1,721,065 research outputs found
Identifying plant species using architectural features in leaf microscopy images
Full text linkThis work proposes an analytical method to identify plant species based on microscopy images of the midrib cross-section of leaves. Unlike previous shape-based approaches based on the individual shape of external contours and cells, an architectural analysis is proposed, where the midrib is semi-automatically segmented and partitioned into histologically relevant structures composed of layers of cells and vascular structures. Using a sequence of morphological operations, a set of geometrical measures from the cells in each layer is extracted to produce a vector of features for species categorization. The method applied to a database containing 10 species of plants from the Brazilian flora achieved a success rate of 91.7%, outperforming other classical shape-based approaches published in the literature.Fil: Florindo, Joao Batista. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Bruno, Odemir Martinez. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Rossatto, Davi Rodrigo. Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho; BrasilFil: Kolb, Rosana Marta. Universidade Estadual Paulista Julio de Mesquita Filho; BrasilFil: Gómez, María Cecilia. Universidad Nacional del Litoral; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe; ArgentinaFil: Landini, Gabriel. University Of Birmingham; Reino Unid
Comparison of the ecophysiological strategies of Microgramma lindbergii, Pleopeltis pleopeltifolia and Pleopeltis minima ferns
No full textAs respostas ecofisiológicas das samambaias epífitas em diferentes condições ambientais têm sido pouco exploradas na literatura, apesar de sua relevância ecológica como bioindicadores da antropização do ambiente. Este trabalho teve como objetivo analisar as às características foliares de três espécies de samambaias pertencentes à família Polypodiaceae: Pleopeltis pleopeltifolia, Pleopeltis minima e Microgramma lindbergii, visando compreender suas respostas ao epifitismo. Os aspectos morfofisiológicos das espécies às condições de escassez de água foram avaliadas com base nos atributos foliares de área foliar (AF), área foliar específica (AFE), espessura foliar (EF), índice de forma foliar (IFF), conteúdo relativo de água (CRA) e suculência foliar (SF). As diferenças entre as espécies foram analisadas por meio de uma análise de variância (ANOVA) e Teste de Tukey a 5% de significância (P < 0,05).
Os resultados revelaram diferenças morfológicas foliares que explicam as variações nas respostas das espécies mediante as condições de escassez de água que essas plantas são submetidas regularmente em seu habitat. As espécies Pleopeltis pleopeltifolia e Pleopeltis minima, compartilham a resposta de enrolamento das folhas e redução da área foliar. Enquanto, Microgramma lindbergii demonstra um comportamento distinto, mantendo-se túrgida e persistente nessas condições. Conclui-se então que, existem diferenças significativas morfológicas foliares, mostrando que espécies pertencentes à mesma família, podem atuar distintamente seus comportamentos frente às condições ambientais.The ecophysiological responses of epiphytic ferns in different environmental conditions have been little explored in the literature, despite their ecological relevance as bioindicators of the anthropization of the environment. The objective of this study was to analyze the leaf characteristics of three species of ferns belonging to the Polypodiaceae family: Pleopeltis pleopeltifolia, Pleopeltis minima and Microgramma lindbergii, in order to understand their responses to epiphytism. The morphophysiological aspects of the species under water scarcity conditions were evaluated based on the leaf attributes of leaf area (AF), specific leaf area (AFE), leaf thickness (EF), leaf shape index (IFF), relative water content (CRA) and leaf succulence (SF). The differences between the species were analyzed by means of an analysis of variance (ANOVA) and Tukey's Test at 5% significance (P < 0.05).
The results revealed leaf morphological differences that explain the variations in the responses of the species due to the water scarcity conditions that these plants are regularly subjected to in their habitat. The species Pleopeltis pleopeltifolia and Pleopeltis minima share the response of leaf curling and leaf area reduction. On the other hand, Microgramma lindbergii demonstrates a distinct behavior, remaining turgid and persistent in these conditions. It is concluded that there are significant morphological differences in leaf shapes, showing that species belonging to the same family can act differently in their behaviors in the face of environmental conditions
Ecophysiological responses of hemiepiphytic Ficus guaranitica Chodat (Moraceae) at different stages of development.
