, Volume 52, Issue 2, pp 157-194

Sex allocation in functionally hermaphroditic plants: A review and critique

Abstract

A number of theoretical and methodological problems plague studies of sex allocation in hermaphroditic plants. Most models assume that consumable resources limit reproduction, yet one or both sexes may be mate-limited. Most models also assume that resource limitation causes trade-offs between the allocations to male and female functions, but the sexes may be limited by different critical resources, or their resource needs may not overlap in time. Problems arise in deciding which plant parts are reproductive, when to harvest them, how to apportion them to male and female roles, and what are the appropriate measures of their cost. When energy directly limits reproduction, or other needs can be translated into energetic costs, the great variation in composition of reproductive parts makes construction costs or respiration a more potentially accurate measure of investment than energy content or especially biomass.

Some simple predictions from theoretical models include a 1:1 allocation ratio to male and female function in outcrossing hermaphrodites, a female-biassed ratio in proportion to the level of selfing, and lower average allocations to male function in animal-pollinated than in windpollinated plants. These predictions have not received much support from existing studies, thus emphasizing the need for better measures of allocation as well as better accounting of the many other possible factors that may determine individual (and population) allocation ratios.

Abstrait

Un bon nombre de problèmes de théorie et de méthodologie tourmentent les études d’allocation de sexe dans les plantes hermaphrodites. La plupart des modèles assument que les resources consommables limitent la reproduction, mais un des deux ou les deux sexes peuvent être limités par l’availabilité de l’autre sexe. La plupart des modèles assument aussi que la limite de resource peut causer des échanges entre les allocations fonctions mâle et femelle, mais les sexes peuvent être limités par différentes resources critiques ou leurs besoins de resource ne se chevauc heront pas à temps. Les problèmes surgissent lorsqu’il faut décider quelles parties de plantes sont reproductives, quand il faut les récolter, comment les diviser proportionnellement en rôles de male et de femelle et quels sont les mesures appropriées de leur coût. Quand l’énergie limite directement la reproduction ou que l’on peut traduire en coût énergetique d’autres besoins, la grande variété dans la composition des parties reproductives rend le coût de construction ou respiration une mesure plus facilement adéquate d’investement que le contenu d’énergie ou spécialement de biomasse.

Quelques simples prédictions de modèles théoriques incluent une allocation de ratio de 1:1 pour la fonction mâle:femelle dans les hermaphrodites fecond croissé, un ratio biaise en faveur de la femelle en proportion au niveau d’autogamie, et les allocations de moyenne plus basse aux fonctions mâles dans les plantes pollinisé par animaux que dans les plantes pollinisé par le vent. Ces prédictions n’ont pas reçu beaucoup d’appui des études courantes dès lors accentuant le besoin de meilleures mesures d’allocation que d’une meilleure comptabilité de plusiers facteurs possible qui pourraient déterminer les ratios d’allocation individuelle (et population).

Resúmen

Existe una série de problemas teóricos y methodológicos que afectan los estudios sobre el repartimiento sexual en plantas hermafroditas. La mayoría de los modelos suponen que los recursos disponibles limitan la reproducción, sin embargo tanto uno como el otro sexo puede estar mas bien limitado por la disponibilidad del otro sexo. La mayoria de los modelos también suponen que la limitación de recursos crea compromisos entre las adjudicaciones a la función masculina y a la femenina, sin embargo es posible que los sexos esten limitados por diferentes recursos critícos, o que tal vez no exista solapamiento entre estos recursos a travez del tiempo. Surgen problemas al decidir qué partes de la planta tienen funciones reproductivas, cuando se deben cosechar estas, cómo asignarles papeles masculinos o femeninos y cómo medir apropiadamente sus costos. Cuando la energía es lo que directamente limita la reproducción, o cuando otras necesidades se pueden expresar en costos energéticos, la gran variation en la composición de los órganos reproductivos hace que los costos de constructión o de respiración sean medidas potencialmente mas precisas de inversión que las medidas del contenido de energía o particularmente de biomasa.

Algunas predicciones simples basadas en modelos teóricos incluyen una proporción de 1:1 para las funciones masculinas y femeninas en plantas hermafroditas con cruzamiento, un sesgo hacia las funciones femeninas en proporción al nivel de autogamía, y una baja adjudicación para las funciones masculinas en plantas polinizadas por animales en contraste con plantas polinizadas por el viento. Estas predicciones no han recibido mucho apoyo por los estudios existentes, por consiguiente, esto acentúa la necesidad de obtener mejores medidas de adjudicación y también de que se tenga en cuenta los muchos otros factores que puedan determinar las proporciones de repartimiento individuals (y de poblaciones).