Biologia da polinização de Utricularia neottioides A.St.- Hil. & Girard (Lentibulariaceae)

Abstract

Utricularia L. (Lentibulariaceae) é um grande gênero cosmopolita de plantas carnívoras. A família está presente em diferentes habitats e apresenta uma morfologia floral diversificada. Parte dessa diversidade possivelmente se deve às altas taxas de substituição de nucleotídeos, que, associadas às pressões seletivas, provavelmente desempenham um papel importante na diversificação do gênero Utricularia. Estudar a biologia da polinização desse gênero é importante para uma melhor compreensão da ecologia planta-polinizador em habitats extremos, como nas rochas de corredeiras. Poucos estudos de polinização se concentraram em espécies reófitas, e nenhum deles envolveu Lentibulariaceae. O objetivo deste estudo é investigar o sistema reprodutivo de U. neottioides e descrever sua ecologia da polinização, com foco nas dimensões das flores (ajustes), características florais visuais e químicas (anúncios) e recursos florais (atrativos primários), a fim de caracterizar os mecanismos envolvidos na interação com diferentes visitantes florais e suas consequências para a reprodução sexual da espécie. O estudo foi realizado em cinco grupos de U. neottioides crescendo em dois córregos rasos diferentes. Descrevemos os eventos florais durante a antese e as funções masculinas e femininas ao longo da vida das flores. Os visitantes florais foram observados durante o dia e a noite, e seu comportamento e frequência de visitas foram registrados. Além disso, a refletância das corolas foi medida e o aroma floral (durante o dia e a noite) caracterizado, a fim de entender melhor a relação entre essa espécie de planta e seus visitantes florais. O estigma em U. neottioides é sensível e receptivo desde o estágio de botão pré-antese até a senescência da flor. Pela primeira vez no gênero, dípteros não-sirfídeos foram registrados como polinizadores legítimos, capazes de transportar pólen entre diferentes flores. Além disso, pela primeira vez, a polinização noturna foi relatada para a família, especificamente por dípteros noturnos. As características florais de U. neottioides não representam claramente um síndrome de polinização para moscas, mesmo assim, as três espécies de dípteros mais representativas foram da família Ceratopogonidae, Tipuloidea e uma mosca não identificada. Os dados de refletância e os dados de aroma floral foram coletados e ainda serão analisados. Os resultados dos tratamentos do sistema reprodutivo não foram coletados, e os experimentos serão repetidos (os experimentos foram interrompidos devido à pandemia). As flores eram protóginas, abriam de dia ou de noite e duravam cinco dias. Com base nos dados de refletância, os dípteros provavelmente veem a flor como verde, mas provavelmente não diferenciam as pétalas do pólen branco. O aroma floral tornava-se mais doce à noite e era principalmente polinizado por uma espécie de Ceratopogonidae (a ser identificada), uma espécie de mosca (a ser identificada) e possivelmente uma Tipuloidea. A taxa de visitação foi maior entre 11:00 e 12:00 h e entre 13:00 e 14:00 h. Pela primeira vez, esse padrão de polinização foi relatado para o gênero Utricularia.

Utricularia L. (Lentibulariaceae) is a large cosmopolitan genus of carnivorous plants. The family is present in different habitats, and has diverse flower morphology. Part of this diversity is possibly due to high nucleotide substitution rates, which, associated with the selective pressures, probably have an important role in Utricularia diversification. Studying the pollination biology of the genus is important to better understand the plant-pollinator ecology in extreme habitats, such as stream rocks. Few pollination studies focused on rheophytic species, and none of those regarding Lentibulariaceae. The aim of this study is to investigate the reproductive system of U. neottioides and to describe the pollination ecology, with focus on flower dimensions (adjustments), floral, visual and chemical traits (advertisements), and floral resource (primary attractant) in order to characterize the pathways involved in the interaction with different floral visitors and their consequences for the species sexual reproduction. The study was conducted within five patches of U. neottioides growing in two different shallow streams (Supl. Mat. 1). We described the floral events during anthesis, and male and female functions along flower lifespan. Floral visitors were observed at day and night time, and their behaviour and frequency of visits were recorded. Additionally, corolla reflectance was measured and floral scent (at day and night) characterized, in order to better understand the relation between this plant species and its floral visitors. The stigma in U. neottioides is sensitive and receptive since pre-anthesis bud stage until flower senescence. For the first time in the genus, non-syrphid Diptera were recorded as legitimate pollinators for the genus, able to transport pollen between different flowers. Also, for the first time, nocturnal pollination was reported for the family, specifically by nocturnal Diptera. Floral characteristics of U. neottioides do not clearly represent pollination syndrome for flies, even so, the three most representative visitors were Diptera species: Ceratopogonidae, Tipuloidea and one unidentified fly. Reflectance data and the floral scent data were sampled and are still going to be analysed. The results of the reproductive system treatments were not collected, and the treatments will be made again (the experiments were aborted due to the pandemic). Flowers were protogynous, opened at day or night and lasted for five days. Based on the reflection data, Diptera possibly see the flower as green, but probably do not differentiate the petals from the white pollen. The flower scent became sweeter at night, and it was mainly pollinated by one species of Ceratopogonidae (to be identified), one species of fly (to be identified), and possibly a Tipuloidea. The visit rate was higher between 11:00 and 12:00 h, and between 13:00 and 14:00 h. For the first time this pattern of pollination was reported for the Utricularia.