Relación unidad de polinización-visitantes florales en Vigna luteola (Leguminosae, Phaseoleae) - Sociedad Argentina de Botánica

Bol. Soc. Argent.Bot. 29 (3-4):131-138.1993

RELACION

UNIDAD DE

POLINIZACION-VISITANTES FLORALES EN

VIGNA

LUTEOLA

(LEGUMINOSAE, PHASEOLEAE)

Por MARIA A.AGULLO',MARIAM.BRIZUELA’3,PATRICIA S. HOC12, VERONICA S.DISTILIO1,RAMONA. PALACIOS12,JORGE GENISE24 y PATRICIA HAZELDINE4

Abstract Flower phases andflowervisitorsof Vignaluteola (Jacq.) Benth. werestudied in Parque Rivadavia(Concordia,EntreRíos). Threefloralphaseswererecognizedfromanthesis until wilting (6-8hs.). Inthesecondphase (complete anthesis)the stigma is receptive, pollen is abundant andreactspositively

toperoxidases,nectarisscarce.Pollen’s main cytoplasmicreserveis starch. Pollenkitt contains lipids and proteins.Pollen viability is 91%, only pollen is fluorescent underUVlight. Amongstthetwoflower visitors observed, Megachilesp.transported pollenofthis speciesexclusivelyand triggered the pollentransfering and stigma exposing mechanism (sternotribic, explosive). The growthoftheovaryandof pollen tubes in flowers isolatedfor24and 48 hs.aswellasthe analysisoftheP/Orelationshipsuggestthat this isafacultative xenogamousspecies.

INTRODUCCION MATERIALES Y METODOS

Vigna luteola (Jacq.) Benth. (Subg. Vigna Sect. Observaciones decampo

Vigna) es unaespeciepantropical,la más comúny

la de mayor difusión del género,aparentementede origen africano.

EnAméricacrece desdeEstados Unidos hasta el Río de La Plata. Es común en los pajonales

mesopotámicosyde la ribera delPlata,forrajerade valorparasuelospantanosos,a vecesinvasoraen arrozales. Nombrevulgar:"porotillo". Florece en verano.

Elobjetivodelpresente trabajoha sido analizar las fases florales, visitantes, mecanismo de

polinización ysistemareproductivoenVignaluteola, ya

que

la biología floral de Vigna ha sido poco estudiada, pudiendo citarse los resultados de Hedstrom &Thulin (1986) y Gopinathan & Babu

(1987) quienesestudiaronVignavexillata(L.)A.Rich y Vigna minima (Roxb.) Ohwi & Ohasi respecti¬ vamente, ambas del Subg. Plectotropis Sect.

Plectotropis.

Fueron realizadasenelParqueRivadavia,Dpto. Concordia, Pcia.deEntreRíos,entrelos días 20y24 de febrero de 1991.La zona de muestreosehalla ubicada a unos 200m.delRíoUruguaysobre terre¬

no arenoso.

Las condiciones ambientales fueron registradas periódicamentecolocandoa la sombraya 1,5 m del

niveldelsuelo, untermómetroyunhigrómetro.

Las observacionessobre la maduración floral fueron realizadas recorriendo todo el día el loteen

estudio. Cadafase floral fue observada in situ con

ayudadeunalupadecampo(lOx);partedelmate¬ rialfuefijadoenFAAparasu posterior análisis de laboratorio.

Néctar: Se observó la presencia de néctar en cada fase floral.

Receptividad estigmática: El momento de

receptividadestigmática fue determinado en cada fase floral mediante el uso de agua oxigenada (Osborn et al., 1988), colocándose una gota de la mismasobre la superficie del estigma, tomándose

comomedida de receptividadelburbujeo.

A los efectos de determinar si la planta es

autocompatible,se embolsaronpimpollospróximos a laantesisdurante24y48hs,posteriormente se los fijóenFAA.

