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Universidad de La Salle Universidad de La Salle Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle Biología Escuela de Ciencias Básicas y Aplicadas 2022 Estrategias reproductivas de Muntingia calabura L. Estrategias reproductivas de Muntingia calabura L. (Muntingianceae): en una población silvestre en la Orinoquía (Muntingianceae): en una población silvestre en la Orinoquía colombiana colombiana Carlos Andrés Forero Ortega Universidad de La Salle, Bogotá, carlosaforero06@unisalle.edu.co Follow this and additional works at: https://ciencia.lasalle.edu.co/biologia Part of the Biology Commons Citación recomendada Citación recomendada Forero Ortega, C. A. (2022). Estrategias reproductivas de Muntingia calabura L. (Muntingianceae): en una población silvestre en la Orinoquía colombiana. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/biologia/ 143 This Trabajo de grado - Pregrado is brought to you for free and open access by the Escuela de Ciencias Básicas y Aplicadas at Ciencia Unisalle. 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(MUNTINGIANCEAE): EN UNA POBLACIÓN SILVESTRE EN LA ORINOQUIA COLOMBIANA CARLOS ANDRES FORERO ORTEGA TRABAJO DE GRADO PARA OPTAR AL TÍTULO DE BIÓLOGO DIRECTOR LUIS ALBERTO NÚÑEZ AVELLANEDA Biólogo M.Sc.Ph.D Profesor Asociado Universidad de La Salle Escuela de Ciencias Básicas y Aplicadas Programa de Biología Bogotá D.C., Colombia 2022 2 Nota de Aceptación: _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ _______________________________________ Jurado _______________________________________ Jurado _________________________________________ Director: Luis Alberto Núñez Avellaneda Bogotá, 2022 3 AGRADECIMIENTOS Ante todo, mi agradecimiento a Dios, por darme la oportunidad de embarcarme en una ciencia donde me permite entender un poco su gran sabiduría, y por lo dones que me ha dado para hacerlo. A mi madre Janeth Ortega y mi padre Carlos Emilio por su paciencia y su gran amor en este proceso tan importante en mi crecimiento personal como profesional. A la Universidad de La Salle, a la Escuela de Ciencias Básicas y Aplicadas y al Programa de Biología gracias por brindarme ese acompañamiento y apoyo para obtener mi título como Biólogo. Un gran y sincero agradecimiento al profesor Luis Alberto Núñez Avellaneda, ya que partir de su enseñanza he profundizado en entender e interpretar la relación de las plantas con los demás seres vivos. Además de ser mí director de tesis, gracias por confiar en mí, acompañarme, aconsejarme y guiarme en este proceso de investigación. "La ciencia sin religión está coja y la religión sin ciencia está ciega". -Albert Einstein 4 Contenido Lista De Figuras……………………………………………………………………………5 Lista De Tablas……………………………………………………………………………. 6 Resumen…………………………………………………………………………………….7 Introducción………………………………………………………………………………...9 Objetivos…………………………………………………………………………………..12 Metodología……………………………………………………………………………….13 Resultados…………………………………………………………………………………19 Discusión…………………………………………………………………………………..32 Bibliografía………………………………………………………………………………..40 5 LISTA DE FIGURAS Figura 1. Ubicación geográfica del área de estudio, Vereda El Aracal, Municipio de Yopal, Casanare, Colombia…………………………………………………………………….…13 Figura 2. Hábito de crecimiento y estructura reproductiva de Muntingia calabura L.………………………………………………………………………………………….14 Figura 3. Diferentes morfotipos florales presentes de Muntingia calabura L. A) Flor con pistilo bien desarrollado y numerosos estambres, B) Flor con pistilo de mayor longitud y numerosos estambres, C) Flor con pistilo bien desarrollado con pocos y reducidos estambres, D) Flor con pistilo bien desarrollado y nulos estambres, E) Flor con pistilo reducido y numerosos estambres, F) Flor con pistilo nulo y gran cantidad de estambres……………..21 Figura 4. Fenología reproductiva de Muntingia calabura L……………………………...22 Figura 5. Ciclo floral de Muntingia calabura L. en la Orinoquia Colombiana. A) botón floral, B) flor, C) flor longeva, D) senescencia floral, E) formación de fruto, F) fruto maduro………………………………………………………………………………….…23 Figura 6. Biología floral de Muntingia calabura L. A) Receptividad enzimática, B) Longevidad del polen, C) Producción de néctar (µL) …………………………………....25 Figura 7. Visitantes florales de Muntingia calabura A). Abundancia relativa de visitantes florales, B) composición taxonómica de los visitantes florales, C) curva rango-abundancia de los insectos visitantes florales, D) curva de acumulación de especies; por cada muestra floral de M. calabura en la Orinoquia Colombiana………………………………………31 Figura 8. Visitantes florales de Muntingia Calabura L. en la Orinoquía Colombiana, (a) Oxytrigona daemoniaca, (b) Trigona fulviventris, (c) Melipona ebúrnea, (d) Trigona amalthea, (e) Allograpta obliqua, (f) Trigona amalthea, (g) Apis mellifera, (h) Calliphoridae sp, (i) Heteroptero; sp1, (j) Polistes sp, (k) Urbanus proteus, (l) Scaptotrigona pectoralis………………………………………………………………………….……..32 6 LISTA DE TABLAS Tabla 1. Caracteres cuantitativos del pistilo y los estambres por cada morfotipo floral de Muntingia calabura L. en la Orinoquía Colombiana……………..…………………….20 Tabla 2. Sistema reproductivo de Muntingia calabura L……………………………...26 Tabla 3. Composición y frecuencia de visitantes florales de Muntingia calabura L. Los visitantes fueron clasificados en cuatro categorías: especies muy frecuentes con una participación superior a 75% (MF), frecuentes cuando las especies presenten una participación entre 65% - 55% (F), ocasionales cuando presenten entre 45% -35 (OC) y poco frecuentes menos del 25 % (PF). Si el visitante floral presentaba carga polínica (S), sino tenía carga polínica (N).…………………………………….……………………………….27 Tabla 4. Comparación de caracteres florales de Muntingia calabura L. entre tres poblaciones silvestres diferentes…………………………………………………………………….34 7 ESTRATEGIAS REPRODUCTIVAS DE Muntingia calabura L. (MUNTINGIANCEAE): ESPECIE DE GRAN IMPORTANCIA EN UNA POBLACIÓN SILVESTRE EN LA ORINOQUIA COLOMBIANA RESUMEN Muntingia calabura L. es un árbol neotropical de amplia distribución con gran importancia ecológica y de gran valor económico, además es cultivado por sus frutos. Dada su importancia, se hizo este estudio a lo largo de un año el cual aborda aspectos de su biología reproductiva en una población silvestre en Casanare Orinoquia Colombiana. La morfología floral se evaluó mediante la disección de las flores de los cuales se registraron caracteres cualitativos y cuantitativos de lasestructuras reproductivas. La fenología reproductiva se estudió mediante el seguimiento a la presencia, desarrollo y fases por las que atraviesan las flores. A nivel de biología floral se realizó el seguimiento del botón floral hasta el fruto y se determinó la hora en que las flores entran en antesis, además se evaluó la receptividad enzimática, presentación y longevidad del polen, y producción de néctar. Para evaluar el sistema reproductivo se aislaron los botones florales con una malla sintética excepto para polinización abierta, y se realizaron polinizaciones controladas para apomixis, alogamia, autocompatibilidad inducida y geitonogamia. A través de colectas y observaciones diarias se registraron los visitantes florales y se determinó su rol en la polinización. Los resultados indican que M. calabura es una especie monoica y cuenta con 6 morfotipos florales que varían desde el tamaño del pistilo hasta el número de estambres. La floración y formación de frutos ocurre durante todo el año, con picos altos de producción de flores cuando hay altas precipitaciones y de frutos cuando estas son bajas mencionar los meses donde ocurren los picos. La