Sexual reproduction of the invasive pentaploid short-styled Oxalis pes-caprae L.

Dissertação de mestrado em Biodiversidade e Biotecnologia Vegetal (Biodiversidade) apresentada ao Departamento Ciências da Vida da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade de Coimbra.A reprodução é um factor chave no estabelecimento e dispersão de uma espécie exótica, determinando as oportunidades para a adaptação local. Oxalis pes-caprae é uma espécie tristílica dotada de um sistema de auto- e morfo-incompatibilidade. Na área invadida da bacia do Mediterrâneo ocidental, esta planta foi forçada à assexualidade como resultado da introdução de um único morfotipo floral. No entanto, novas formas florais e citotipos, assim como eventos de reprodução sexual foram recentemente detectados em algumas populações. Os objectivos desta tese de Mestrado foram 1) estudar o sistema de incompatibilidade heteromórfica de O. pes-caprae nesta região invadida e 2) determinar o sucesso reproductivo em populações naturais da área invadida com diferentes composições de morfotipos florais. Para tal, o sistema de autoe morfo-incompatibilidade, assim como a capacidade do morfotipo curto 5x produzir gâmetas viáveis foram testados através de polinizações controladas. Para responder ao segundo objectivo, foram seleccionadas três populações com diferentes composições de morfotipos florais (populações mono-, di- e trimórficas), nas quais se monitorizou o comportamento dos polinizadores e se quantificaram os sucessos reproductivos masculino e feminino. Os resultados revelaram uma quebra no sistema de morfoincompatibilidade, assim como a produção de gâmetas viáveis, permitindo dessa forma a reprodução sexual na área de estudo. O. pes-caprae revelou-se uma planta generalista em termos de polinizadores, tendo já estabelecido novas interacções mutualísticas na área invadida que permitiram o fluxo de pólen e, consequentemente, a produção de frutos e sementes. As relações mutualísticas estabelecidas com polinizadores nativos assim como a capacidade do morfotipo curto 5x se reproduzir sexuadamente podem ter importantes consequências na dinâmica das populações invasoras de O. pes-caprae, sendo este um dos possíveis factores envolvidos na ocorrência de populações com diferentes composições de formas florais nesta região invadidaReproduction is a key factor for the successful establishment and spread of exotic species determining the opportunities for local adaptation. Oxalis pes-caprae is a tristylous species with a self- and morph-incompatibility system that, in the invaded range of the Mediterranean basin, was forced to asexuality due to the introduction of only one floral morph. Recently, in Portugal, new floral morphs and cytotypes and the occurrence of sexual reproduction in some populations were detected. The main objectives of this MSc thesis were: 1) to test the heteromorphic incompatibility system of O. pes-caprae in the invaded range and 2) to assess its sexual reproductive success in natural populations from the invaded range differing in morph’s composition. To achieve the first objective, the ability of the 5x S-morph to produce viable offspring was evaluated through controlled hand-pollinations to assess self- and morphincompatibility and the production of viable gametes by the 5x S-morph. Regarding the second objective, mono-, di- and trimorphic populations were selected, pollinator’s assemblage and behavior were monitored and male and female reproductive success were quantified. Results revealed that the self-incompatibility system is still operating, but a breakdown in the morph-incompatibility system combined with the production of viable gametes was observed, allowing its sexual reproduction in the study area. Sexual reproductive success of O. pes-caprae depended of generalist pollinators, with new mutualistic interactions having already been established in the invaded range. This allowed pollen movement within the populations and, consequently, fruit and seed production was observed in both di- and trimorphic populations. The mutualistic interactions already established and the ability of the 5x S-morph to reproduce sexually may have major consequences on the dynamics of the invasive populations of O. pescaprae and could be one of the factors involved in the occurrence of populations with new floral morph’s composition in this invaded area of the Mediterranean basin