Nectary structure of Ornithidium sophronitis Rchb.f. (Orchidaceae: Maxillariinae)

• Autorzy: Stpiczynska M. , Davies K. L. , Gregg A.

Warianty tytułu

PL

Budowa nektarników Ornithidium sophronitis Rchb.f. (Orchidaceae: Maxillariinae)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Most orchids do not produce floral food-rewards. Instead, they attract pollinators by mimicry or deceit. When present, the most common floral food-reward is nectar. To date, nectary structure has been described for only two species of Maxillaria sensu lato, namely Maxillariella anceps and Ornithidium coccineum (formerly Maxillaria anceps and M. coccinea, respectively). Here, we describe that of a third species, Ornithidium sophronitis (formerly Maxillaria sophronitis). This species possesses floral characters concomitant with ornithophily. A ‘faucet and sink’ arrangement is present, with nectar secreted by a protuberance on the ventral surface of the column, collecting between column and tepal bases. The nectary of O. sophronitis shares many features with that of O. coccineum. It has a single-layered epidermis and 3- 5 layers of small, subepidermal, collenchymatous, secretory cells. Beneath these occur 2-3 layers of larger, subsecretory, parenchymatous cells supplied by phloem. Nectary cell vacuoles contain osmiophilic material and proteinaceous intravacuolar bodies. Moreover, distension of the nectary cuticle occurs as nectar accumulates between it and the secretory epidermis. Subsecretory cells, however, have thinner walls and contain flocculent, intravacuolar precipitates that may be related to the presence of flavonoids. Since the floral and nectary structure of O. sophronitis is very similar to that of closely related Ornithidium coccineum, it may have evolved in like manner in response to similar pollinator pressures.

PL

U większości Orchidaceae występują kwiaty mimetyczne lub zwodnicze, które nie wytwarzają atraktantów pokarmowych. Jednak spora grupa storczyków wabi zapylacze obecnością nektaru kwiatowego. Dotychczas budowa nektarników została zbadana jedynie u dwóch gatunków Maxillaria sensu lato: Maxillaria anceps i Ornithidium coccineum. W niniejszej pracy zostały opisane nektarniki u Ornithidium sophronitis (poprzednia nazwa: Maxillaria sophronitis). W kwiatach O. sophronitis, podobnie jak u wcześniej badanego O. coccineum występuje szereg cech związanych z ornitofilią, u obydwu gatunków istnieją również liczne analogie w budowie nektarnika. Nektarnik O. sophronitis ma postać zgrubienia na brzusznej stronie kolumny. Wydzielony nektar zbiera się w zbiorniczku utworzonym pomiędzy podstawą kolumny i listków okwiatu. Nektarnik zbudowany jest z epidermy i 3-5 warstw małych, subepidermalnych, kolenchymatycznych komórek sekrecyjnych. Poniżej znajdują się 2-3 warstwy większych komórek miękiszu subsekrecyjnego. W warstwie tej przebiegają pasma floemu. W wakuolach komórek wydzielniczych występuje osmofilny materiał i ciała białkowe, a kutykula pokrywająca komórki epidermy nektarnika uwypukla się pod wpływem nagromadzonego nektaru. Komórki miękiszu położonego pod warstwą sekrecyjną mają cienkie celulozowe ściany i zawierają kłaczkowate osady w wakuoli, przypuszczalnie związane z obecnością flawonoidów. Podobieństwo budowy kwiatu i mikromorfologii nektarnika O. sophronitis do blisko spokrewnionego gatunku Ornithidium coccineum wskazuje na to, że gatunki te ewoluowały w podobny sposób ze względu na podobną presję zapylaczy.

Słowa kluczowe

EN

nectary; nectary structure; Ornithidium sophronitis; Orchidaceae; Maxillariinae; labellum; cuticle; nectar; orchid

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Agrobotanica
• Rocznik: 2009
• Tom: 62
• Numer: 2
• Opis fizyczny: p.3-12,fig.,ref.

Twórcy

autor

Stpiczynska M.

• Department of Botany, University of Life Sciences in Lublin, Akademicka 15, 20-950 Lublin, Poland

autor

Davies K. L.

autor

Gregg A.