No full textO gênero Ficus, o maior da família Moraceae, inclui aproximadamente 800 espécies
amplamente distribuídos em todo o mundo, apresentando grande diversidade nos modos de
vida, incluindo o hemiepifitismo. O hábito hemiepífita é observado em cerca de 500 espécies
de figueiras, sendo a maioria pertencente ao subgênero Urostigma. Essas plantas são
importantes devido à sua capacidade de transitar entre fases epífitas e terrestres. As hemiepífitas
primárias possuem um ciclo de vida que abrange três estágios distintos: começam como epífitas,
depois tornam-se hemiepífitas e, por fim, amadurecem como árvores. Um exemplo notório
desse processo inclui as figueiras mata pau (Ficus, Moraceae). O estudo analisou frequência
das espécies nos hospedeiros e as respostas ecofisiológicas de um hemiepífita da espécie Ficus
guaranítica em três fases de desenvolvimento durante a estação seca em uma floresta estacional
semidecidual. Os estágios de desenvolvimento foram definidos como: Fase de
Desenvolvimento I (FDI), que envolve plântulas com acesso limitado à água em estágio epífito;
Fase de Desenvolvimento II (FDII), caracterizada por plantas subjuvenis com raízes
superficiais que atingem o solo; e Fase de Desenvolvimento III (FDII) que abrange plantas
juvenis com acesso contínuo à água em estágio hemiepífito. Os dados foram coletados nas
dependências da Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – UNESP, situada
no município de Jaboticabal-SP em meados de Agosto de 2022. Foram encontrados 48
exemplares da espécie Ficus guaranítica, sendo 19 na FDI, 9 na FDII e 20 na FDIII. A maioria
dos hospedeiros pertenceu à família Fabaceae (38 exemplares), enquanto os demais estavam
distribuídos em diferentes famílias. Não foram encontradas diferenças significativas nos dados
morfológicos entre as diferentes fases de desenvolvimento, indicando que as estruturas foliares
não foram afetadas conforme o esperado pela relação com a disponibilidade de água. Em
contrapartida, os parâmetros fisiológicos de fotossíntese máxima, condutância estomática,
transpiração foliar e na eficiência do uso da água demonstraram significância nos resultados,
indicando que estes índices diferem em relação as três fases de desenvolvimento.The genus Ficus, the largest in the Moraceae family, includes approximately 800 species
widely distributed throughout the world, presenting great diversity of growth forms, including
hemiepiphytism. The hemiepiphytic habit is found in around 500 species of fig trees, the
majority of which belong to the subgenus Urostigma. These plants are important due to their
ability to transition between epiphytic and terrestrial phases. Primary hemiepiphytes experience
a life cycle that encompasses three distinct stages: they begin as epiphytes, then become
hemiepiphytes, and finally mature as trees. A notable example of this process includes fig trees
(Ficus, Moraceae). The present study analyzed the ecophysiological responses of a
hemiepiphyte of the species Ficus guaranítica in three phases of development during the dry
season in a semi-deciduous seasonal forest. The development stages were defined as:
Development Phase I (DPI), which involves seedlings with limited access to water in the
epiphytic stage; Development Phase II (DPII), characterized by subjuvenile plants with
superficial roots that reach the soil; and Development Phase III (DPIII) which covers juvenile
plants with continuous access to water in the hemiepiphyte stage. The data were collected on
Universidade Estadual Paulista “Júlio de Mesquita Filho” – UNESP, located in the municipality
of Jaboticabal/SP in mid-August 2022. 48 specimens of Ficus guaranítica species were found,
19 in the DPI, 9 in the DPII and 20 in DPIII. The majority of hosts belonged to the Fabaceae
family (38 specimens), while the others were distributed across different families. No
significant differences were found in morphological data between the different development
phases, indicating that leaf structures were not affected as expected by the relationship with
water. On the other hand, the physiological parameters of maximum photosynthesis, stomatal
conduct, leaf transpiration and efficient water use demonstrated significance in the results,
indicating that these indices differ in relation to the three phases of development.Não recebi financiament
Expanding our understanding of leaf functional syndromes in savanna systems: the role of plant growth form
No full textFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Processo FAPESP: 2013/18049-6CNPq: 301589/2015-1The assessment of leaf strategies has been a common theme in ecology, especially where multiple sources of environmental constraints (fire, seasonal drought, nutrient-poor soils) impose a strong selection pressure towards leaf functional diversity, leading to inevitable tradeoffs among leaf traits, and ultimately to niche segregation among coexisting species. As diversification on leaf functional strategies is dependent on integration at whole plant level, we hypothesized that regardless of phylogenetic relatedness, leaf trait functional syndromes in a multivariate space would be associated with the type of growth form. We measured traits related to leaf gas exchange, structure and nutrient status in 57 coexisting species encompassing all Angiosperms major clades, in a wide array of plant morphologies (trees, shrubs, sub-shrubs, herbs, grasses and palms) in a savanna of Central Brazil. Growth forms differed in mean values for the studied functional leaf traits. We extracted 4 groups of functional typologies: grasses (elevated leaf dark respiration, light-saturated photosynthesis on a leaf mass and area basis, lower values of leaf Ca and Mg), herbs (high values of SLA, leaf N and leaf Fe), palms (high values of stomatal conductance, leaf transpiration and leaf K) and woody eudicots (sub-shrubs, shrubs and trees; low SLA and high leaf Ca and Mg). Despite the large range of variation among species for each individual trait and the independent evolutionary trajectory of individual species, growth forms were strongly associated with particular leaf trait combinations, suggesting clear evolutionary constraints on leaf function for morphologically similar species in savanna ecosystems
