Climate variation influences flowering time overlap in a pair of hybridizing montane plants

Authors

Kelly A. Carscadden, Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of Colorado Boulder, 1900 Pleasant St., Boulder, CO 80309Follow
Daniel F. Doak, Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of Colorado Boulder, 1900 Pleasant St., Boulder, CO 80309Follow
Nancy C. Emery, Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of Colorado Boulder, 1900 Pleasant St., Boulder, CO 80309Follow

Abstract

Flowering time is sensitive to climatic conditions and has been a frequent focus of climate change research, yet the implications of phenological shifts for hybridization within plant communities have seldom been explored. Reproductive overlap between interfertile species is a key requirement for the production of hybrid (interspecies) offspring, and climate change may influence the opportunities for hybrid production through changes to species’ flowering time, duration, and overlap with other species. To test how climate variation influences flowering overlap between hybridizing species, we analyzed 45 years of flowering phenology data on 2 common plants in the Rocky Mountains of Colorado that are known to produce hybrids (Potentilla pulcherrima and Potentilla hippiana, family Rosaceae). We estimated flowering overlap from flowering distributions in 2 ways that focus on how similar species are in terms of flowering time (“symmetric overlap”) or relative floral abundance across the season (“relative overlap”). We found that the 2 species had similar phenological responses to most climate variables. Both flowered earlier in years with warm, dry growing seasons preceded by earlier snowmelt and winters with less snow, and later in cool, wet growing seasons with later snowmelt after winters with heavy snowfall. Precipitation was the best predictor of flowering time overlap. In wetter years, both species flowered later and longer, and reached peak flowering date at a more similar time in the growing season. While our results suggest that precipitation patterns influence the extent of flowering overlap between these 2 species in any given growing season, precipitation has not consistently increased or decreased in this region over the past 45 years, and therefore we do not see a consistent signature of global climate change on flowering overlap. Finally, we found that even though temperature was an important predictor of flowering phenology within each species, it was not a major driver of overlap between species, emphasizing that data on individual species responses cannot necessarily predict how climate change will affect species interactions.


El tiempo de floración depende de las condiciones climáticas y con frecuencia ha sido el enfoque de investigación sobre el cambio climático. Sin embargo, rara vez se han explorado las implicaciones de los cambios fenológicos para la hibridación dentro de las comunidades de plantas. La superposición reproductiva entre especies interfértiles es un requisito clave para la producción de descendientes híbridos (entre especies), y el cambio climático puede influir en la oportunidad de producir híbridos a través de cambios en el tiempo de floración de las especies, la duración y la superposición con otras especies. Para evaluar cómo la variación climática influye en la superposición de la floración entre las especies que hibridan, analizamos 45 años de información de fenología de floración de dos plantas comunes de las Montañas Rocosas de Colorado que se sabe que producen híbridos (Potentilla pulcherrima y Potentilla hippiana, familia Rosaceae). Estimamos la superposición de la floración a partir de las distribuciones de la floración de dos maneras, ambas se enfocan en qué tan similares son las especies en cuanto al tiempo de floración (“superposición simétrica”) o abundancia floral relativa a lo largo de la temporada (“superposición relativa”). Encontramos que las dos especies presentaron respuestas fenológicas similares a la mayoría de las variables climáticas. Ambas florecieron tempranamente en años con temporadas de crecimiento cálidas y secas, precedidas por deshielo e inviernos con menos nieve, y más tarde en temporadas de crecimiento frías y húmedas con deshielo tardío después de inviernos con Fuertes nevadas. La precipitación fue el mejor indicador de la superposición del tiempo de floración. En años más húmedos, ambas especies florecieron más tarde y durante más tiempo, y alcanzaron la fecha máxima de floración en un momento similar durante la temporada de crecimiento. A pesar de que, nuestros resultados sugieren que los patrones de precipitación influyen en el grado de superposición de la floración entre estas dos especies en cualquier temporada de crecimiento, la precipitación no ha aumentado o disminuido de manera constante en esta región durante los últimos 45 años, por lo tanto, no es posible percibir un patrón constante del cambio climático global en la superposición de floración. Finalmente, encontramos que, aunque la temperatura fue un indicador importante de la fenología de la floración dentro de cada especie, no fue el principal factor de superposición entre especies, enfatizando que los datos acerca de las respuestas de especies individuales no necesariamente pueden predecir cómo el cambio climático afectará las interacciones de las especies.

Recommended Citation

Carscadden, Kelly A.; Doak, Daniel F.; and Emery, Nancy C. (2022) "Climate variation influences flowering time overlap in a pair of hybridizing montane plants," Western North American Naturalist: Vol. 82: No. 1, Article 12.
Available at: https://scholarsarchive.byu.edu/wnan/vol82/iss1/12