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Pollination Biology and the Relative Importance of Nocturnal and Diurnal Pollinators in Three Species of Sonoran Desert Columnar Cacti

Theodore H. Fleming, Merlin D. Tuttle and Margaret A. Horner
The Southwestern Naturalist
Vol. 41, No. 3 (Sep., 1996), pp. 257-269
Stable URL: http://www.jstor.org/stable/30055122
Page Count: 13
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Pollination Biology and the Relative Importance of Nocturnal and Diurnal Pollinators in Three Species of Sonoran Desert Columnar Cacti
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Abstract

We studied the pollination biology of three species of night-blooming columnar cacti (cardon, Pachycereus pringlei; saguaro, Carnegia gigantea; and organ pipe, Stenocereus thurberi) near Bahia Kino, Sonora, Mexico, by addressing two questions: (1) What is the relative importance of nocturnal (bats, moths) and diurnal (bees, birds) pollinators for fruit and seed set, and (2) To what extent do these cacti compete for pollinators? Honeybees had the highest visitation rates to flowers of the three species but are relatively ineffective pollinators. Bats had higher visitation rates to flowers of car-don than birds, which had higher visitation rates to flowers of saguaro and organ pipe than bats. Results of pollinator exclusion experiments indicated that visits by bats accounted for most of the fruit set in cardon, visits by birds and bees accounted for most of the fruit set in saguaro, and birds accounted for most of the fruit set in organ pipe. Hand-pollination experiments suggest that fruit set in females but not hermaphrodites of cardon, a trioecious species, and organ pipe is pollen-limited, probably owing to the scarcity of bats. Crude estimates of the per-visit effectiveness of different groups of pollinators for fruit set indicate that bats are somewhat more effective than birds and much more effective than bees. Competition for pollinators between the three species of cacti is reduced by seasonal or daily phenological differences. The flowering seasons of cardon and saguaro broadly overlap, but these species differ in the times their flowers open and close (earlier at night and the next morning, respectively, in cardon) and in their nectar secretion schedules. Saguaro flowers are more available to diurnal pollinators than those of cardon. The flowering peak of organ pipe occurs much later in the spring than the other two species; its opening and closing and nectar secretion schedules are similar to those of cardon. At our study site, the importance of bats as pollinators of columnar cacti is currently much lower than in other arid zone columnar cacti. /// Se estudió 1a biología de la polinización de tres especies de cactus columnares de floración nocturna (cardón, Pachycereus pringlei; sahuaro, Carnegia gigantea; y pitaya, Stenocereus thurberi) en los alrededores de Bahía Kino, Sonora, México. Se plantearon dos preguntas: (1) ¿Cuál es 1a importancia relativa de los polinizadores nocturnos (murciélagos y polillas) y diurnos (abejas y aves) en 1a producción de frutos y semillas?, y (2) ¿Hasta qué grado, estas especies de cactus compiten por polinizadores?. Las abejas tuvieron las tasas más altas de visita a las flores de las tres especies, pero son polinizadores relativamente poco eficientes. Los murciélagos tuvieron mayores tasas de visita a las flores de cardón que las aves, las cuales tuvieron tasas de visita más elevadas que los murciélagos a las flores de sahuaro y de pitaya. Los resultados de los experimentos de exclusión de polinizadores, indican que los murciélagos fueron responsables de 1a mayor parte de 1a producción de frutos de cardón, las visitas de las aves y las abejas produjeron 1a mayoría de los frutos de sahuaro, y 1a mayor parte de los frutos de pitaya fue producto de las visitas por las aves. Los experimentos de polinización manual sugieren que 1a producción de frutos en las hembras no hermafroditas de cardón, una especie trioica, y de pitaya está limitada por polen, debido probablemente a 1a escasez de murciélagos. Las estimaciones crudas de 1a efectividad por visita de los diferentes grupos de polinizadores en 1a producción de frutos, indican que los murciélagos son un poco más efectivos que las aves y mucho más efectivos que las abejas. La competencia por polinizadores entre las tres especies de cactus se ve reducida por diferencias feno-lógicas estacionales o diarias. Las estaciones de floración de sahuaro y cardón se sobrelapan en gran medida, pero estas especies difieren en el momento en que sus flores se abren y cierran (al anochecer y en 1a mañana siguiente, respectivamente, en cardón) y en sus patrones de secreción de néctar. Las flores de sahuaro están disponibles a los polinizadores diurnos por más tiempo que las flores de car-dón. El pico de floración de pitaya ocurre mucho más tarde en la primavera que en las otras dos especies; los patrones de apertura y cierre de sus flores y de secreción de néctar son similares a los de cardón. En nuestra área de estudio, la importancia de los murciélagos como polinizadores de cactus columnares, es actualmente mucho menor que en otras especies de cactus columnares de zonas áridas.

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