Bibliografia

• Ac k e r ma n J. D., 1984. Pollination of tropical and temperate orchids. [In:] K. W. Tan (ed.), Proceedings of the Eleventh World Orchid Conference: 98-101, Miami, Florida: American Orchid Society.
• Ac k e r ma n J. D., R o d r i g u e z - Ro b l e s J. A., M e l é n d e z E. J., 1994. A meagre nectar offering by an epiphytic orchid is better than nothing. Biotropica, 26: 44-49.
• Bl a n c o M. A., C a r n e v a l i G., W h i t t e n W. M., S i n g e r R. B., K o e h l e r S, W i l l i ams N. H., O j e d a I, Ne u b i g K. M., E n d a r a L,. 2007. Generic realignments in Maxillariinae (Orchidaceae). Lankesteriana, 7: 515-537.
• Cr o n k Q., O j e d a I., 2008. Bird-pollinated flowers in a evolutionary and molecular context. J. Exp. Bot. 59 (4): 715-727.
• Da f n i A., I v r i Y., 1979. Pollination ecology and hybridization between Orchis coriophora L. and O. collina Sot. ex Russ. (Orchidaceae) in Israel. New Phytol. 83: 181-186.
• Da v i e s K. L., S t p i c z y ń s k a M., 2007. Micromorphology of the labellum and floral spur of Cryptocentrum Benth. and Sepalosaccus Schltr. (Maxillariinae: Orchidaceae). Ann. Bot. 100: 797-805.
• Da v i e s K. L., S t p i c z y ń s k a M., 2008. The anatomical basis of floral, food-reward production in Orchidaceae. In: Texeira da Silva JA (Ed.) Floriculture, Ornamental and Plant Biotechnology V: 392-407. Global Science Books, UK.
• Da v i e s K. L., S t p i c z y ń s k a M., 2009. Comparative histology of floral elaiophores in the orchids Rudolfiella picta (Schltr.) Hoehne (Maxillariinae sensu lato) and Oncidium ornithorhynchum H.B.K. (Oncidiinae sensu lato). Ann. Bot. 104: 221-234.
• Da v i e s K. L., S t p i c z y ń s k a M., G r e g g A., 2005. Nectarsecreting floral stomata in Maxillaria anceps Ames & C. Schweinf. (Orchidaceae). Ann. Bot. 96: 217-227.
• Da v i e s K. L., W i n t e r s C., Tu r n e r M. P., 2000. Pseudopollen: its structure and development in Maxillaria (Orchidaceae) Ann. Bot. 85: 887-895.
• D r e s s l e r , R. L., 1971. Dark pollinaria in hummingbird-pollinated orchids or do hummingbirds suffer from strabismus? Amer. Natur. 105: 80-83.
• Dr e s s l e r R. L. , 1993. Phylogeny and classification of the orchid family. Cambridge University Press, Cambridge.
• Du r k e e L. T., 1983. The ultrastructure of floral and extrafloral nectaries. [In:] B. Bentley and T. Elias (eds), The Biology of Nectaries: 1-29, Columbia University Press, New York.
• Du r k e e L. T., G a l l D. J., R e i s n e r W. H., 1981. The floral and extrafloral nectaries of Passiflora L. The floral nectary. Amer. J. Bot. 68: 453-462.
• F a h n A., 2000. Structure and function of secretory cells. Adv. Bot. Res. 31: 37-75.
• J e n s e n W. A., 1962. Botanical histochemistry: Principle and practice. W. H. Freeman, San Francisco, California, USA.
• J o h n s o n S. D., B o n d W. J., 1997. Evidence for widespread pollen limitation of fruiting success in Cape wildflowers. Oecologia, 109: 530-534.
• J o h n s o n S. D., N i l s s o n L. A., 1999. Pollen carryover, geitonogamy and the evolution of deception in orchids. Ecology, 80: 2607-2619.
• K a y Q. O. N., D a o u d H. S., S t i r t o n C., 1981. Pigment distribution, light reflection and cell structure in petals. Bot. J. Linn. Soc. 83: 57-84.
• Ku o J, P a t e J. P., 1985. The extrafloral nectaries of cowpea (Vigna unguiculata (L.) Walp.): I. Morphology, anatomy and fine structure. Planta, 166: 15-27.