Durante lanoche seobservóbajo luz UV (490 nm) elpatróndecoloresqueexhibían,las distintas 1_{Depto.Cs.Biológicas,Facultadde Ciencias Exactasy Natura¬}

les,U.B.A.(1428).BuenosAires,Argentina. m

2_{Miembrode laCarreradel Investigador Científico(CONICET).}

3_{Miembro de la Carrera del personal deapoyoa la Investigación}

yDesarrollo(CONICET).

4 _{Museo Argentino de Ciencias Naturales "Bernardino}

Ridavadia", Av.Angel Gallardo470 (1045).BuenosAires,Argenti¬ na.

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piezas florales.Aunquesedeseadejarconstancia queel método ideal es lafotografíausando filtrosy películasadecuados.

Seherborizaron ejemplaresde la especie en estu¬ dio, asícomode todas las especies de lavegetación

enflor que

la

rodeaban,los cuales seencuentran depositadosen el herbarioBAFC(Holmgrenetal.,

1990).

Análisis

P/O:

Siguiendo la técnica de Cruden

(1977)secontóencincopimpollostomados al azar, el n° de óvulos delpistilo yeln° total degranosde

polendeunaantera (queluegosemultiplicó porel n° total de anteras de la flor,previoreconocimiento dehomogeneidaddelpolenofrecidoportodos los estambres). Posteriormente se dividió el n° degra¬

nos depolendecada flor

por

el n° de óvulos(co¬ ciente P/O) y se calculó el valor de la media y

desviación standard de la muestra,comparandoel valor con los brindados

por

Cruden 1977.

Descripción del hábitat:Laespecie eri estudio fue hallada en unpajonalde PanicumgrumosumNees. La vegetacióncircundanteen flor estabacompuestaen el estrato arbustivo por: Acacia bonariensis Gill,ex

Hook. f.et Arn., Cardia

_bifurcata

Roemer et Schultes, Lantana camara L. y Solanum granuloso-leprossum Dimal;

_en

el estrato herbáceo: Polygonum hydropi-peroides Mich., Vigna adenantha (G. F. W, Meyer) Maréchal, Mascherpa & Stainier, Macroptilium bracteatum (Nees et Mart.) Marechal et Baudet, Desmodium incanum (sw.) D.C., BegoniacuccullataW., SidaphysocalyxA.Gray,Melochiapilosa(Mili.)Fawc. & Rendle,Tibouchina nítida (Grahan)Cdgn.,Ludwigia

peruviana (L.) Hara, L. caparosa

(Camb.)

Hara,'L.

bonariensis (Micheli) Hara, Cuphea racemosa (L.f.)

Spreng., Hydrocotyle bonariensis Lam., Nierembergia

scopariaSendtner,Petunia integrifolia(Hook.) Schinz etThellung,Verbena bonariensis L.,V. litoralis Humb.

Bonp. & Kunth, Poikilacanthus tweedianus Nees.,

Dicliptera niederlenianá Lindau, Stemodia lanceolata

Benth., Gerardia communis Cham, _et Schlecht.,

Richardia brcisiliensis Gomes,Mitracarpus hirtus (L.) D.C.,Eupatorium polyanthum Schultz-Bip ex Baker, Eupatoriumcandolleanum Hook. f.et Am.,Jaegeriahirta

(Lag.) Lessing,Astesquamatus (Spreng.) Hieronymus, Achyroclinesatureioides(Lam.)D.C.,Solidágo chilensis Meyen, Porophyllum lanceolatum D.C., Bidens sub-altemans D.C., Ambrosia

_tenuifolia

Spreng.; y lassi¬

guientes especies escandentes:Mascagniapsilophylla (Juss.) Griseb.,Serjania herteri (SaintHilaire) Ferrucci,

Urvillea unilobaRadik,y Calonyctiohaculeatum(L.)House. Visitantes:Seregistraron losvisitantesflorales

observando su comportamiento durante la visita. Algunosejemplaresfueroncapturados y luegode¬ terminados en el laboratorio deEntomología del MuseoArgentinode Ciencias Naturales "Bernar¬ dinoRivadavia",dondese encuentrandepositados.

