantea, combined with low effective pollination and its reproductive dependence on biotic vectors, indicate that this species may be suffering gene erosion in the remaining populations located at Chapada Diamantina.

Le genre Aristolochia comporte des particularités conservées dans son plan structural de base de fleurs pièges et dans son syndrome de pollinisation. Les visiteurs, habituellement des mouches, sont attirés vers les fleurs à odeur de viande pourrie et demeurent piégées pendant deux jours, avant que les fleurs protogynes les relâchent. L’Aristolochia gigantea Mart. et Zucc montre plusieurs de ces traits floraux, mais dispense une odeur rappelant la citronnelle, ce qui ouvre la possibilité d’étudier l’écologie reproductive de cette espèce atypique. Les caractéristiques et le comportement des pollinisateurs, couplées avec les distances entre les plantes individuelles et les populations, constituent d’importants facteurs pour le patron de diversité génétique. Ainsi, les objectifs du groupe ont consisté à étudier les visiteurs des fleurs, le succès reproductif et le flux de gènes chez l’A. gigantea, dans la région de Chapada Diamantina, Bahia, au Brésil. Les résultats suggèrent que la pollinisation par les mouches fait l’objet d’une interaction conservée dans le genre Aristolochia. Les principaux pollinisateurs semblent appartenir au genre Megaselia (Phoridae), ce que supporte principalement la fréquence de leur présence dans les fleurs ainsi que le transfert de pollen compatible. En plus, le degré faible à modéré de variabilité génétique intrapopulation retrouvé chez l’A. gigantea, combiné avec le faible degré réel de pollinisation ainsi que sa dépendance reproductive sur des vecteurs biotiques, indique que cette espèce pourrait souffrir d’une érosion génétique chez les populations résiduelles du Chapada Diamantina.