Mating systems in the Pleurothallidinae (Orchidaceae): evolutionary and systematic implications | Mating systems in the Pleurothallidinae (Orchidaceae): evolutionary and systematic implications

英语. We developed a project addressing the determination of the reproductive system through experimental pollinations of species in the major genera representing all major lineages of Pleurothallidinae in order to determine occurrence of self-incompatibility in the subtribe, in which group it has possibly appeared for the first time, and how many times it has evolved. Additionally we surveyed the floral biology of species of Octomeria, a genus with morphological characters typical of bee-pollinated flowers that was previously regarded as mellitophilous. At the moment, all but one of the species studied in selected large genera of the major lineages (Acianthera, Anathallis, Masdevallia, Octomeria, Specklinia, and Stelis) are self-incompatible. The species studied may possess complete, strong or partial self-incompatibility. We found two different sites where self-incompatibility reactions occur, the stigma and the stylar channel, and both sites were not found in the same genus except for Anathallis. In Anathallis, the two groups that differ morphologically (formerly Pleurothallis subgen. Specklinia sect. Muscosae and sect. Acuminatae) exhibit different sites of reaction. Flowers of Octomeria species produce nectar and are pollinated by both male and female Sciaridae flies, and the populations have high genetic variability similar to that found in Acianthera species. Our results indicate that self-incompatibility is a generalized widespread feature of the myophilous clade of the Pleurothallidinae and possibly evolved early in the subtribe, enabling the maintenance of high levels of genetic variability in the populations of each species in spite of pollinator behavior. Moreover, although sapromyophily (pollination by female flies by deceit) is much more common in the group, myophily s.s. (pollination by anthophilous flies seeking nectar) apparently evolved first from the plesiomorphic mellitophilous condition. In addition to the morphological synapomorphy uniting the members of the former circumscription of the subtribe (an articulation between the ovary and pedicel), our results also point to the occurrence of two biological synapomorphies in the group — self-incompatibility and myophily. Based on these differences, we suggest the splitting of Pleurothallidinae as presently recognized into two subtribes: one composed of the large, self-incompatible, myophilous clade and the other of the small, self-compatible, ornithophilous clade.

西班牙语; 卡斯蒂利亚语. Desarrollamos un proyecto dirigido a determinar, a través de polinización experimental, la auto- incompatibilidad de los géneros representativos de los linajes más importantes de Pleurothallidinae, buscando el grupo donde posiblemente apareció por primera vez y cuántas veces ha ocurrido desde entonces. Adicionalmente estudiamos la biología floral de algunas especies de Octomeria, un género con características típicas de plantas con flores polinizadas por abejas, que previamente han sido conocidas como melitófilas. Hasta el momento, todas excepto una, de las especies estudiadas de los géneros seleccionados (Acianthera, Anathallis, Masdevallia, Octomeria, Specklinia, and Stelis) son auto-incompatibles, pudiendo ser fuerte o parcialmente auto-incompatibles. Se encontró dos sitos donde las reacciones de auto-incompatibilidad podrían ocurrir, siendo éstas el estigma y el canal del estilo. Los dos sitios de auto-incompatibilidad no fueron encontrados dentro de las especies del mismo género, a excepción de Anathallis. En este género, los dos grupos que difieren morfológicamente (anteriormente Pleurothallis subgen. Specklinia sect. Muscosae and sect. Acuminatae) presentan diferentes sitios de auto- incompatibilidad. Las flores de las especies de Octomeria, producen néctar y son polinizadas tanto por machos y hembras de moscas Sciaridae y sus poblaciones tienen alta variabilidad genética, similar a la encontradas en las especies de Acianthera. Nuestros resultados indican que la auto-incompatibilidad es una característica generalizada y ampliamente distribuida del clado miófilo de Pleurothallidinae y que posiblemente evolucionó tempranamente en la subtribu, permitiendo el mantenimiento de un alto nivel de variabilidad genética en las poblaciones de cada especie a pesar del comportamiento de su polinizador. Más aún, a pesar que la sapromiofilia es mucho más común en el grupo, la miofilia s.s. (polinización por moscas antófilas que buscan néctar) aparentemente se desarrolló a partir de una condición melitófila plesimórfica. Adicionalmente a la morfología sinapomórfica que une a los miembros de la subtribu (una articulación entre el ovario y el pedicelo) nuestros resultados apuntan a la presencia de dos sinapomórfias biológicas dentro del grupo, la auto-incompatibilidad y la miofilia. Basados en estas diferencias, sugerimos la división de Pleurothallidinae, como está actualmente reconocida, en dos subtribus: una compuesta por el gran clado de especies auto-incompatibles y miófilas; la segunda, compuesta por el clado de especies auto-compatibles y ornitófilas.