A relationship between fecundity, survival, and the operation of crassulacean acid metabolism in Talinum triangulare

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Abstract

In plants of the perennial, deciduous herb Talinum triangulare, crassulacean acid metabolism (CAM) is induced by drought; therefore, CAM may be an adaptation to water deficit in this species. The present study was undertaken to determine the effects of water deficit on fecundity and CAM in plants of T. triangulare. Plants were grown from seed in the greenhouse and the life table was constructed with dynamic cohorts. CAM was induced by drought in plants as young as 45 days old, and its induction was associated with a significant rise in fecundity; values of survival beta mean fecundity by age-class were 30–50% higher in plants subjected to drought than in control plants due to a rise in fecundity. Plants subjected to drought produced more and lighter seeds, which germinated faster than their watered controls. These characteristics could be advantageous for a colonizing species such as T. triangulare. Plants obtained from the germination of seeds of plants subjected to drought did not show higher values of nocturnal acid accumulation when subjected to drought than the droughted offspring of watered plants but they showed higher survival and an earlier and higher reproductive effort than plants obtained from the germination of seeds of watered plants. The fact that values of survival beta mean fecundity were higher in plants subjected to drought than in watered plants suggests, within the context of the life history, that characters associated with the CAM syndrome may be adaptive.

Chez les plants du Talinum triangulare, une herbacée décidue pérenne, le métabolisme acide crassuléen (CAM) est induit par la sécheresse; conséquemment, le CAM pourrait être une adaptation au déficit hydrique chez cette espèce. Cette étude a été entreprise afin de déterminer les effets de l'eau sur la fécondité et le CAM, chez des plants du T. triangulare. Les plantes ont été cultivées en serre, à partir de graines, et les auteurs ont construit un tableau de vie (life table) avec cohortes dynamiques. Le CAM est induit par la sécheresse chez des plantes aussi jeunes que 45 jours et son induction est associée à une augmentation significative de fécondité; les valeurs de survie beta moyenne de fécondité par classe d'âge sont de 30 à 50% plus élevé chez les plantes soumises à la sécheresse que chez les plantes témoins, dû à une fécondité accrue. Les plantes soumises à la sécheresse produisent des graines plus abondantes et plus légères, qui germent plus rapidement que celles des témoins irrigués. Ces caractéristiques pourraient être avantageuses pour une espèce colonisatrice telle que le T. triangulare. Les plantes obtenues de la germination de graines produites par des plantes soumises à la sécheresse ne montrent pas de valeurs plus élevées d'accumulation acide nocturne, lorsqu'elles sont elles mêmes soumises à la sécheresse, que les plantes soumises à la sécheresse provenant de parents irrigués, mais montrent une meilleure survie et un effort de reproduction plus hâtif et plus important, que les plantes issues de graines produites par des parents irrigués. Le fait que les valeurs de survie beta moyenne de fécondité par classe d'âge soient plus élevés chez les plantes stressées que chez les plantes irriguées suggère que, dans le cadre du cycle vital, ces caractères associés au syndrome du CAM pourraient être adaptatifs.

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