antesis ocurre a las 5:30h con producción de néctar (15 µL) y concentración de sacarosa (13°Bx) que predomina entre las 9:00 y 11:00h, tiempo que coincide con la receptividad estigmática y viabilidad del polen (66,12%) altos. La producción de frutos se da principalmente por alogamia (87,4%), sin embargo, puede formar frutos por apomixis (49,2%) superando la autopolinización (4,4%). Las flores de la especie fueron visitadas por especies de insectos, principalmente por himenópteros incluyendo a Trigona fulviventris, Apis mellifera, y Melipona eburnea, considerando a la familia Apidae como polinizadora 8 legítima. M. calabura es una especie que se ha reportado autogamica es principalmente alógama, además produce frutos sin vectores gracias a la apomixis. La variedad morfotipica de sus flores permite que siempre haya producción de frutos incluso cuando los polinizadores son escasos, en adición atrae a gran diversidad de insectos como himenópteros por sus recompensas florales. Este estudio permite realizar el primer reporte sobre la biología reproductiva de Muntingia calabura L. en Colombia, permitiendo validar algunos mecanismos reproductivos de la especie con estudios anteriormente reportados en distintas zonas geográficas a nivel mundial, además es una opción para restaurar zonas que han sido fuertemente deforestadas por diferentes usos del suelo lo que impulsa a la investigación de sus poblaciones. PALABRAS CLAVE: Fenología, Morfotípos florales, Apomixis, Hymenoptera 9 1. INTRODUCCIÓN La biología reproductiva de plantas permite conocer las estrategias de intercambio génico que van ligadas al éxito reproductivo de una especie, lo que involucra el conocimiento de las estrategias reproductivas de las plantas (Baker 1955; Bawa y Beach, 1981; Richards 1997; Torices, 2014). El estudio de la estrategias reproductivas aborda aspectos como la morfología floral, que permite conocer la forma y estructura de la flor; la biología floral evalúa los comportamientos y aspectos fisiológicos involucrados en la floración; la fenología reproductiva evalúa el periodo de exposición de las estructuras reproductivas; el sistema reproductivo permite entender los mecanismos de flujo genético dentro y entre poblaciones; y la ecología de polinización describe los grupos de insectos que interactúan con la flores aprovechando sus recursos siendo posibles polinizadores (Masilla et al., 2010; Núñez & Rojas 2008). Los estudios sobre las estrategias reproductivas ayudan a entender los mecanismos asociados a la producción de descendencia y la diferenciación genética de las poblaciones vegetales (Pereira y Coimbra 2019); sin embargo, las estrategias reproductivas de las plantas neotropicales silvestres son realizadas por mecanismos aún desconocidos; para la familia Muntingianceae el estudio de su biología reproductiva y de otros aspectos relacionados con su ecología son escasas (Figueiredo et al., 2008). Muntingia calabura es una especie ampliamente distribuida en Colombia y es de gran importancia ecológica, medicinal y de gran valor económico, especialmente por la producción de frutos comestibles provenientes de plantas cultivadas y silvestres (Figueroa y Galeano, 2007; Rodríguez et al., 2012; Medina et al., 2017; Mastuki et al., 2019). Pese a su potencial económico y medicinal, su biología reproductiva ha recibido poco interés científico. Los trabajos realizados sobre la especie tratan aspectos taxonómicos y botánicos (Rodríguez et al., 2012; Fakir et al., 2018; Figueiredo et al., 2008). Desde el punto de vista reproductivo pocos estudios han abordado y de manera muy general su biología floral (Bawa y Webb, 1983), fenología reproductiva (Webb, 1984; Fleming et al., 1985; Figueiredo et al., 2008) y polinización (Webb, 1984; Figueiredo et al., 2008; Hawkeswood y Sommung, 2016). A causa de los pocos estudios realizados sobre biología reproductiva de M. calabura, es importante indagar sobre sus estrategias reproductivas, ya que su investigación permite 10 evaluar el flujo de genes y la diferenciación genética de las poblaciones silvestres de la especie (Scariot et al., 1991; Martínez et al., 2012; Torices, 2014). También, resulta relevante el estudio de las poblaciones silvestres ya que estas proveen servicios ecosistémicos que contribuyen al mantenimiento de la biodiversidad, además de satisfacer las necesidades humanas siendo fuente de bienes y servicios (Hernández et al., 2018). A pesar de la importancia de las poblaciones silvestres su uso no ha sido de forma sustentable, lo que pone en riesgo la viabilidad de poblaciones naturales repercutiendo en el desequilibrio ecosistémico como lo es la reducción de la biodiversidad, especialmente de los polinizadores que son un factor importante para el mantenimiento de esta (Dyke, 2008; Musicante y Galetto, 2008; Cordero, 2011; González-Varo et al., 2013). Los polinizadores actúan como agentes de polinización y de intercambio génico impactando en la diversidad de especies, además, es mecanismo reproductivo determinante en la producción de frutos, los cuales son fuente de alimento tanto para la fauna silvestre, como para los humanos (Gómez, 2002; Grajales et al., 2011; Carreño & Núñez 2013) Por todo lo anterior, se realizó el presente estudio el cual buscó abordar las siguientes preguntas de investigación: ¿Cuál es el tiempo de desarrollo de las estructuras reproductivas de M. calabura? ¿Cuál es la duración sus eventos reproductivos? ¿Cuál su principal sistema reproductivo? ¿Cuáles son sus polinizadores? responder a estas preguntas permitirá aceptar o rechazar la hipótesis planteada en este trabajo que consiste en sí el patrón reproductivo, los eventos fenológicos y los polinizadores de una población silvestre de M. calabura en el departamento de Casanare en la región de la Orinoquía Colombiana son similares a las reportadas en distintas zonas geográficas. En consecuencia, conocer las estrategias reproductivas de esta especie es fundamental para conservar su variabilidad genética tanto para fines productivos y el manejo sostenible de las poblaciones silvestres, además de generar conocimiento sobre los mecanismos reproductivos aún desconocidos de la especie en Colombia (Robinson y Redford, 1997; Semarnap, 1997; Millennium Ecosystem Assessment, 2005; Figueiredo et al., 2008). Es por esto por lo que en la presente investigación se evaluaron aspectos como la morfología floral, fenología reproductiva, biología floral, sistema reproductivo, visitantes florales y 11 polinizadores, las cuales permiten evidenciar las diferentes estrategias reproductivas de M. calabura en una población silvestre en el departamentode Casanare. 