Leaf thermotolerance in species from savanna and forest formations
No full textO aumento da temperatura causado pelas recentes mudanças climáticas vem afetando a estrutura e o funcionamento de ecossistemas tropicais segundo dados do IPCC. O aumento da temperatura média dos trópicos demonstra que plantas desses sistemas serão expostas a temperaturas acima da faixa ótima para certas funções fisiológicas, especialmente as taxas fotossintéticas, acarretando assim danos às espécies que não possuem características que confiram termotolerância. O Cerrado é um ecossistema tropical savânico extremamente diverso, que tem passado por dinâmicas sucessionais, como a invasão de espécies típicas de formações florestais, que são favorecidas na ausência de episódios de fogo. Em áreas no interior do estado de São Paulo frequentemente encontramos transições entre formações florestais da Mata Atlântica (floresta estacional semidecidual) e de Cerrado (cerradão) dividindo a paisagem com formações savânicas. Diante do novo cenário ambiental de aquecimento global e levando em consideração as projeções futuras, espécies florestais podem estar sendo desfavorecidas pelo aumento da temperatura, já que em períodos quentes e secos espécies florestais não são capazes de avançar sobre sobre áreas savânicas. O presente estudo objetivou comparar a termotolerância de espécies arbóreas do cerrado típico e de duas formações florestais (cerradão e floresta estacional semidecidual) expostas à altas temperaturas e quais aspectos morfológicos e fenológicos (perenes x decíduas) dessas espécies poderiam estar relacionados a termotolerância, testando se espécies típicas de savanas seriam mais termotolerantes que as espécies presentes em formações florestais, o que ajudaria a conter a expansão florestal dentro de ambientes savânicos. Os resultados obtidos evidenciaram que espécies de formações de cerrado típico e de cerradão não diferem na sua capacidade de termotolerância (49,80±0,49°C e 49,71±0,71°C, respectivamente), porém o hábito foliar está fortemente relacionado a capacidade de tolerar altas temperaturas. Espécies perenes, independentemente de sua origem (cerrado típico x cerradão), se mostraram mais termotolerantes que as espécies decíduas. As espécies tropicais de floresta estacional apresentaram a mesma termotolerância que espécies de cerrado típico (47,78±0,51°C e 49,36±0,59°C, respectivamente), indicando que somente a temperatura não afetará as dinâmicas de fronteira desses dois ecossistemas. Os resultados obtidos neste estudo fornecem informações importantes sobre a ecofisiologia de espécies do sistema savânico e florestais frente às elevações na temperatura média global impostas pelo aquecimento global.According to the IPCC data, temperature increases due to climatic changes are affecting the structure and functioning of tropical ecosystems. Increases in the average temperature of the tropics demonstrates that the plants in these systems will be exposed to temperatures above the optimum range for certain physiological functions, such as photosynthetic rates, leading to significant decrease of species performance, especially in those lacking traits that confirm thermotolerance. The Cerrado is a diverse tropical ecosystem, where savanna vegetation have been subjected to the invasion of typical forest species of adjacent vegetation. In transitional areas, such as those of São Paulo state, it is possible to find forest vegetation of the Atlantic Forest (semideciduous seasonal forest) and Cerrado (cerradão) side by side in the landscape with typical open savannas (typical cerrado). In view of the scenario of global warming, and taking into account the IPCC future projections, forest species may be disadvantaged by the increase in temperature, since in hot and dry periods forest species are not able to advance over savanna areas. The present study aimed to compare leaf thermotolerance of tree species from typical cerrado and from two forest formations (cerradão and semideciduous seasonal forest) exposed to high temperatures, testing whether the typical savanna species were more thermotolerant than those species present in forest formations. Additionally, we tested which aspect are more related to thermotolerance, plant origin or phenology The results showed that typical cerrado and cerradão species do not differ in their thermotolerance capacity (49,80±0,49°C e 49,71±0,71°C, respectively), however the leaf habit (evergreen x deciduous) is strongly related to the ability to tolerate high temperatures. Perennial species regardless of their origin (typical cerrado x cerradão) are more thermotolerant than deciduous species. The tree species of semideciduous forest have similar leaf thermotolerance as the typical savanna species (47,78±0,51°C e 49,36±0,59°C, respectively), suggesting that temperature alone will not affect the frontier dynamics of these two ecosystems. The results obtained in this study provide important information about the ecophysiology of species in the Cerrado and forest systems in view of the increases in the average global temperature imposed by global warming.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CAPES: 00