Análisisde laboratorio

Todas las especies de la vegetación circundante enflor fueron determinadas, conposterioridad se extrajounamuestra depolende cada una,ala cual

sele realizó acetólisissegúnErdtman (1952)y mon¬

tajeen gelatina glicerinada.Elpolende cada especie fue analizado cuali-ycuantitativamentesiguiendo

la terminología descriptiva de Erdtman(op.cit.)

_y

Faegri & Iversen (1964). Los preparados palinológicosasí como susfichasseencuentran de¬

positadosenlapalinotecaBAFC.

Las distintas fasesy piezasflorales fueron dibu¬

jadasconla ayudadeunmicroscopioestereoscópico provisto con un tubo dedibujo (Fig.1).

Análisispalinológico:Mediante elusode diacetato defluoresceínay.propidioiodado (Greissl, 1989)se realizó elrecuento degranosviables en unmicros¬ copiodeepifluorescencia.

Sedeterminó el contenido del"pollenkitt"(ce¬

mentopolínico), yde lasreservasde

los

granosde

polen utilizando Sudán IV para lípidos, reactivo

azul dealgodónparaalmidónyácido pícricopara proteínas. Asimismo se utilizó

agua

oxigenada

(10%)parareconocer la presencia de peroxidasas. Elpolen transportadofue analizadoy fotografia¬

doconMEB,recorriendo toda lasuperficiedelcuer¬

pode cinco visitantes.Conposterioridad, seextrajo una muestra de polen de cada sector del insecto

analizadoyse lo procesósiguiendolametodología aplicadaenuntrabajo previo(Geniseetal., 1990)i

Estudios deautocompatibilidad:Elcrecimiento

de tubospolínicosen las flores embolsadaspor24y

48 hs fue determinado con un microscopio de

epifluorescencia cortandolongitudinalmentecada

pistilo y aplicando diacetato de fluoresceína y

propidioiodado. •

En el laboratorio fueron sembradas quincesemi¬

llas de la especiebajocondicionescontroladas,una vez florecidas, se observó si las flores se autofecundabano no.

RESULTADOS

I. Sobre la maduración

_floral

•El desarrollo

de

las floresenla inflorescencia es acróptero, cada nudo lleva dos flores, de las cuales se abreunapordía.Encada inflorescenciase abren dos flores de nudosconsecutivoscadadía.

El tiempo transcurrido desde la antesishasta la

caída de laspiezas florales con excepción del gineceo,

siseprodujolafecundación, es de6-8 horas. Este

lapso esvariable

_según

las condiciones de ilumina¬

ción,dadoqueen el laboratorio se observó quelas•

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5mm

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Fig.1.

—

Fases florales: A,fase1,estandartecubriendo todas las piezas; B, fase 2,estandarte reflejoformandounángulode 90°; C,final de fase2,estandartereflejoformandounángulode 150°, D, alaizquierda; E/quilla;F, androceoygineceoyG, nectarioenlabasedel ovario. Todos losdibujosrealizados delejemplarHoc, 209 (BAFC).

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flores iluminadas en forma artificial permanecían abiertas durante 'más tiempo.

1

-

Fase 1(Fig.1A):de color amarillo-verdoso,en

esta fase el estigma está receptivo, elnectario, ubica-Durante el

proceso

deantesisesposibleobsrevar do en la base delovario,noproducenéctar (Fig.

1G), lasanteras abiertas

exponen

el polen (abun-las siguientes fases:

90 90

9

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3

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2.70

1 702

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Á

M1

Y

0

0

13

11 15 17 21

9 19

7

Tiempo (horas)

Fig.2.