12 2. OBJETIVOS Objetivo general Evaluar las estrategias reproductivas de Muntingia calabura L. (Muntingianceae) en una población silvestre en el departamento de Casanare en la Orinoquía Colombiana. Objetivos específicos Describir las características cualitativas y cuantitativas de las estructuras florales de Muntingia calabura L. Registrar la fenología reproductiva en una población silvestre Muntingia calabura L Evaluar la biología foral de Muntingia calabura L. Evaluar el sistema reproductivo, las alternativas de intercambio génico y el grado de autocompatibilidad genética de la especie. Analizar la composición de los visitantes florales y determinar el rol en la polinización de Muntingia calabura L. 13 3. MATERIALES Y MÉTODOS Área de estudio El estudio se llevó a cabo en una finca de la vereda el Aracal, del corregimiento el Morro, localizado a 25 kilómetros de Yopal, Casanare. La vereda se localiza en las coordenadas 5°29´45.95” de latitud norte y 72°24´18.57” de longitud oeste (Figura 1), cuenta con una altitud de 776,9 msnm y tiene un área de 52 hectáreas. El área total de distribución de las poblaciones de las especies de plantas estudiadas fue de 288m2 y un perímetro de 3,174 metros. Figura 1. Ubicación geográfica del área de estudio, vereda El Aracal, Municipio de Yopal, Casanare, Colombia. La zona de estudio está sujeta al comportamiento climatológico del Casanare, este cuenta con un periodo de sequía y otro de lluvia y está ligada al comportamiento climatológico del Casanare con temperaturas que oscilan entre los 18 y 36oC; con una precipitación de 1500 a 1900mm (Soler-Tovar y Hernández-Rodríguez, 2018). El régimen de lluvias es bimodal, presentando el periodo de mayor pluviosidad entre los meses de abril a noviembre, destacándose el período de mayo a julio y octubre con precipitaciones de hasta 400mm; este comportamiento bimodal es debido a la cercanía del 14 piedemonte con la cordillera oriental; y la temporada seca comprende los meses de diciembre a marzo (Reich, 1995, Castro y Sosa, 2017). Por otra parte, las características de la vegetación de Yopal presentan pendientes superiores a los 30°, y las familias con mayor número de especies que se encuentran en esta ubicación son Bignoniaceae, Fabaceae, Rubiaceae, Mimosaceae, Moraceae y Myrtaceae, Melastomataceae, Euphorbiaceae y Annonaceae (Zorro, 2007; Trujillo y Henao, 2017). Especie de estudio Muntingia calabura L. es un árbol que alcanza hasta 12 metros de altura (Medina et al., 2017), tiene hojas alternas simples con márgenes aserrados (Turcios-Casco et al., 2015). La inflorescencia es en racimos y sus frutos de color rojizo (Lopes et al., 2002) (Figura 2). Habita desde los 0 hasta los 1800 msnm (Salazar y Soihet, 2001). En Colombia, se encuentra en Amazonía, Andes, Llanura del Caribe, Pacífico, Valle del Cauca y Valle del Magdalena (Medina et al., 2017). Figura 2. Hábito de crecimiento y estructura reproductiva de Muntingia calabura L. 15 Métodos La investigación se realizó desde enero de 2018 a enero de 2019 con visitas mensuales entre 8 y 15 días cada una. En el mes de enero de 2018 se hizo el reconocimiento del área de investigación, una vez identificada la población silvestre de esta especie se seleccionaron aleatoriamente 60 ejemplares adultos que posteriormente se marcaron. En todos los meses se realizaron observaciones de los visitantes florales y de la fenología reproductiva, pero se hicieron actividades específicas en el mes de enero 2018, donde se procedió a realizar las correspondientes mediciones morfológicas de las flores; en el mes de junio se evaluó la biología y sistema reproductivos. Morfología floral Se realizó la descripción de los caracteres morfológicos de manera cualitativa y cuantitativa de las flores (n= 100) en siete arboles de M. calabura elegidos aleatoriamente. Cada flor se diseccionó y posteriormente se le midió a los pétalos y sépalos su longitud (cm)(L), su amplitud (cm)(A) y su área (cm2) (L x A). Se contó y se midió la longitud de los estambres y la longitud del estigma, además, se diseccionó el ovario y se contabilizó el número de carpelos. Las flores fueron cuidadosamente estudiadas bajo un estereoscopio y medidas usando un pie de rey digital (Fakir et al., 2018), además sus frutos se recolectaron maduros observando cambios de color. Para evaluar la variación de la forma floral se muestrearon las ramas inferiores ya que eran las más accesibles. En estas ramas, a cada flor se le asignó a una de las tres clases florales designadas según el número de estambres estimado (<40, 40-70, >70) (Bawa y Webb, 1983). Se calculó una puntuación de masculinidad fenotípica para cada árbol asignado, un valor de 100 a las flores con >70 estambres, 50 para las flores entre 40-70 estambres, y 0 para las flores con <40 estambres, sumando las puntuaciones y dividiendo por el número de flores muestreadas. Fenología reproductiva Se estudió la fenología reproductiva de M. calabura a lo largo de 12 meses donde se evaluaron los tiempos de fructificación en 60 individuos, y se tomaron 10 racimos por cada 16 individuo los cuales fueron marcados con una cinta roja previamente. Los registros de los eventos fenológicos se realizaron con una frecuencia mensual y se observaron las estructuras reproductivas directamente. Esta secuencia de floración se clasificó en: 1) botón floral; 2) inflorescencias sin fecundar, hasta que estas se fecundan o caen; 3) inflorescencias fecundadas y se puede pueden ver los frutos en formación; 4) infrutescencias con frutos inmaduros y maduros. La fenología poblacional se entiende como la ocurrencia simultanea del mismo evento fenológico en los individuos muestreados (Newstrom et al., 1994), y esta se evalúa a partir de la sincronía de los botones florales, floración y frutos maduros o inmaduros, la cual se calcula como el porcentaje de individuos del total de la población que florecen cada mes. Por lo tanto, se consideró un evento asincrónico cuando menos del 20% de los individuos florece, sincronía baja cuando florecen entre 21 y 60% de los individuos y sincronía alta cuando más del 60% de los individuos presenta la fenofase (Bencke y Morellato, 2002). Biología floral Se realizó el seguimiento al ciclo floral de M. calabura durante 15 días con visitas diarias, donde se registró la hora de antesis, duración de la receptividad enzimática, presentación y longevidad del polen, volumen y concentración de néctar. Para las fases florales se tomaron 20 individuos los cuales se marcaron y se observaron desde el inicio de la antesis hasta la formación de frutos en jornadas de 10 horas con visitas cada 2 horas. En cada visita se realizó el registro del desarrollo por cada fase (botón floral, flor, senescencia floral, formación y madurez del fruto). Esto se pudo evidenciar mediante fotografías y se organizaron en una ficha fotográfica mostrando cada etapa del desarrollo floral de M. calabura. Los estigmas se evaluaron en 20 flores en diferentes individuos de la especie, y se registró coloración y presencia de exudados. La receptividad estigmática se evaluó cada dos horas entre las 5:00-15:00h con peróxido de hidrógeno, el cual indica la presencia de peroxidasa en los estigmas (Kearns & Inouye 1993), y con una segunda prueba se realizó un test de colorimetría aplicando una solución de Perex test de Merk (Dafni, 1992); cada prueba se 17 aplicó directamente en los estigmas, los cuales por medio de burbujas y cambio de color manifestaban receptividad respectivamente. Además, la receptividad estigmática se evaluó mediante polinizaciones manuales en 20 flores cada dos horas entre las 5:00-15:00h, estas flores se cubrieroncon bolsas de tul (0.02mm de diámetro) antes y después de la antesis para evitar el acceso de visitantes florales y polen. La presentación del polen se evaluó en 20 flores en diferentes individuos de la especie, y por medio de observaciones directas se registró la hora de la dehiscencia de las anteras. La viabilidad del polen se determinó en 10 flores, y este fue recolectado cada 2 horas entre las 5:00-15:00h, luego se germinó en una solución de sacarosa al 10%; este porcentaje se determinó previamente mediante la germinación de polen fresco en concentraciones de 0%, 5%, 10%, 20% y 40%; siguiendo el método descrito por Núñez et al. (2005). Para cada hora se realizaron 3 réplicas, luego de 24 horas se evaluó la viabilidad observando que los granos de polen tuvieran tubos polínicos el doble de diámetro de un grano para ser considerados viables; los tubos polínicos se midieron por medio de un microscopio a 10X, y se contó 10 veces por cada replica obteniendo un promedio. El néctar como recompensa floral, se evaluó midiendo su volumen aislando en bolsas de tul (0.02mm de