Evaluating pollen flow indicators for an insect-pollinated plant species

For insect-pollinated plant species, reproductive success and genetic exchange via the transfer of pollen between flowers depends (i.a.) on the efficiency, abundance and behaviour of floral visitors. These in turn are expected to respond to plant population size and flower density. High floral densities for example usually attract large numbers of pollinators that visit more flowers per plant or patch, which increases pollen deposition at short distances. Thus, population characteristics might serve as indicators for pollen dispersal patterns and help to identify suitable habitat size and quality for conservation measures. To test this hypothesis, we observed floral visitors of a generalist, entomophilous species, Comarum palustre, and compared their abundance and visitation rates in populations of different sizes and flower densities. At the same time, we mimicked pollen flow using fluorescent dye. In the large and dense populations, pollinator abundance and visitation rates were high and dye was dispersed to the edges of the populations (up to 200 m). In the medium-sized population with high flower density, insect abundance and visitation rates were unexpectedly low and dye dispersal declined very quickly. On the contrary, in the smallest population with scattered flowers, especially bumble bee abundance was similar to the large populations and dye dispersal mirrored this high bumble bee activity. Thus, our results indicate that in smaller habitat fragments, the mere size of a population might be insufficient to suggest pollen flow for a plant species. Instead, the abundance of its major pollinators should be considered.

ZusammenfassungDie Ausbreitung von Pollen hängt bei insektenbestäubten Pflanzen u.a. von der Effizienz, der Häufigkeit und dem Verhalten der Blütenbesucher ab. Diese wiederum werden häufig durch die Größe der Pflanzenpopulationen sowie deren Dichte an Blüten bedingt. Zum Beispiel locken hohe Blütendichten meist auch eine große Bestäuberzahl an, die dann mehr Blüten pro Pflanze bzw. Standort besuchen. Folglich wird Pollen zwar in großen Mengen, aber nur über kurze Distanzen ausgebreitet. Populationsgröße und Blütenangebot könnten daher als gute Indikatoren für Pollenfluss dienen, was im Naturschutz helfen könnte, die geeignete Größe und Qualität von Lebensräumen zu definieren. Um diese Hypothese zu testen, beobachteten wir die Blütenbesucher einer insektenbestäubten, generalistischen Pflanzenart (Comarum palustre) und verglichen deren Häufigkeit und Besuchsraten in Populationen von unterschiedlicher Größe und Blütendichte. Gleichzeitig imitierten wir den Pollentransfer mit fluoreszierendem Puder. In den großen und dichten Populationen waren die Häufigkeit und Besuchsraten der Bestäuber erwartungsgemäß hoch, und der Puder wurde über die gesamte Fläche der Populationen ausgebreitet (bis zu 200 m). Überraschenderweise waren die Abundanz und Besuchsraten von Insekten in einer mittelgroßen Population mit hoher Blütendichte sehr niedrig und die Übertragung von Puder nahm schnell ab. In der kleinsten Population dagegen mit nur geringem Blütenaufkommen, war besonders die Anzahl der Hummeln vergleichbar mit den großen Populationen, was sich in der Verteilung des Puders widerspiegelte. Unsere Ergebnisse legen den Schluss nahe, dass in kleineren Habitatfragmenten, die Größe und Dichte einer Population allein nur unzureichende Rückschlüsse auf den Pollenfluss einer Pflanze erlaubt. Stattdessen sollte auch die Häufigkeit der effizientesten Bestäuber in Betracht gezogen werden.