• Me l é n d e z -Ac k e r ma n E. J., A c k e r ma n J. D., R o d r i g u e z - Ro b l e s J. A., 2000. Reproduction in an orchid can be resource-limited over its lifetime. Biotropica, 32: 282-290.
• Mi c h e n e a u C., Fournel J., Pailler T., 2006. Bird pollination in an angraecoid orchid on Reunion Island (Mascarene Archipelago, Indian Ocean). Ann. Bot. 97: 965-974.
• Ne i l a n d M. R. M., W i l c o c k C. C., 1998. Fruit set, nectar reward and rarity in the Orchidaceae. Amer. J. Bot. 85: 1657-1671.
• Ne i l a n d M. R. M., W i l c o c k C. C., 2000. Effects of pollinator behaviour on pollination of nectarless orchids: floral mimicry and interspecific hybridisation. [In:] K. L. Wilson and D. A. Morrison (eds), Monocots: Systematics and Evolution: 318-326, CSIRO, Melbourne 2000.
• Ne p i M., 2007. Nectary structure and ultrastructure. [In:] S. W. Nicolson, M. Nepi, E. Pacini (eds), Nectaries and nectar. Springer, Dordrecht.
• O r t e g a - Ol i v e n c i a A, Ro d r i g u e z -R i a n o T, Va l t u e n a F. J., L o p e z J., D e v e s a J. A., 2005. First confirmation of a native bird-pollinated plant in Europe. Oikos, 110: 578-590.
• P r o c t o r M., Ye o P., 1973. The Pollination of Flowers. Collins, London, UK.
• Ru d a l l P. J., 2002. Homologies of inferior ovaries and septal nectaries in monocotyledons. Int. J. Plant Sci. 163: 261-276.
• Ru d a l l P. J., B a t ema n R. M., 2002. Roles of synorganisation, zygomorphy and heterotopy in floral evolution: the gynostemium and labellum of orchids and other lilioid monocots. Biol. Rev. 77: 403-441.
• Sme t s E. F., D e c r a e n e L-PR., C a r i s P, R u d a l l P. J., 2000. Floral nectaries in Monocotyledons: distribution and evolution. [In:] K. L. Wilson and D. A. Morrison (eds), Monocots: Systematics and Evolution: 30-240, CSIRO, Melbourne 2000.
• S p e c h t C. D., 2006. Systematics and evolution of Costaceae (Zingiberales): a multiple dataset approach. Syst. Bot. 31: 89-106.
• S t pi c z y ń s k a M., 1997. The structure of the nectary of Platanthera bifolia L. (Orchidaceae). Acta Soc. Bot. Pol. 66: 5-11.
• S t pi c z y ń s k a M., 2003. Nectar resorption in the spur of Platanthera chlorantha (Custer) Rchb. – structural and microautoradiographical studies. Plant Syst. Evol. 238: 119-126.
• S t pi c z y ń s k a M., D a v i e s K. L., 2006. Nectary structure in Symphyglossum sanguineum (Rchb.f.) Schltr. (Orchidaceae). Acta Agrobot. 59: 7-16.
• S t pi c z y ń s k a M, D a v i e s K. L., G r e g g , A., 2004. Nectary structure and nectar secretion in Maxillaria coccinea (Jacq.) L.O. Williams ex Hodge (Orchidaceae). Ann. Bot. 93: 87-95.
• S t pi c z y ń s k a M., D a v i e s K. L., G r e g g A., 2005. Comparative account of nectary structure in Hexisea imbricata (Lindl.) Rchb. f. (Orchidaceae). Ann. Bot. 95: 749-756.
• S t pi c z y ń s k a M., M a t u s i ewi c z J., 2001. Anatomy and ultrastructure of the spur nectary of Gymnadenia conopsea L. (Orchidaceae). Acta Soc. Bot. Pol. 70: 267-272.
• v a n d e r Ci n g e l N. A., 2001. An atlas of orchid pollination – America, Africa, Asia and Australia. A.A. Balkema, Rotterdam, Netherlands.
• v a n d e r P i j l L . , D o d s o n C. H., 1969. Orchid flowers: their pollination and evolution. Coral Gables, Florida: University of Miami Press.
• Wh i t t e n W. M., B l a n c o M. A., W i l l i ams N. H., K o e h l e r S., C a r n e v a l i G., S i n g e r R. B., E n d a r a L, Ne u b i g K. M., 2007. Molecular phylogenetics of Maxillaria and related genera (Orchidaceae: Cymbidieae) based on combined molecular data sets. Am. J. Bot. 94: 1860-1889.