diámetro) a 20 botones florales hasta su apertura, luego se utilizaron microjeringas para cromatografía Hamilton de 250 µl para extraer el néctar; este proceso se realizó en lapsos de dos horas entre las 5:00-15:00h. También se evaluó la concentración de sacarosa (% Brix) del néctar, el cual se obtuvo con un Refractómetro Digital Atago 3810 PAL-1 0.0-53%. Posterior a cada prueba se realizaron 3 gráficas en las que se mostraron curvas de receptividad enzimática, longevidad del polen y producción de néctar con su respectiva variación en el tiempo, con el programa estadístico GaphPad Prism (GaphPad Prism, 2020). Sistema reproductivo Para evaluar el sistema reproductivo de M. calabura, se utilizó una malla sintética para aislar los botones florales evaluando 50 de ellas en 10 plantas para cada prueba. En todos los casos 18 menos en polinización abierta, los botones florales estuvieron aislados en la malla durante 30 días, y posteriormente se polinizaron de acuerdo con cada tratamiento. Se realizaron cinco tratamientos por las que se utilizaron 500 flores por cada uno: 1. Autogamia, autopolinización inducida con los machos de la misma flor; 2. Apomixis, que se realizó sin polinización; 3. Alogamia evaluada con polen de otros árboles; 4. Polinización abierta, este tratamiento ocurrió de forma natural sin intervención; y 5. Geitonogamía fue evaluada con el polen en diferentes flores del mismo árbol. Se evaluaron las diferencias de los datos registrados de los tratamientos y se comparó el número de frutos desarrollados con los resultados de polinización abierta. Los resultados obtenidos en los tratamientos en el ensayo de polinización del sistema reproductivo de la especie fueron registrados en el programa estadístico GraphPadPrism® Visitantes florales y polinizadores En 36 individuos de M. calabura se realizaron observaciones directas de los insectos que visitaban las flores durante la antesis. Se realizó el registro fotográfico de los visitantes florales durante cada visita y se colectaron individuos conservándolos en tubos Falcon con alcohol al 70% que posteriormente fueron identificados con ayuda claves taxonómicas entomológicas, a partir de esto se pudo registrar y clasificar taxonómicamente el orden, familia, género y algunos hasta especie. Luego se realizó una tabla de composición la cual detalla la abundancia relativa de cada visitante la cual se obtuvo de la suma de todos los individuos en cada colecta, incluyendo si los visitantes florales tenían carga polínica. Luego se calcularon y graficaron las abundancias relativas, rango abundancia; ordenando los datos desde la mayor abundancia hasta la menor para cada orden, y se elaboró una gráfica de composición comparando los grupos taxonómicos con en el programa estadístico GraphpadPrism®. El esfuerzo de muestreo permite conocer la riqueza de especies total del inventario, por lo cual se elaboró una curva de acumulación de especies, la cual se realizó con el programa EstimateS versión 9.0 (Colwell, 2013) y se graficó junto al programa estadístico GraphpadPrism®. Este determinó la efectividad del muestreo, y se utilizaron los estimadores 19 no paramétricos basados en abundancia Chao1 y ACE, los cuales aprecian el número de especies estimadas en comparación con lo observado, y permite representar las especies raras de la muestra. La frecuencia se definió como el porcentaje de participación que una especie obtuvo en los periodos de floración. Esta se calculó dividiendo el número de insectos visitantes de una flor sobre el número total de plantas estudiadas, y se clasificó para los visitantes florales en cuatro categorías: especies muy frecuentes con una participación superior a 75% (MF), frecuentes cuando las especies presenten una participación entre 65% - 55% (F), ocasionales cuando presenten entre 45% -35 (OC) y poco frecuentes menos del 25 % (PF) (Núñez, 2014). 4. RESULTADOS Morfología floral Las flores de M. calabura nacen en el lateral supraxilar de las ramas, se agrupan en inflorescencias de a 3 racimos, son hermafroditas y pequeñas. Son flores regulares con 5 pétalos blancos y 5 sépalos verdes, tienen numerosos estambres (>70) con anteras amarillas y ovario supero (Figura 3). El gineceo consta de 5 carpelos, sincarpo, estilo corto coronado con estigma capitado, 5 lobado, ovario supero central y placentación axilar; el androceo cuenta con numerosos estambres libres, filamentosos, largos, con anteras lobadas de color amarillo y glabra en la base donde surgen los estambres. Su fruto es una baya comestible, contiene numerosas semillas pequeñas, es de color verde cuando está inmadura, y roja cuando está madura, es de pulpa jugosa y dulce. Dentro de esta especie, existe una amplia variación en las flores principalmente en la presencia del número de verticilos fértiles, pero donde el cáliz y la corola permanecen iguales en todas las flores (Figura 3). Los caracteres cuantitativos para las flores de la especie no presentaron diferencias significativas entre los morfotipos, para longitud del sépalo (cm) 0.82±0.054, amplitud del sépalo (cm) 0.23±0.033, área del sépalo (cm²) 0.19±0.062, longitud del pétalo (cm) 1.16±0.071, amplitud del pétalo (cm) 0.79±0.061, área del pétalo (cm²) 0.92±0.022, sin embargo, varia el tamaño del pistilo y número de estambres (Tabla 1). 20 Tabla 1. Caracteres cuantitativos del pistilo y los estambres por cada morfotipo floral de Muntingia calabura L. en la Orinoquia Colombiana. MORFOTIPO Número de estambres/ flor ±SD Longitud del estambre (cm) ±SD cm Longitud del pistilo ±SD cm Flor con estigma bien desarrollado y numerosos estambres 138.3±1.34 0.64±0.011 0.37±0.043 Flor con estigma de mayor longitud y numerosos estambres 65.3±1.12 0,59±0.03 0.41±0.038 Flor con estigma bien desarrollado con pocos y reducidos estambres 7,2±1.03 0,52±0.42 0.46±0.53 Flor con estigma bien desarrollado y nulos estambres 0.42±0.50 Flor con estigma reducido y numerosos estambres 34,3±1.18 0.47±0.12 0.21±0.47 Flor con estigma nulo y gran cantidad de estambres. 125.3±1.22 0.62±0.32 El pistilo y los estambres cambian según su número y tamaño, por lo que se logró encontrar 6 morfotipos florales diferentes, en primer lugar están las flores con pistilo bien desarrollado y gran cantidad de estambres (>70) (Figura 3A), flores con pistilo bien desarrollado y de mayor longitud con numerosos estambres (40-70) (Figura 3B), flores con pistilo bien desarrollado con pocos y reducidos estambres (Figura 3C), flores con pistilo bien desarrollado y nulos estambres (Figura 3D), flores con pistilo reducido y numerosos estambres (<40) (Figura 3E), flores con pistilo nulo y grancantidad de estambres (>70) (Figura 3F). Además, la especie obtuvo 69 puntos en promedio un puntaje de masculinidad fenotípica. 