—

Gráficosde temperatura, humedadylapsode visita. M,Megachilesp.;L,_{lepidóptero;y} , únicavisita;V,comienzo de la

visitad

,finaldelavisita;HR,humedad relativa

_(-0-)¿

T°,temperatura(°C) (-•-);1,2,3,4:1",2°,3“y 4°día de observación respectivamente.

dante)queseacumulaenelcepilloformadoporlos II. Visitantes

_florales

tricomasestilares(Fig.1F).

2

-

fase2(Fig. IB):Estandartereflejo amarillo

claro con guía central amarillo-oro

que

fluorescea presencia de individuos macho de Megachile

sp.

la luz UV, alas amarillo-orocon losextremos de (Megachilidae), visitando las flores en fase 2. El coloración másintensa(Fig.ID),quillaverdosa de lapsotranscurrido desdesuprimeraaparición dia-forma navicular(Fig.1E),lasalasylaquillaestán riahasta la últimaseconsignaenlaFig.2.Encada libresentre sí, el limbo del estandartees perpendi- visitaelinsectoseposa en la quilla enbusca del culara las alasy quilla.El extremo del ala derecha néctar ocultoenla base del tubo estaminal. Porsu

cubreal extremo delala izquierda.El estilo está pesolaquilla ylas alas desciendenyel estandarte se oculto dentro delaquilla.En esta fasehaynéctaren recurva hacia atrás de modo

que

forma un ángulo

la base delovario,el estigma se encuentra receptivo deaproximadamente150°.Este movimiento de la

yla cantidad depolenes abundante. Después de quilla ylas alasexpone rápidamenteal androceoy repetidasvisitas,yantes dellegara la fase3,la flor al estilo(quepresentaenforma secundaria al

po-quedadesactivada,conlaquillamáso menosabier- len); elpolenentonceses expuestoa modo deuna

ta en su margensuperiorexponiendo enparteel "nube de granos"

que

se depositanen parte del

estilo; el estandarte, reflejo, forma un ángulo de tóraxysobre todoen el abdomen delinsecto(Fig. aproximadamente 150° conlaquilla

y

las alas(Fig. 3).En el estigma se puede depositar polen

que

éste

acarreadeotra flor, elvisitante terminade libar el Durante los días de observación se registró la

1C).

3

_-

Fase 3: El estandarte sepliegaencerrandoal néctaryseretira.Las visitassonbrevesymientras

resto de las piezas florales.En estafase la floryano la flor seencuentra en fase 2, el visitante vuelve'

presentanéctar,el estigma noseencuentra recepti- variasveces (se observóqueunmismoindividuo voyel polenes escasocomoconsecuenciade las recorre y visita todas las flores en fase 2 de 35 numerosas visitas. Las guías del estandarte no

inflorescencias/m2

durantesulapsodevisita).

fluorescenconluz UV. Elaspectodela flor en esta

fase esel mismoqueel de la flor en

fase

1,con deMegachilesp.,lasflorespermanecenconlas pie-menorturgenciade laspiezasflorales,

por

talmofi- zasflorales enlaposición que sedescribe al final de vo nosela ilustró.

Despuésde recibirvarias visitasde

individuos

la fase 2(Fig.1C).

ungmm

IllSlIlg

.MB

Fig. 3.

—

Megachilesp.:Zonas de transferencia de polen,áreaspunteadas.Laescala

representa

1mm. El mismopatrón se repiteenla parte ventral del individuo.

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Durante lasobservaciones decampo,dosdías camentehacia elmediodía{cfr.Fig.2).El día

21/11

presentaron característicasambientales diferentes lasvisitasde los individuos deMegachilesp. comen-encuantoalas condicionesdehumedad,el

21/11

se zaron tarde(14hs)yseprolongaronpor un breve registraron lluviasmatinalesesporádicas, la hume- lapso, en cambio el día23/11,conunbrusco descen-dadera alta{cfr.Fig.2), en cambio el

23/11

fueun so de la HR%, lasvisitascomenzaron mástemprano

día caluroso, lahumedad relativa descendió brus- (10.30 hs)yseprolongaronhasta las 16 hs.Laoferta

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Fig.4.

