Botanica Pacifica. A journal of plant science and conservation 2023. 12(2):51-58
Article first published online: 10 OCT 2023 | DOI: 10.17581/bp.2023.12s10
Pollination biology of Maianthemum s.s. (Asparagaceae) in different parts of its range
Nikolay A. Vislobokov
&
Elena S. Nikandrova Department of Higher Plants, Biological Faculty, M.V. Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia
Maianthemum F.H. Wigg. is a genus of perennial plants inhabiting temperate and subtropical regions of Eurasia and North America. Maianthemum sensu stricto includes just a few species that have a wide geographic distribution, are morphologically close, and possess open flowers adapted for a wide range of flower visitors. The present study is aimed at investigating the pollination biology of Maianthemum s.s. A comparison of the pollination biology of these species growing in the same area allows us to clarify ecological differences between the species. Investigation of the pollination biology of the same species in different parts of its range allows for the specification of variation in range of pollinators due to the environmental conditions. We studied pollination of M. bifolium in two far-apart locations (Moscow Region and Primorye Territory); also, in parallel, we studied three species M. bifolium, M. dilatatum, and M. intermedium in the same location in Primorye Territory. Proterandry is typical of all Maianthemum ssp. populations studied here. The studied species have a wide range of flower visitors. All of them can contribute to pollination, but the most stable and effective pollinators of Maianthemum s.s. are bees (Anthophila) and hoverflies (Syrphidae). Geographical position of population is the most important factor defining the range of pollinators of Maianthemum bifolium. The range of pollinators is weakly specific to the three species of Maianthemum s.s.
Вислобоков Н.А., Никандрова Е.С. Биология опыления представителей Maianthemum s.s. (Asparagaceae) в разных частях ареала. Maianthemum F.H. Wigg. – род травянистых многолетних трав, обитающих в умеренных и субтропических регионах Евразии и Северной Америки. Maianthemum sensu stricto объединяет лишь несколько видов, которые имеют широкий ареал распространение, морфологически близки друг к другу, а также имеют открытые цветки, адаптированные для широкого круга посетителей. Все это делает их хорошими объектами для сравнительных исследований биологии опыления. Сравнительные исследования видов Maianthemum s.s, произрастающих на одной и той же территории позволит выявить экологические различия между видами. Тогда как изучение биологии опыления одного и того же вида в разных частях ареала позволит выявить вариацию спектра опылителей, в связи с разными условиями среды. В данной работе мы исследовали опыление M. bifolium в двух далеко расположенных друг от друга популяциях (Московская область и Приморский край). Также параллельно мы исследовали три вида M. bifolium, M. dilatatum and M. intermedium в одной точке (Приморский край) в сходных условиях. Было установлено, что для всех изученных популяций Maianthemum ssp. характерна протерандрия. Изученные виды Maianthemum s.s посещаются широким спектром насекомых, все из которых могут участвовать в опылении данных растений. Однако наиболее стабильными и эффективными опылителями Maianthemum s.s являются пчелы (Anthophila) и мухи-журчалки (Syrphidae). Географическое положение отдельной популяции Maianthemum s.s. является наиболее важным фактором, определяющим спектр опылителей. Данный спектр в меньшей степени зависит от видовой принадлежности популяции Maianthemum s.s.
Keywords: ecology, Far East, hoverflies (Syrphidae), Maianthemum bifolium, Maianthemum dilatatum, Maianthemum intermedium, pollination, Дальний Восток, мухи-журчалки (Syrphidae), опыление, экология
References
Arens, P., C.J. Grashof-Bokdam, T. Van Der Sluis & M.J.M. Smulders 2005. Clonal diversity and genetic differentiation of Maianthemum bifolium among forest fragments of different age. Plant Ecology 179(2):169-180. CrossRef
Beattie, A.J., C. Turnbull, R.B. Knox & E.G. Williams 1984. Ant inhibition of pollen function: a possible reason why ant pollination is rare. American Journal of Botany 71(3):421-426. CrossRef
Brantjes, N.B.M. 1981. Ant, bee and fly pollination in Epipactis palustris (L.) Crantz (Orchidaceae). Acta Botanica Neerlandica 30(1/2):59-68. CrossRef
Chen, X.Q. & S. Kawano 2000. Maianthemum F.H. Wiggers. In: Flora of China, vol. 24 (Flagellariaceae through Marantaceae) (Z.Y. Wu & P.H. Raven, eds), pp. 217-222, Science Press, Beijing, and Missouri Botanical Garden Press, St. Louis.
Faegri, K. & L. Van der Pijl 1979. The principles of pollination ecology. Pergamon Press, Oxford, UK, 256 pp. CrossRef
GBIF Secretariat. 2023. GBIF Backbone Taxonomy. Checklist dataset: https://doi.org/10.15468/39omei Maianthemum × intermedium Vorosch. Available from: https://www.gbif.org/species/2769434 Last accessed: 25.04.2023
Gómez, J.M. 2000. Effectiveness of ants as pollinators of Lobularia maritima: Effects on main sequential fitness components of the host plant. Oecologia 122(1):90-97. CrossRef
Hickman, J.C. 1974. Pollination by ants: A low-energy system. Science 184(4143):1290-1292. CrossRef
Honnay, O., H. Jacquemyn, I. Roldán-Ruiz & M. Hermy 2006. Consequences of prolonged clonal growth on local and regional genetic structure and fruiting success of the forest perennial Maianthemum bifolium. Oikos 112(1):21-30. CrossRef
Ietswaart, J.H. & J.W. Schoorl 1985. Fructification in dutch Maianthemum bifolium populations. Acta Botanica Neerlandica 34(4):381-391. CrossRef
Ivanina, L.I. 1982. Asparagus family (Asparagaceae). In: The life of plants, vol. 6 (A.L. Tahtadzhyan, ed.), pp. 156-159, Prosveshchenie, Moscow (in Russian). [Иванина Л.И. 1982. Семейство спаржевые (Asparagaceae) // Жизнь растений. Т. 6. Цветковые растения / под ред. А.Л. Тахтаджяна. С. 156-159].