21 Figura 3. Diferentes morfotipos florales presentes de Muntingia calabura L. A) Flor con pistilo bien desarrollado y numerosos estambres, B) Flor con pistilo de mayor longitud y numerosos estambres, C) Flor con pistilo bien desarrollado con pocos y reducidos estambres, D) Flor con pistilo bien desarrollado y nulos estambres, E) Flor con pistilo reducido y numerosos estambres, F) Flor con pistilo nulo y gran cantidad de estambres. Fenología reproductiva M. calabura produce botones florales, flores, y frutos durante todo el año, pero la producción de estos no es constante, y se destacan temporadas donde hay picos de mayor producción de estas. Se encontró que hay un mayor número de individuos con botones florales cuando empieza la temporada de altas precipitaciones (abril-junio), entre los meses julio y octubre se registraron los picos más altos de producción de flores donde las precipitaciones tenían los picos más altos (300mm), y los frutos tuvieron su mayor pico de producción cuando las precipitaciones eran bajas y no superaban los 100mm (diciembre-febrero). Por otro lado, de los 60 individuos de la población estudiada 39 (65%) florecieron durante el periodo de estudio demostrando una alta sincronía de los eventos fenológicos entre la producción de flores y la precipitación (Figura 4). Figura 4. Periodos de producción de botones, flores y frutos de Muntingia calabura L., a largo de 1 año. Biología floral Los eventos reproductivos de M. calabura se pueden resumir en 6 fases diferenciables desde el botón floral hasta la maduración del fruto (Figura 5). La primera fase inicia con la formación del botón floral (5A), en la segunda fase ocurre la antesis de las flores dejando expuestos los estambres y el estigma que ocurre a las 05:30 h; la floración dura un día, y se registraron tres aperturas florales secuenciales dentro de los racimos, cada apertura separada por 1 día. La primera apertura ocurrió en flores con estigmas desarrollados y pocos estambres; la segunda apertura correspondió a las flores con estigmas y estambres desarrollados; y la tercera apertura la tuvieron las flores con estigmas poco desarrollados y 22 muchos estambres (5B), en la tercer fase ya la flor es longeva (5C), en la cuarta fase se observa el proceso de senescencia de los estambres y estigma para dar paso a la formación de frutos a las 15:00h (5D), en la quita fase se observa el fruto inmaduro (5E), en la sexta fase se observa el fruto que tarda entre 6-8 semanas en madurar tornándose rojizo (5F). Figura 5. Fases florales de Muntingia calabura L. en la Orinoquia Colombiana. A) botón floral, B) flor, C) flor longeva, D) senescencia floral, E) formación de fruto, F) fruto maduro. En los estigmas se observaron exudados en forma de líneas onduladas y transparentes en sus lóbulos siendo evidentes al amanecer, hora en la que tuvo una fuerte reacción positiva cuando se analizaron con las pruebas de peróxido de hidrógeno y con Perex test de Merk, evidenciando la receptividad de los estigmas, ya en la tarde los estigmas se tornaban de color marrón indicando su incapacidad receptiva (Figura 6A). Las horas en que los estigmas obtuvieron un pico alto de recepción fue de 9:00-11:00h con un 67% receptividad, coincidiendo con la formación de frutos con la metodología realizada manualmente en su máxima apertura floral. Las flores mostraron un descenso en la recepción estigmática luego de las 11:30h obteniendo su pico más bajo a las 15:00h con 9,2%. Las anteras van progresivamente siendo dehiscentes desde el amanecer hasta las 13:30h, completando así la apertura total de las flores muestreadas, y el promedio del tamaño de los granos de polen fue 14 µm de diámetro. La viabilidad del polen se evidenció luego de la apertura floral, obteniendo su máximo pico entre las 9:00-11:00h con un 66,12% de viabilidad exponiendo la formación de los tubos polínicos, y su menor pico se obtuvo a las 15:00h con un 18% de viabilidad (Figura 6B). El néctar producido por las flores de la especie se retiene detrás de los pelos cortos que rodean el nectario, detrás de los filamentos en la base del ovario. Esta recompensa floral es formada antes del amanecer, tiempo en ocurre la antesis, y en gran cantidad entre las 9:00-11:00h con un 15,25µl continuando hasta el mediodía a horas tempranas de la tarde con pequeñas cantidades 10,6 µl (Figura 6C). La concentración de sacarosa en el néctar, al igual que la cantidad de néctar tuvo su pico más alto entre las 9:00-11:00h con 13°Bx y a las 15:00 obtuvo una concentración de sacarosa de 0,9°Bx. 23 Por los resultados anteriores se puede determinar que M. calabura tiene los estigmas más receptivos y funcionales, una alta viabilidad del polen, producción de néctar y concentración de sacarosa más altos entre las 9:00-11:00h. 24 Figura 6. De Muntingia calabura L. A) Receptividad enzimática, B) Longevidad del polen, C) Producción de néctar (µL). 25 Sistema reproductivo Los resultados de los diferentes tratamientos evaluados en el sistema reproductivo de M. calabura se incluyen en la Tabla 2, en la cual se puede observar el porcentaje de frutos formados en cada ensayo. Las pruebas con polinizaciones controladas indican que la alogamia alcanzó 87,4% , polinización abierta 89,8%, el tratamiento de geitonogamia obtuvo un 70,8% de formación de frutos, apomixis obtuvo más de la mitad de la producción de frutos (49,2%) comparada con la polinización abierta, y el tratamiento menos representativo fue autogamia con el 4,4% de formación de frutos. Estos resultados indican que es una especie en la cual predomina la alogamia ya que el 87,4% de sus flores con este tratamiento formaron fruto; sin embargo, puede formar frutos sin la intervención de un vector o polinizadores ya que en apomixis se formaron 246 frutos de 500 flores, más de la mitad de los frutos formados por polinización abierta. Tabla 2. Sistema reproductivo de Muntingia calabura L. evaluado en 5 tratamientos. Tratamiento Número de flores evaluadas Número de frutos producidos Flores/ frutos producidos (%) Autogamia 500 22 4,4 Apomixis 500 246 49,2 Alogamia 500 437 87,4 Polinización abierta 500 449 89,8 Geitonogamia 500 354 70,8 Visitantes florales y polinizadores Riqueza La composición de visitantes florales de M. calabura fue conformada por 56 especies de insectos correspondientes a los órdenes Coleóptera, Díptera, Hymenoptera, Lepidóptera y Heteróptera (Tabla 3), en los que el 59% de las especies corresponde al orden Hymenoptera 26 con 33 especies siendo el que presenta mayor riqueza, seguido por Lepidóptera 17,8% con 10 especies, Díptera 14,3% con 8 especies, Coleóptera 7,1% con 4 especies y por último Heteróptera con 1,8% representando a una especie (Figura 8A). El orden Hymenoptera se conformó por 4 familias (Apidae, Halictidae, Vespidae, Formiscidae) el orden Lepidóptera se conformó por 4 familias (Hesperiidae, Pieriidae, Lycaeniae, Trochilidae), el orden Díptera se conformó por 4 familias (Syrphidae, Bombyliidae, Drosophilidae, Calliphoridae), el orden Coleóptera se conformó por 4 familias (Curculionidae, Chrysomelidae, Lycidae, Nitidulidae) y el orden Heteróptera por una familia correspondiente a un género sp.1 (Figura 7B). Las especies más frecuentes que se encontraron en las flores de M. calabura pertenecen al orden Hymenoptera Melipona favosa, Melipona ebúrnea, Trigona spinipes, Trigona fulviventris, Scaptotrigona pectoralis, Augochlora sp. 1 y Augochloropsis (Tabla 3). La curva de acumulación de especies presentó una alta tasa de crecimiento inicial obteniendo una riqueza máxima ya que ACE y Chao1 alcanzaron la asíntota definida, por consiguiente, se realizóun buen muestreo (Figura 7D) (Gotelli & Colwell, 2001), además, los estimadores no paramétricos se encuentran en los intervalos de 95% de confianza. Esto permite establecer que se pudo aproximar a la riqueza total de visitantes de muestreo. Tabla 3. Composición y frecuencia de visitantes florales de Muntingia calabura L. Los visitantes fueron clasificados en cuatro categorías: especies muy frecuentes con una participación superior a 75% (MF), frecuentes cuando las especies presenten una participación entre 65% - 55% (F), ocasionales cuando presenten entre 45% -35 (OC) y poco frecuentes menos del 25 % (PF). Si el visitante floral presentaba carga polínica (S), sino tenía carga polínica (N). ORDEN/ FAMILIA/GÉNERO/ ESPECIE ABUNDANCIAS FRECUENCIA CARGA DE POLEN ±SD ORDEN COLEOPTERA FAMILIA CURCULIONIDAE Gn1 sp1 0,42±0,91 22.2% OC S FAMILIA CHRYSOMELIDAE Gn1 sp1 0,08±0,28 8.3% PF N FAMILIA LYCIDAE Gn1 sp1 0,28±0,74 14% PF N FAMILIA NITIDULIDAE 27 Nitidula sp 0,06±0,23 6% PF N ORDEN