—

Polentransportado por Megachile sp.:A,tórax,vista dorsal; B,detalle de la anterior,polende V. tuteóla; C, abdomen,vistadorsal;D,detallede laanterior,polendeV.tuteóla;E, abdomen, vista ventral,polen de V. tuteóla. Fotografíasal MEB.

Tabla: AnálisisP/OyViabilidadpolínica

AnálisisP/O Viabilidad polínica

N P O P/O Viables Subviables No Total %Viables

X±D.S. viables

5 7374 ±3191 7.8 ± 0.8 936.7» ± 385.3 292 2 27 321 90.9

*_{Este valor proviene de promediar las razonesP/O}de cadaunade lascincoflores estudiadas.

de néctar fuemenorel día de menor HR%,porlo empleandola técnica de fluorescenciadescriptaen cualsededucequeesta oferta condiciona ellapso MaterialesyMétodos.

de las visitas. A suvez,la cantidad de néctardepen¬

de de ladisponibilidaddeagua quetienelaplanta, rona los cuatro meses de crecimiento. Las flores se Eltercer día de observacionesse registrólapre- autofecundaron, fructificandoala semana siguiente.

sénciadeunlepidópterovisitandobrevemente las

flores,posándoseen el ala derechaparalibarnéctar, especie esxenógamafacultativa(Tabla). sinactivarel mecanismo de transferencia delpolen

y exposicióndel estigmadescriptomás arriba.

Nectarios

_{extraflorales}

Lasplantassembradas en el laboratorio

florecie-Los resultados del análisis

P/O

indicanqueesta

DISCUSION Y CQNCLUSIONES

Los resultados del análisis sobre la maduración

floral,elmecanismodeacciónde losvisitantesyel Durante todos los días de observación, se regis- polen transportado,indicanqueelpolinizador efec-tró la presencia constante de Camponotus

sp.

tivoparaestaespecieesMegachile

sp.,

el cual trans-(Formicidae, Formicinae) desde las 6.50 hs hasta las porta polendeV. luteola exclusivamente. Tratándo-20.45 hs, libando néctar de lasglándulasnectaríferas se deunaespecie naturalizada, esta observación no

presentes en cada eje secundario de las implicael reconocimiento de coevolución entre el

inflorescencias.Estashormigasse limitaban a reco- visitanteyla unidad depolinización,sinola

exis-rrer el raquisylasglándulasde lainflorescencia, sin tenciadeunaconstanciaen lasvisitaspor parte.del acercarsea las flores ni interactuar con losvisitantes insectoparaconunaespecieque aprendióaexplo¬

tar.Es de notarque Vignaadenantha, essimpatría con la especie bajo estudio, presenta tres III.Observacionessobre elpolen

_ofrecido

y

transportado polinizadores efectivosademás deotrosvisitantes (Di Stilioetal, enpreparación). Laausenciadeotras Los resultados de losanálisiscon MEB y MO abejasvisitando'a V. luteolapodríadeberse aquese revelaron

que

losejemplaresdeMegachilesp. pre- trata de una especie introducida.

sentaban partedel tórax ydel abdomen cubiertos Elmecanismodepolinizaciónes estemotribo ex-conpolendeV.luteola(Figs.3y4). plosivodébil(

_cfr

.

Faegri&vanderPijl,1971:

103;

Elpolenofrecidoesaltamente viable(91%,

_cfr.