Kawano S., M. Ihara & M. Suzuki 1968. Biosystematic studies on Maianthenum (Liliaceae-Polygonatae) IV. Variation in gross morphology of M. kamtschaticum. The Botanical Magazine, Tokyo 81:473-490. CrossRef
Kawano, S. & M. Suzuki 1971a. Biosystematic studies on Maianthemum (Liliaceae-Polygonatae) VI. Variation in gross morphology of M. bifolium and M. canadense with special reference to their taxonomic status. The Botanical Magazine, Tokyo 84(996):349-361. CrossRef
Kawano, S., M. Suzuki & S. Kojima 1971b. Biosystematic studies on Maianthemum (Liliaceae-Polygonatae) V. Variation in gross morphology, karyology, and ecology of North American populations of M. dilatatum sensu lato. The Botanical Magazine, Tokyo 84(995):299-318. CrossRef
Kim, S.C. & N.S. Lee 2007. Generic delimitation and biogeography of Maianthemum and Smilacina (Ruscaceae sensu lato): Preliminary results based on partial 3′ matK gene and trnK 3′ intron sequences of cpDNA. Plant Systematics and Evolution 265(1-2):1-12. CrossRef
Kim, C., K.M. Cameron & J.H. Kim 2017. Molecular systematics and historical biogeography of Maianthemum s.s. American Journal of Botany 104(6):939-952. CrossRef
LaFrankie, J.V. 1986a. Transfer of the species of Smilacina to Maianthemum (Liliaceae). Taxon 35(3):584-589. CrossRef
LaFrankie, J.V. 1986b. Morphology and taxonomy of the New World species of Maianthemum (Liliaceae). Journal of the Arnold Arboretum 67(4):371-439. CrossRef
Lezberg, A.L., C.B. Halpern, & J.A. Antos 2001. Clonal development of Maianthemum dilatatum in forests of differing age and structure. Canadian Journal of Botany 79(9):1028-1038. CrossRef
Meng, Y., J. Wen, Z.L. Nie, H. Sun & Y.P. Yang 2008. Phylogeny and biogeographic diversification of Maianthemum (Ruscaceae: Polygonatae). Molecular Phylogenetics and Evolution 49(2):424-434. CrossRef
Ollerton, J., S.D. Johnson, A.B. Hingston, N.M. Waser 2006. Geographical variation in diversity and specificity of pollination systems. In: Plant-Pollinator Interactions: From Specialization to Generalization (N.M. Waser & J. Ollerton, eds), pp. 283-308, University of Chicago Press, Chicago.
Piper, J.K. 1989. Light, flowering, and fruiting within patches of Smilacina racemosa and Smilacina stellata (Liliaceae). Bulletin of the Torrey Botanical Club 116:247-257. CrossRef
Proctor, M. & P. Yeo 1973. The pollination of flowers. Taplinger Publishing company, N.Y., 418 pp.
Rico-Gray, V. & L.B. Thien 1989. Effect of different ant species on reproductive fitness of Schomburgkia tibicinis (Orchidaceae). Oecologia 81(4):487-489. CrossRef
Ross, S.T. 1986. Resource partitioning in fish assemblages: a review of field studies. Copeia 2:352-388. CrossRef
Schoener, T.W. 1970. Nonsynchronous spatial overlap of lizards in patchy habitats. Ecology 51(3):408-418. CrossRef
Shorygin A.A. 1952. Nutrition and nutritional relationships of fish of the Caspian Sea. Moscow, Pishchepromizdat, 200 pp. (in Russian) [Шорыгин А.А. 1952. Питание и пищевые отношения рыб Каспийского моря: монография. Москва: Пищепромиздат, 200 с.].
Svensson, L. 1985. An estimate of pollen carryover by ants in a natural population of Scleranthus perennis L. (Caryophyllaceae). Oecologia 66(3):373-377. CrossRef
Ustinova, E.N. & S.N Lysenkov 2020 Comparative study of the insect community visiting flowers of invasive goldenrods (Solidago canadensis and S. gigantea). Arthropod-Plant Interactions 14(6):825-837. CrossRef
Vakhrameeva, M.G. & N.V. Maleva 1990. Maianthemum bifolium. Biologicheskaya flora Moskovskoj oblasti 8:91-101 (in Russian) [Вахрамеева М.Г., Малева Н.В. 1990. Майник двулистный // Биологическая флора Московской области. Т. 8. С. 91-101].
Voroshilov V.N. 1960. New founds in flora of soviet Far East and description of new species of plants. Byulleten' Glavnogo botanicheskogo sada AN SSSR 38:42-51 (in Russian). [Ворошилов В.Н. 1960. Новые находки во флоре советского Дальнего Востока и описание новых видов растений // Бюллетень Главного ботанического сада АН СССР. №. 38. С. 42-52].
Voroshilov V.N. 1966. Flora of the Soviet Far East. Nauka, Moscow, 672 pp. (in Russian). [Ворошилов В.Н. Флора советского Дальнего Востока. М.: Наука, 1966. 672 с.].
Wilson, A.S., B.J. Van der Kamp, & C. Ritland 2005. Spatial genetic and clonal structure in Maianthemum dilatatum as defined by AFLP markers. Botany 83(9):1126-1132. CrossRef
|
|