DIPTERA FAMILIA SYRPHIDAE Pseudodorus clavatus (Fabricius, 1974) 0,92±1,25 53% OC S Allograpta obliqua (Say, 1823) 0,86±0,99 53% OC S Ornidia obesa (Fabricius, 1775) 1,08±1,00 67% F N Ocyptamus sp 1,08±1,20 56% F N Palpada sp 0,64±0,96 39% OC N FAMILIA BOMBYLIIDAE Gn1 sp1 0,89±1,41 42% F S FAMILIA DROSOPHILIDAE Gn1 sp1 0,67±1,17 28% OC N FAMILIA CALLIPHORIDAE Gn2 sp1 0,61±1,15 31% PF N ORDEN HYMENOPTERA FAMILIA APIDAE Melipona favosa (Fabricius, 1798) 1,47±1,38 75% MF S Melipona ebúrnea (Friese, 1900) 1,89±1,09 89% MF S Melipona sp 0,33±0,63 25% PF S Oxytrigona daemoniaca (Camargo, 1984) 1,14±1,20 58.3% F S Trigona amalthea (Olivier, 1789) 0,33±0,63 25% PF S Trigona spinipes (Fabricius, 1793) 1,67±1,35 89% MF S Trigona fulviventris (Guerin, 1824) 2,83±1,38 100% MF S Trigona sp 0,31±0,58 25% PF S Tetragonisca angustula (Latreille, 1811) 0,92±1,25 53% OC S Tetragona clavipes (Fabricius, 1804) 0,64±0,83 44.4% OC S Partamona sp. 1 1,08±1,00 67% F N Nannotrigona mellaria (Smith, 1862) 1,08±1,20 56% F S Plebeia sp 0,64±0,96 36.1% OC S Frieseomelitta cf. Nigra (Cresson,1879) 0,50±1,08 25% PF N Scaptotrigona pectoralis (Dalla torre, 1896) 4,14±1,71 100% MF S Centris sp 0,19±0,40 19.4% PF S Epicharis sp 0,17±0,38 17% PF N Apis mellifera (Linnaeus, 1758) 1,86±1,84 78% MF S Xylocopa sp 0,22±0,72 14% PF S FAMILIA HALICTIDAE Augochloropsis aurifluens (Cockerell, 1897) 1,14±1,22 64% F S Augochlora sp. 1 1,67±0,96 94.4% MF S 28 Augochlora sp. 2 0,33±0,63 25% PF S Augochlorella pura 1,06±1,09 61.1% F S Ceratina sp. 1 0,08±0,28 8.3% PF S Augochlora sp. 3 1,17±1,06 67% F N Augochloropsis 2,83±1,38 100% MF S Agapostemon sp. 1 0,11±0,32 11.1% PF N FAMILIA VESPIDAE Polybia occidentalis (Olivier, 1791) 0,92±1,25 53% OC N Polybia ignobilis (Haliday, 1836) 0,78±0,93 50% OC S Brachygastra sp 0,50±0,70 42% OC N Pepsis ruficornis (Fabricius, 1775) 1,08±1,20 56% F S Polistes sp 0,47±0,74 36.1% OC N FAMILIA FORMISCIDAE sp. 1 0,33±0,63 25% PF N ORDEN LEPIDOPTERA FAMILIA HESPERIIDAE Pompeius pompeius (Latreille, 1824) 0,53±0,81 36.1% OC S Pyrgus orcus (Stoll, 1780) 0,11±0,32 11.1% PF N Urbanus proteus (Stoll, 1780) 0,72±0,88 53% OC S Urbanus Dorantes (Stoll, 1790) 0,58±0,77 44.4% OC N Hylephila phyleus (Drury,1773) 0,50±0,70 42% OC N FAMILIA PIERIIDAE Phoebis sennae (Linnaeus, 1758) 1,08±1,20 56% F S FAMILIA LYCAENIAE Strymon mulucha (Hübner, 1818) 0,19±0,40 19.4% PF N Ministrymon azia (Hewitson, 1873) 0,11±0,32 8.3% PF N FAMILIA TROCHILIDAE sp. 1 0,19±0,47 17% PF N sp. 2 0,14±0,35 14% PF N ORDEN HETEROPTERA sp. 1 0,83±0,97 53% OC S Total de plantas muestreadas 36 29 Abundancia Los resultados de esta investigación mostraron que las flores de M. calabura fueron visitadas por 1800 insectos de los cuales 1312 individuos pertenecen al orden Hymenoptera 73%, 262 del orden Díptera 15%, 162 del orden Lepidóptera 9%, 33 del orden Coleóptera 2% y 31 del orden Heteróptera 2% del total de las abundancias. La curva rango-abundancia muestra con mayor abundancia a Scaptotrigona pectoralis, Augochloropsis, Trigona fulviventris, Melipona ebúrnea, Apis mellifera y con menor abundancia Nitidula sp. y Ceratina sp. 1 (Figura 8). Los insectos llegaban a las flores previo a la hora de su antesis (05:30), estos eran atraídos por su aroma floral para el aprovechamiento de los recursos florales dependiendo del tipo y cantidad que la flor ofrecía, y estas recompensas eran polen, néctar y tejidos florales. En su mayoría abordaban a las flores de manera frontal para adquirir las recompensas florales, los insectos hacían contacto con los estambres y el estigma con la parte ventral de sus cuerpos, aquellos que tenían carga polínica se les consideró como polinizadores efectivos. Los insectos más abundantes fueron Scaptotrigona pectoralis, Trigona fulviventris, Augochoropsis sp.1, con un promedio de 4,14, 2,83 y 2,83 individuos por flor respectivamente. Los insectos con comportamientos más importantes que se observaron visitando las flores de M. calabura fueron de la familia Apidae (Hymenoptera), seguidas por la familia Bombyliidae (Diptera), y familia Curculionidae (Coleoptera); ya que tenían contacto directo con las anteras y el estigma, y aquellos que se consideraron ocasionales fueron los lepidópteros de la familia Pieriidae, y Heteroptera con tan solo una especie, ya que solo accedieron a los recursos de las inflorescencias sin tener contacto con las anteras y el estigma (Figura 8i). La polinización fue principalmente realizada por insectos que cargados de polen tuvieron contacto con los estigmas de la flor como se evidenció con Oxytrigona daemoniaca (Figura 8a), Trigona fulviventris (Figura 8b), Melipona ebúrnea (Figura 8c), Apis mellifera (Figura 8g), continuando con este comportamiento encontrándose en el momento en que los estigmas alcanzan su máxima receptividad. 30 HYM LEP DIP COL HET 0 20 40 60 80 A Orden A b u n d a n c ia r e la ti v a HYM LEP DIP COL HET 0 10 20 30 40 B Orden R iq u e z a FamiliaGéneroEspecie 0 5 10 15 20 0 5 10 15 C Rango A b u n d a n c ia 0 10 20 30 40 0 20 40 60 80 100 Número de muestras N ú m e r o d e e sp e c ie s S Mean (runs)ACE MeanChao 1 Mean D Figura 7. A) Abundancia relativa de visitantes florales, B) Composición taxonómica de los visitantes florales, C) Curva rango-abundancia de los insectos visitantes florales, D) Curva de acumulación de especies; por cada muestra florales de M. calabura en la vereda El Aracal, Yopal, Casanare. 31 Figura 8. Visitantes florales de Muntingia Calabura L. en la vereda El Aracal, Yopal, Casanare. (a) Oxytrigona daemoniaca, (b) Trigona fulviventris, (c) Melipona ebúrnea, (d) Trigona amalthea, (e) Allograpta obliqua, (f) Trigona amalthea, (g) Apis mellifera, (h) Calliphoridae sp, (i) Heteroptero; sp1, (j) Polistes sp, (k) Urbanus proteus, (l) Scaptotrigona pectoralis. 5. DISCUSIÓN DE RESULTADOS Morfología floral Los resultados indican que Muntingia calabura L. presenta 6 morfotipos florales diferentes lo que contrasta con la investigación de Bawa y Webb (1983), que agrupan en tres morfotipos generales basados por el tamaño del pistilo y número de anteras: i) flores con pistilo bien desarrollado y <40 estambres, ii) flores con pistilo bien desarrollado y entre 40-70 estambres, iii) flores con pistilo reducido con >70 estambres. Lo anterior indica que el sistema reproductivo de M. calabura es inconstante por que varían las estructuras florales individuales; ya que un rango de valores indica que en un extremo se encuentran las flores que son exclusivamente progenitores maternos, y en el otro extremo funcionan solo como dispersoras de polen, pero, también hay un grupo de flores que aporta genes de los óvulos como del polen,incluso, hay flores que no pierden su función sexual opuesta, por eso es que el tipo de flores con ovarios grandes necesitan al menos unos pocos estambres para lograr a través de la autopolinización suplementaria, completar las altas cargas de polen necesarias para la fertilización de los óvulos (Bawa y Webb, 1983; García et al., 2016). Fenología reproductiva Durante las salidas de campo se evidenció que Muntingia calabura L. produce botones florales, flores y frutos durante todo el año, como así lo reportaron Figueiredo et al. (2008), Flemming et al. (1985), Frankie et al. (1974) y Webb (1985), pero los picos de producción no son constantes, ya que estos obedecen a patrones climáticos en los que varían su producción dependiendo los picos de las precipitaciones; esto hace posible que la sexualidad e intensidad de floración se ajusten a los recursos hídricos disponibles (Fleming et al., 1985). La producción de flores y frutos ocurre a lo largo del año, aunque en pequeñas cantidades es permitida por su variación sexual, incluso en lugares degradados donde los polinizadores y dispersores de semillas escasean (Figueiredo et al., 2008). 