Mechanic defences and reproduction in desert trees under different habitat management

Herbivory can have deleterious effects on plant reproduction by limitation of photosynthates that are either lost by consumption, used to re-growth or invested in defences. In addition, herbivores can also exert direct impact on plant reproduction by consuming flowers. Spine length can act as an inducible defence in plants, because it tends to increase with increasing herbivore pressure. I hypothesized that almost 40 years of different habitat management (cattle exclusion within a protected area vs. cattle grazing in adjacent areas) could affect inflorescence abundance, spine length and fruit production in Prosopis flexuosa trees. The study area was located in the Central Monte desert of Argentina. I estimated differences in spine length, number of inflorescences and fruit production in trees inside the Man and Biosphere Reserve of Ñacuñán and in the adjacent cattle ranches surrounding the protected area. Inflorescence abundance in the tree canopy was similar in cattle grazed and protected sites, but the presence of large herbivores was associated with limited fruit production. Spines were 37% shorter and fruit production three times higher in trees inside the reserve than in trees in cattle ranches. A negative exponential model was used to describe the relationship between reproduction and spine length in trees. The results indicate that after almost four decades of cattle exclusion, trees inside the protected area show higher reproduction and shorter spines than cattle-browsed trees in surrounding areas. The negative association between defence and reproduction may be due to competition for photosynthates. The present results could be useful and relevant in conservation because they provide evidence on how anthropogenic habitat use can affect plant phenotypes and fitness, which in turn can affect the long-term ecological and evolutionary dynamics of plant populations.

ZusammenfassungHerbivorie kann eine schädliche Wirkung auf die Fortpflanzung von Pflanzen haben, indem Photosyntheseprodukte durch Fraß verloren gehen, für den Wiederaustrieb verbraucht oder in Verteidigung investiert werden. Außerdem können Herbivore auch direkt auf die Reproduktion einwirken, indem sie Blüten fressen. Die Dornenlänge kann als eine induzierte Abwehr bei Pflanzen fungieren, da sie dazu tendiert, mit zunehmendem Herbivorendruck zuzunehmen. Ich stellte die Hypothese auf, dass fast 40 Jahre unterschiedlicher Bewirtschaftung (Ausschluss von Rinderbeweidung in einem Schutzgebiet versus Beweidung durch Rinder in benachbarten Gebieten) die Häufigkeit der Blütenstände, die Dornenlänge und die Fruchtproduktion von Prosopis flexuosa-Bäumen beeinflussen sollten. Das Untersuchungsgebiet lag in der Zentralen Monte-Wüste (Argentinien). Ich bestimmte die Unterschiede bei Dornenlänge, Anzahl der Blütenstände und Fruchtproduktion im MaB-Reservat von Nacunan und auf angrenzenden Rinderfarmen. Die Dichte der Blütenstände war ähnlich für beweidete und geschützte Flächen, aber die Anwesenheit von Rindern war mit einer begrenzten Fruchtproduktion verbunden. Verglichen mit Bäumen auf Rinderfarmen waren die Dornen an Bäumen im Reservat 37% kürzer und die Fruchtproduktion dreimal höher. Ein negatives Exponentialmodell wurde benutzt, um die Beziehung zwischen Produktion und Dornenlänge der Bäume zu beschreiben. Die negative Beziehung zwischen Abwehr und Reproduktion könnte aus einer Konkurrenz um Photosyntheseprodukte resultieren. Die gegenwärtigen Resultate könnten nützlich und bedeutsam für den Naturschutz sein, weil sie zeigen, wie anthropogene Nutzung Phänotyp und Fitness von Pflanzen beeinflussen kann, was seinerseits auf die langfristige ökologische und evolutive Dynamik von Pflanzenpopulationen einwirken kann.