Functional traits and soil water availability shape competitive interactions in a diploid–polyploid complex

1. Even within those polyploid plant species that become established initially, only a few persist in the long term. Competitive interactions between polyploids and their ancestral cytotypes in secondary contact zones can contribute to local extinctions. Environmental factors such as water availability and functional trait divergence may influence these interactions. 2. We conducted a greenhouse competition experiment with four cytotypes (2x, 4x, 6x and 12x) of Dianthus broteri under two contrasting irrigation regimes. We estimated niche and fitness differences and predicted the pairwise competitive outcomes. Additionally, we explored the influence of leaf physiological functional traits (SLA, AN , gs, LDMC, Fv/Fm and iWUE) on competitive interactions. 3. Soil water availability modified the competitive dynamics between cytotypes and predicted competitive exclusion. Under high water availability, lower ploidy levels (2x and 4x) outcompeted higher ploidy cytotypes (12x and 6x), while the latter exhibited greater competitive abilities under low water availability. These differences were explained by functional traits related to competitive effects (SLA) and competition tolerance (AN , Fv/Fm and iWUE). 4. Synthesis. Our study emphasises that the long-term fate of polyploids largely depends on water availability, with high polyploids having a competitive advantage in arid environments. This ultimately highlights the role of functional traits in shaping the competitive dynamics between cytotypes.

1. Aunque algunas especies de plantas poliploides logran establecerse inicialmente, solo unas pocas persisten a largo plazo. Una posible explicación a este hecho son las interacciones competitivas entre poliploides y sus citotipos ancestrales en zonas de contacto secundario. Factores ambientales como la disponibilidad de agua y la divergencia en rasgos funcionales pueden influir en estas interacciones. 2. Realizamos un experimento de competencia en invernadero con cuatro citotipos (2x, 4x, 6x y 12x) de Dianthus broteri bajo dos regímenes de riego. Estimamos las diferencias de nicho y aptitud, y estudiamos la posible coexistencia entre pares de citotipos. Además, exploramos la influencia de rasgos funcionales ecofisiológicos de las hojas (SLA, AN, gs, LDMC, Fv/Fm e iWUE) en las interacciones competitivas. 3. La disponibilidad de agua en el suelo modificó la dinámica competitiva entre citotipos y predijo exclusión competitiva. Bajo alta disponibilidad de agua, los citotipos de menor nivel de ploidía (2x y 4x) superaron competitivamente a los de mayor ploidía (12x y 6x), mientras que estos últimos mostraron mayores habilidades competitivas en condiciones de baja disponibilidad de agua. Estas diferencias fueron explicadas por rasgos funcionales relacionados con los efectos competitivos (SLA) y la tolerancia a la competencia (AN, Fv/Fm e iWUE). 4. Síntesis: Nuestro estudio destaca que el destino a largo plazo de los poliploides depende en gran medida de la disponibilidad de agua, donde los poliploides de mayor nivel tienen una ventaja competitiva en ambientes áridos. Esto destaca el papel de los rasgos funcionales en la configuración de la dinámica competitiva entre citotipos.