32 En el presente estudio hubo un mayor pico producción de flores cuando las precipitaciones eran altas (julio-octubre), y un mayor pico de fructificación en temporada seca (diciembre- enero), encontrándose los frutos maduros a inicios de temporada húmeda. Estos resultados corroboran los datos registrados por Figueiredo et al. (2008) en Brasil, donde encontraron que entre los meses de septiembre-octubre la floración tuvo los picos más altos, y la producción de frutos tuvo los picos más altos entre los meses de octubre-diciembre. Flemming et al. (1985) en Costa Rica, registraron la producción de flores y frutos en las mismas estacionalidades que el presente estudio, sin embargo, los picos de producción variaron mensualmente en los datos de Flemming et al. (1985), esto es dado ya que los periodos de floración de la especie en distintos zonas geográficas obedece a patrones climáticos (Qiu et al., 2018) (Tabla 4), ya que el Casanare tiene un régimen de lluvias condicionado por la Zona de Convergencia Intertropical y orografía del piedemonte, haciendo que las lluvias se presenten entre abril y octubre; en Costa rica, la pluviosidad es condicionada por el régimen climático del pacífico, lo cual genera lluvias entre mayo y noviembre, un mes después que el Casanare Colombiano (IMN, 2022). Tabla 4. Comparación de caracteres florales de Muntingia calabura L. entre tres poblaciones silvestres diferentes. Carácter Costa Rica Brasil Colombia Periodo de floración mayo-noviembre octubre-marzo mayo-octubre temporada húmeda temporada húmeda temporada húmeda Horas de antesis floral 5:30h no reporta 5:30h Horas de producción de néctar 9:00h-10:30h no reporta 9:00h-11:00h Horas de receptividad enzimática Amanecer no reporta 9:00h-11:00h Sistema reproductivo Autogamia Autogamia Autogamia Alogamia Alogamia Alogamia Geitonogamia Geitonogamia Geitonogamia Apomixis Principales visitantes florales Apidae Trigona spinipes (Fabricius, 1793) Scaptotrigona pectoralis (Dalla torre, 1896) Formicidae Apis mellifera (Linnaeus, 1758) Trigona fulviventris (Guerin, 1824) 33 Sirphidae Pseudauglochloropsi s sp. Augochoropsis sp.1 Pieriidae Augochloropsis sp. Apis mellifera (Linnaeus, 1758) Trochilidae Oxaea flavescens (Klug, 1807) Oxytrigona daemoniaca (Camargo, 1984) Ocyptamus sp. Augochlora sp. 1 Ornidia obesa (Fabricius, 1775) Melipona ebúrnea (Friese, 1900) Palpada sp. Ornidia obesa (Fabricius, 1775) Phoebis sennae (Linnaeus, 1758) Fuente Bawa y Webb 1983 Figueiredo et al. 2008 Este estudio Biología floral La apertura floral de Muntingia calabura L. es matutina y secuencial entre las flores dentro del fascículo, y presentan antesis diurna coincidiendo con lo reportado por Bawa y Webb (1983), en la que la flor abre a las 5:30h, quienes además mencionan que la posición de las flores en el fascículo se relacionaba con los datos del presente estudio: en un extremo que fue la primera apertura floral, se encontraron flores con ovarios y estigmas largos, de 15-25 estambres, la segunda apertura floral, encontraron entre 40-60 estambres, con una la longitud media del ovario y estigma, en la tercera apertura floral, encontraron flores con ovarios y estigmas cortos y pocos desarrollados, pero con gran cantidad de estambres, alcanzando a registrar más 100 de estos; este patrón intercalado de floración permite un control gradual sobre la expresión sexual, considerando así que la variación floral es trimodal con características de ginoceismo, monoceismo y androceismo. Respecto a la variación sexual floral de la especie, resulta ser una estrategia efectiva que permite producir frutos según los recursos disponibles. Un estudio realizado por Bawa y Webb (1983), en el cual cortaron los botones florales M. calabura, excepto los botones que abrían al final del fascículo, este último botón al abrir tuvo los ovarios y estigmas más grandes en comparación a las demás flores no modificadas que abrían en esa posición en el fascículo, que generalmente son funcionalmente masculinas. Esto indica que la floración en M. 34 calabura es un indicador de los recursos disponibles y ajusta sus flores como receptoras o donadoras de polen (Frankie, 1974; Bawa y Webb, 1983). Por lo tanto, para contrarrestar la perdida de la aptitud femenina, los estambres deben aumentar la producción de polen, esto señala que se trata de un mecanismo para maximizar los recursos asignados a las funciones reproductivas (Diggle, 1993); se ha reportado que las flores estaminadas requieren menor asignación de recursos que las flores completas (Schlessman et al. 2004). Debido a lo anterior, permite que sea efectivo usar esta planta para reforestación y restauración ecológica, ya que en los bosques riparios donde generalmente se encuentra esta especie permite un constante crecimiento gracias a la disponibilidad de recursos con la que cuenta la zona (Figueiredo et al 2008; Rodríguez Velázquez et al., 2009; Fakir et al., 2018). En cuanto a las estructuras reproductivas de la planta, Bawa y Webb (1983) observaron que los estigmas tienen secreciones lobulares con una fuerte reacción a la peroxidasa, corroborando los datos de esta investigación donde se encontró una mayor exudación en los estigmas en las primeras horas de la mañana, reaccionando al peróxido de hidrógeno y Perex test Merk con más fuerza, lo cual garantiza la adherencia del polen a la superficie estigmática. Adicionalmente, Bawa y Webb (1983) mencionan que las anteras son dehiscentes totalmente hasta llegar las 11:30h donde el >97% del polen es viable en las tres formas florales, sin embargo, sus datos divergen con los resultados de este estudio en que el polen tuvo 66,12% de viabilidad exponiendo la formación de los tubos polínicos. Cabe destacar que el sistema de floración de esta especie tiene un papel importante para los polinizadores ya que sus flores brindan recursos a los visitantes como los es el néctar y polen dependiendo de la forma floral, aquellas que tienen pocos estambres (<40) producen mayor de néctar y las flores con muchos estambres (>70) producen mayor cantidad de polen y poco néctar. Esto favorece a que haya una entomofauna diversificada atrayéndolos por la preferencia de recurso y así favoreciendo la polinización de la planta (Bawa y Webb, 1983). 35 Sistema reproductivo Muntingia calabura L. es una especie que, aunque se ha descrito como una planta autogamica, los resultados mostraron que es predominante alógama. A pesar de que varios autores han reportado la gran capacidad autocompatible de esta especie, como Bawa y Webb (1983) y Figueiredo et al. (2008) quienes observaronque produce frutos y semillas por autopolinización, la autogamia, es el sistema reproductivo menos eficiente en este estudio. Sin embargo, la producción constante de frutos y semillas también es permitida por apomixis la cual no ha sido reportada anteriormente en estudios sobre el sistema reproductivo en esta especie, lo cual, el presente estudio confirma la hipótesis que plantea Figueiredo et al, (2008), la cual propone que la gran cantidad de semillas encontradas en M. calabura es un buen de indicador de agamospermia. Los resultados de esta investigación mostraron que la apomixis tiene una mayor producción de frutos que la autogamia; esta producción de semillas sin la fusión de gametos permite que haya una fijación indefinida de los genotipos altamente adaptados en su ambiente y esto se ha registrado en poco más de 300 especies en 35 familias (Quero et al., 2010). Para la población silvestre de M. calabura puede ser ventajoso, ya que esta estrategia reproductiva puede