Richards,1986; 78; Proctor &Yeo,1973:198)dado

que,tanto el tubo estaminalcomoel estilo, se en-La principalreservacitoplasmáticade la célula cuentranocultosenlaquilla,y poraccióndel

visi-del tubo es el almidón(coloraciónazulconazul de tantequeprovocaeldescenso de laquilla ydelas

algodón y verde amarillenta con diacetato de alasemergenbruscamente el estiloylos estambres. fluoresceína, iluminado con luz azul). El escaso Elpolenesexpuestoa modo de una nube que cubre

"pollenkitt"esricoenlípidos(coloración roja con principalmenteel abdomen delvisitante.La

canti-SudánIV).Se observóburbujeoConaguaoxigena- dad de"pollenkitt"enesta especie es

mucho

menor

da, lo cual indica presencia deperoxidasasen el que enotrasestudiadas(Vignaadenantha Di Stilio et

al, enprep., Vigna longifoliaHocetal,enprensa) én

las cuales elpolenesdepositadoa modo depeque¬ ñaspústulasenel

cuerpo

delosvisitantes.Compa¬

radoconlosmecanismosdescriptos

por

Proctory Enlasflores embolsadas durante 24y48 hsse Yeo, (1973) el de la especie en

estudio

es similar a observóque hubocrecimiento de tubos polínicbs los de Vicia y Lathyrusdebido a que el polen se

florales.

Tabla).

citoplasma de la célula del tubo.

Bol. Soc.Argent.Bot. 29 (3-4) 1993

acumulaenelcepilloestilaryel néctaren la basedel tuboestaminal; conrespectoaMedicago,cuyomeca¬

nismo esdescripto comoexplosivo, Vigna luteola

presenta importantes diferenciasya que:1)ofrece néctar oculto en la base del tuboestaminal como

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Phaseoleae).Enprep.

el cual laflorno se desactivaexponiendolas piezas ERDTMAN,G.1952.Pollen MorphologyandPlantTaxonomy.

fértilesdespuésdelaprimervisita,ya que tanto el

estilocomo el tubo estaminal vuelvena su posición

original.Enconsecuencia,cada florpuedeservisi- FAEGRI,K._&J.IVERSEN.1964.Textbook

_of

Pollen Analysis,

tadanumerosas veces durante la fase2. Ed.,edit.Munks Gaard,Copenhaguen:1-237. FAEGRI, K. & L.VAN DER

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cantidad en elcepillo delestilo,por último3) la quillanopresentaadnaciónconlas alas, motivopor

Angiosperms.(AnIntroductionto Palinology). I: I-XII; 1-539.Almquist& Wicksell,Stockholm.

Con respectoal mecanismodepolinización de Vignavexillata, (Hedstróm&Thulin, 1986),con me¬

canismo depolinizaciónnototribo,yal deV. minima

(Gopinathan y Babu,1987), tipocepillocon meca¬

nismo depolinizaciónesternotribo,V. luteola pre¬ senta diferencias ya que posee un mecanismo esternotriboexplosivodébil;este patrón se encuen¬

tra relacionado conlamorfologíade laquillaquees GOPINATHAN,M. CH. & CH. R.BABU.1987.Breeding espiralada en las dos primeras especie, mientras

queen V. luteolaesnavicularynopresentazonade

adnacióncon las alas.

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Los resultados del análisisP/O, crecimientode tubospolínicos ycultivode laboratorio indicanque laespecie esxenógama facultativa. El hecho deque

el estigma se encuentre receptivo y el polen sea liberado desde la fase 1 indica que la flor, ante

ausencia de visitantes efectivos, puede

autofecundarse.Estos resultádosconcuerdanconlo

indicadoporArroyoenun trabajo de recopilación (1981):de ochoespecies deVignaestudiadas todas resultaronautocompatibles.

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AlCONICETyalaUniversidad deBuenos Airespor OSBORN, M. M., P.G.KEVAN & M. A. LANE. 1988. haber otorgado los subsídios PIDn°3-019800/88 yres.n°*

2055respectivamente,conpartede los cualesfue realiza¬ do elpresente estudio.

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