A relationship between fecundity, survival, and
the operation of crassulacean acid metabolism
in Talinum triangulare
María Angélica Taisma and Ana Herrera
Abstract: In plants of the perennial, deciduous herb Talinum triangulare, crassulacean acid metabolism (CAM) is
induced by drought; therefore, CAM may be an adaptation to water deficit in this species. The present study was
undertaken to determine the effects of water deficit on fecundity and CAM in plants of T. triangulare. Plants were
grown from seed in the greenhouse and the life table was constructed with dynamic cohorts. CAM was induced by
drought in plants as young as 45 days old, and its induction was associated with a significant rise in fecundity; values of
survival mean fecundity by age-class were 30–50% higher in plants subjected to drought than in control plants due
to a rise in fecundity. Plants subjected to drought produced more and lighter seeds, which germinated faster than their
watered controls. These characteristics could be advantageous for a colonizing species such as T. triangulare. Plants
obtained from the germination of seeds of plants subjected to drought did not show higher values of nocturnal acid
accumulation when subjected to drought than the droughted offspring of watered plants but they showed higher survival
and an earlier and higher reproductive effort than plants obtained from the germination of seeds of watered plants. The
fact that values of survival mean fecundity were higher in plants subjected to drought than in watered plants
suggests, within the context of the life history, that characters associated with the CAM syndrome may be adaptive.
Key words: fitness, inducible CAM, life table.
Résumé : Chez les plants du Talinum triangulare, une herbacée décidue pérenne, le métabolisme acide crassuléen
(CAM) est induit par la sécheresse; conséquemment, le CAM pourrait être une adaptation au déficit hydrique chez
cette espèce. Cette étude a été entreprise afin de déterminer les effets de l’eau sur la fécondité et le CAM, chez des
plants du T. triangulare. Les plantes ont été cultivées en serre, à partir de graines, et les auteurs ont construit un
tableau de vie (life table) avec cohortes dynamiques. Le CAM est induit par la sécheresse chez des plantes aussi
jeunes que 45 jours et son induction est associée à une augmentation significative de fécondité; les valeurs de survie
moyenne de fécondité par classe d’âge sont de 30 à 50% plus élevé chez les plantes soumises à la sécheresse que chez
les plantes témoins, dû à une fécondité accrue. Les plantes soumises à la sécheresse produisent des graines plus
abondantes et plus légères, qui germent plus rapidement que celles des témoins irrigués. Ces caractéristiques pourraient
être avantageuses pour une espèce colonisatrice telle que le T. triangulare. Les plantes obtenues de la germination de
graines produites par des plantes soumises à la sécheresse ne montrent pas de valeurs plus élevées d’accumulation
acide nocturne, lorsqu’elles sont elles mêmes soumises à la sécheresse, que les plantes soumises à la sécheresse
provenant de parents irrigués, mais montrent une meilleure survie et un effort de reproduction plus hâtif et plus
important, que les plantes issues de graines produites par des parents irrigués. Le fait que les valeurs de survie
moyenne de fécondité par classe d’âge soient plus élevés chez les plantes stressées que chez les plantes irriguées
suggère que, dans le cadre du cycle vital, ces caractères associés au syndrome du CAM pourraient être adaptatifs.
Mots clés : adaptation, CAM inducible, tableau de vie.
[Traduit par la Rédaction] Taisma and Herrera 1915
An adaptation is a series of properties that confer an
increase in the relative fitness of a genotype (Futuyma 1986).
Fitness, as a relative measure of evolutionary advantage
based on survival and reproductive success of individuals
with different phenotypes (Gadgil and Solbrig 1972), may
be studied through the characterization of two components:
age-specific survival, l
x
, and age-specific fecundity, b
x
(Pianka
1974). Life histories which maximize
lb
x x ∑
during the life
cycle could be thought of as optimal for a set of environ-
mental conditions (Gadgil and Bossert 1970). Fitness is usually
estimated by a surrogate, such as mean seed production
(Travis 1992). Among the abiotic factors affecting the com-
Can. J. Bot. 76: 1908–1915 (1998) © 1998 NRC Canada
1908
Received January 22, 1998.
M.A. Taisma and A. Herrera.
1
Instituto de Biología Experimental, Centro de Botánica Tropical, Facultad de Ciencias, Universidad
Central de Venezuela, Apartado 47577, Caracas 1041A, Venezuela.
1
Author to whom all correspondence should be addressed. e-mail: aherrera@strix.ciens.ucv.ve