Effects of generalist and specialist parasitic plants (Loranthaceae) on the fluctuating asymmetry patterns of ruprestrian host plants

Leaf fluctuating asymmetry (FA) is an important indicator of plant responses to various sources of stress, which range from poor nutritional and harsh environmental conditions to herbivory and parasitism. Mistletoes are important hemiparasites, which represent a source of stress for their host plants but, in spite of being common in all major biogeographical regions of the world, no study has measured the response of their hosts in terms of leaf FA. We addressed the effect of mistletoes on host–plant foliar FA by comparing parasitized and non-parasitized individuals of four host species in two sites in southeastern Brazil, Serra do Cipó and Serra do Rola Moça. In the four host species, parasitized individuals presented significantly higher levels of leaf FA than unattacked plants. The specialist mistletoe Phoradendron cf. amplexicaule induced higher levels of FA on its host Erythroxylum suberosum (Erythroxylaceae) than the generalist mistletoe Struthanthus flexicaulis did on either Mimosa calodendron (Fabaceae), Lychnophora pinaster (Asteraceae) or Stachytarpheta glabra (Verbenaceae). We hypothesized that specialized parasites could be more damaging to their hosts than generalist mistletoes, which could explain the higher FA levels observed. Significant differences in FA levels among parasitized individuals within species were found, which were significantly correlated with intensity of infection (number of mistletoes per host individual). The results indicate that mistletoes represent an important factor of stress for their host plants, and that FA can be an excellent instrument for evaluating the effects of infections by parasitic plants.

ZusammenfassungDie fluktuierende Asymmentrie (FA) von Blättern ist ein wichtiger Indikator für pflanzliche Reaktionen auf verschiedene Stressfaktoren, die von schlechter Nährstoffversorgung und extremen abiotischen Umweltbedingungen bis zu Herbivorie und Parasitierung reichen. Misteln sind wichtige Hemiparasiten, die einen potentiellen Stressfaktor für ihre Wirtspflanzen darstellen, aber, obwohl Misteln in allen größeren bedeutenden biogeographischen Regionen der Welt angetroffen werden, hat bisher keine Untersuchung die Reaktion der Wirte in Form von FA gemessen. Wir behandelten den Effekt von Misteln auf die FA bei Blättern von Wirtspflanzen, indem wir parasitierte und nicht parasitierte Individuen von vier Wirtsarten an zwei Standorten im Südosten Brasiliens (Serra do Cipó and Serra do Rola Moça) untersuchten.Bei den vier Wirtsarten zeigten parasitierte Pflanzen signifikant höhere Blatt-FA als nicht parasitierte Pflanzen. Die spezialisierte Mistel Phoradendron cf. Amplexicaule induzierte stärkere FA an ihrem Wirt Erythroxylum suberosum (Erythroxylaceae) als die generalistische Mistel Struthanthus flexicaulis an ihren Wirten Mimosa calodendron (Fabaceae), Lychnophora pinaster (Asteraceae) und Stachytarpheta glabra (Verbenaceae). Wir vermuten, dass spezialisierte Parasiten schädlicher für ihre Wirte sein könnten als generalistische Misteln, was die beobachteten höheren FA-Werte erklären würde.Es wurden signifikante Unterschiede der FA-Werte zwischen den parasitierten Individuen einer Art gefunden, und diese waren signifikant mit dem Befall (Anzahl Misteln pro Wirtsindividuum) korreliert. Die Ergebnisse zeigen, dass Mistelbefall ein wichtiger Stressfaktor ist und dass FA ein hervorragendes Werkzeug zur Bewertung der Effekte des Befalls durch parasitische Pflanzen sein kann.