resultar favorable en términos de asegurar su progenie aun considerando que los donantes de polen resulten escasos (Morgan et al., 1997). Por otro lado, la geitonogamia en esta investigación tuvo un alto grado de producción de frutos ya que esta se da por la ocurrencia de floración simultánea entre varios tipos flores en el mismo individuo (Bawa y Webb, 1983). De forma similar, en la alogamia, las flores abren asincrónicamente desde la base hacia el ápice, por lo que en una misma inflorescencia se pueden observar flores en diferentes etapas de desarrollo, lo que promueve la polinización cruzada (De Jong et al., 1992), este sistema reproductivo es el que más frutos produce en esta especie, los autores Bawa y Webb (1983) registraron que de 21 flores estudiadas para este tratamiento el 71.4% produjeron frutos lo cual corrobora los resultados de este estudio, además mencionaron que la polinización cruzada era principalmente realizada por abejas nativas. En su mayoría las flores hermafroditas son dispersoras de polen y productoras de frutos, por lo que el grado de autopolinización se reduce a las flores que tienen un ovario 36 grande, y las flores que tienen muchos estambres gran parte de su polen se dispersa a otras flores promoviendo así la alogamia y geitonogamia en esta especie (Bawa y Webb, 1983). Visitantes florales y polinizadores M. calabura atrae abundantes insectos que mantienen el flujo de polen gracias a que su sistema de polinización es generalista (Haber et al.,1981). Las flores de esta especie fueron vistadas por diversos insectos como así lo registraron Figuereido et al. (2008), Bawa y Webb (1983) y Hawkeswood y Sommung (2016), quienes encontraron polinizadores de pequeño y mediano tamaño; abejas, moscas, sírfidos, hormigas, mariposas polillas diurnas (Haber et al., 1981), resultados que concuerdan con este estudio. Según Endress (1994), este tipo plantas son exploradas por una amplia gama de animales de los cuales predominaron la familia Apidae (Hemiptera) y Syrphidae (Diptera), ya que son atraídos por el color blanco de las flores y por el olor dulce del néctar (Proctor y Yeo, 1973). Figueiredo et al. (2008) encontraron pocas abejas en las flores, pero con un gran número de visitas que contribuían a la polinización cruzada, observaron que Trigona spinipes fue el visitante más frecuente seguido por Apis mellifera, Hawkeswood y Sommung (2016) observaron que Trigona sp. visitaban las flores solo para recolectar polen, en cambio, Apis florea recolectaba néctar y a menudo su cabeza entraba en contacto con los estambres. Este comportamiento frente a las flores afectaría positivamente a la polinización (Bawa y Webb, 1983), favoreciendo también a la polinización cruzada las cuales son efectuadas por abejas nativas que fueron registradas en América Central por Bawa y Webb (1983) y en el Sureste de Brasil por Figueiredo et al. (2008). El forrajeo intenso de polen por parte de los meliponinos se da durante las primeras horas del día, posterior de las 10:00h recolectaban néctar, esto es dado ya que es una estrategia contra competidores, además de que hay un incremento gradual de concentración de azúcar en el néctar a medida que avanza el día (Biesmeijer et al. 1999), horario (9:00h – 11:00h) que coincide con la mayor producción de azúcar, alta receptividad enzimática y longevidad de M. calabura. Nates y Rodríguez (2011) reportaron que los meliponinos recolectan más polen 37 en época lluviosa que en seca, ya que la floración se incrementa más cuando las precipitaciones son altas, por lo tanto, su actividad forrajera es alta, favoreciendo la polinización y formación de frutos de esta especie; mientras que en Halictidae, al igual de coincidir en la hora de forrajeo de las flores de M. calabura, el hábitat que utilizan de forrajeo, es el mismo donde llevan a cabo la reproducción, incluso, algunas especies hacen sus nidos en galerías preexistentes de troncos y otras hacen hoyos en el suelo donde son alimentadas las larvas con el polen y néctar recolectado (Juárez y Méndez, 2016). En relación con lo anterior, es importante decir que cuando las abejas colectan néctar aumentan la probabilidad de que el polen se adhiera a su cuerpo sea mayor (Roubik, 1989), además que estas obtienen de las flores sus principales fuentes de alimento: el néctar como materia prima para la producción de miel y fuente de energía para los individuos, y el polen suple la demanda proteica de las abejas en estado larval, esto es dado por que néctar de las flores de M. calabura es rico en hexosa que es adecuada para pequeñas abejas y su polen rico en proteína (Baker and Baker, 1983; Bawa y Webb, 1983; H. Arce et al., 2001). Por otro lado, los sírfidos que se encontraron visitando las flores fueron reconocidos como polinizadores ocasionales (Larson et al., 2001) ya que estos, especialmente Ornidia obesa fue encontrada con polen en el aparato bucal, en la región frontal de la cabeza, el pecho y el abdomen. Esta familia (Syrphidae) es reconocida por libar el néctar floral y ser polinizadores de varias familias botánicas, ya que su pilosidad corporal y la morfología del aparato bucal influyen en la efectividad de estos dípteros en el transporte de polen (Zamora-Carrillo et al., 2011); sin embargo, en algunas visitas se observaba que Allograpta obliqua consumía el néctar de la flor sin hacer contacto con las anteras; este comportamiento resta importancia como polinizador (Larson et al., 2001; Eardley y Mansell, 1996). En general la familia Apidae fue considerada como polinizadora legitima por su comportamiento ante los órganos sexuales de las flores durante las visitas, y su frecuencia en comparación de otros insectos que visitaron las flores de M. calabura, ya que tuvo un contacto más eficiente con los órganos reproductores de sus flores, siendo un agente polinizador principal de esta especie aumentando y mejorando a su vez la calidad de frutos aun cuando la planta se autopoliniza como lo reportan Manrique y Thimann (2002). http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0124-53762018000100092#B24 http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0124-53762018000100092#B24 http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0124-53762018000100092#B24 38 En conclusión, este estudio permite realizar el primer reporte sobre la biología reproductiva de Muntingia calabura L. en Colombia, permitiendo validar algunos mecanismos reproductivos de la especie con estudios anteriormente reportados en distintas zonas geográficas (Tabla 4), especialmente sobre su sistema reproductivo dado que la apomixis no ha sido reportada anteriormente en la especie. Aprovechando que esta planta presenta un sistema de autocompatibilidad, producción flores y frutos durante todo el año, es atractivo para un gran número de especies frugívoras, además, su rápido crecimientoy que prospera en suelos pobres, hacen de esta especie vegetal una excelente opción para zonas que han sido fuertemente deforestadas por diferentes usos del suelo. Los datos de este estudio impulsan al estudio de su población, así como conocer el estado de las áreas naturales que las albergan al poderse utilizar como un bioindicador de los recursos disponibles. 39 BIBLIOGRAFIA Arce, H., Sánchez L., Slaa, J. Sánchez-Vindas P., Ortiz A., Van Veen J. y Sommeijer. M. (2001). “Árboles melíferos nativos de Mesoamérica”, Heredia, Costa Rica: Centro de Investigaciones Apícolas Tropicales. Baker, H. G. y I. Baker. (1983). Sugar analyses of floral nectar and their significance. In B. L. Bentley and T.S Elias (Eds.). The biology of nectaries. Columbia University Press, New York. 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