Selecting ecophysiological strategies in Cerrado species: an approach using the absence and presence of disturbance
No full textO Cerrado, uma das savanas mais biodiversas do mundo, enfrenta frequentemente distúrbios naturais como o fogo, que são cruciais na modelagem da composição e das estratégias ecofisiológicas de sua flora. Esses eventos não apenas influenciam a diversidade de espécies, mas também promovem a seleção de adaptações específicas que permitem às plantas sobreviver e prosperar em condições ambientais adversas. Compreender essas adaptações é essencial para prever como essas comunidades responderão às mudanças climáticas e aos métodos de gestão do fogo. Esta tese investiga as respostas fenológicas, anatômicas e fisiológicas das espécies do Cerrado em face ao regime de fogo anual e à ausência de fogo, explorando como essas respostas afetam a capacidade de recuperação e adaptação das plantas. Os objetivos específicos incluem avaliar as respostas fenológicas das comunidades vegetais à exposição ao fogo frequente, examinar as adaptações na morfologia e anatomia foliar, e investigar as adaptações fisiológicas e nutricionais das espécies em resposta à presença e ausência de fogo. As hipóteses testadas foram que: (1) espécies em áreas frequentemente queimadas apresentariam fenofases antecipadas devido a alterações no microclima e na disponibilidade de recursos após o fogo; (2) a exposição contínua ao fogo levaria ao desenvolvimento de características foliares mesomórficas, refletindo uma estratégia de mais aquisitiva de recursos; (3) espécies em áreas queimadas mostrariam maior eficiência fotossintética e concentração de nutrientes foliares, demonstrando adaptações das plantas para maximizar a captação de luz e nutrientes em ambientes perturbados. No Capítulo I, verificou-se que o fogo não alterou a fenologia das espécies expostas ao fogo frequente. No Capítulo II, constatou-se que, apesar de não haver diferenças significativas na maioria dos atributos foliares examinados entre as parcelas queimadas e não queimadas, a exposição anual ao fogo parece induzir o desenvolvimento de características mesomórficas, como uma maior área foliar específica. No Capítulo III, as áreas queimadas apresentaram maior concentração de fósforo no solo, enquanto as folhas apresentaram maior concentração de potássio. Além disso, houve um aumento significativo das taxas de troca gasosa, refletindo adaptações das plantas para maximizar a absorção de recursos em ambientes com alta disponibilidade de nutrientes pós-distúrbio. Os resultados desta pesquisa destacam a resiliência e a capacidade de adaptação das espécies do Cerrado a distúrbios recorrentes, como o fogo, mostrando poucas mudanças nos atributos foliares em regimes de fogo anuais e pouco intensos.The Cerrado, one of the most biodiverse savannas in the world, frequently experiences natural disturbances such as fire, which play a crucial role in shaping the composition and ecophysiological strategies of its flora. These events not only impact species diversity but also drive the selection of specific adaptations that enable plants to survive and thrive in challenging environmental conditions. Understanding these adaptations is essential for predicting how these communities will respond to climate change and fire management practices. This thesis investigates the phenological, anatomical, and physiological responses of Cerrado species to annual fire regimes and the absence of fire, exploring how these responses influence the plants' recovery and adaptation capabilities. The specific objectives include evaluating the phenological responses of plant communities to frequent fire exposure, examining adaptations in leaf morphology and anatomy, and investigating the physiological and nutritional adaptations of species in response to fire presence or absence. The tested hypotheses were: (1) species in frequently burned areas would exhibit advanced phenophases due to changes in microclimate and resource availability after fire; (2) repeated fire exposure would lead to the development of mesomorphic leaf characteristics, reflecting a resource acquisition strategy; (3) species in burned areas would exhibit higher photosynthetic efficiency and foliar nutrient concentration, demonstrating plant adaptations to maximize light and nutrient capture in disturbed environments. In Chapter I, it was found that fire did not alter the phenology of species exposed to frequent fire. In Chapter II, it was observed that, despite no significant differences in most leaf attributes examined between burned and unburned treatments, annual fire exposure appears to induce the development of mesomorphic characteristics, such as a higher specific leaf area. In Chapter III, burned areas had higher phosphorus concentrations in the soil, while leaves showed higher potassium concentrations. Additionally, there was a significant increase in gas exchange rates, reflecting plant adaptations to maximize resource absorption in environments with high nutrient availability post-disturbance.The results of this research highlight the resilience and adaptability of Cerrado species to recurring disturbances such as fire, showing minimal changes in leaf attributes in annual and low-intensity fire regimes.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)CAPES: 00
Leaf Morphophysiological Responses of Cerrado Herbaceous Plants to Water Variability in Different Ecoregions
No full textO Cerrado é um dos ecossistemas mais biodiversos do mundo e é considerado um hotspot para conservação devido à alta biodiversidade e endemismo, aliado à pressão antrópica. Ocupando 21% do território brasileiro, o Cerrado possui uma vegetação que é influênciada por diferentes condições climáticas, em algumas ecorregiões mais centrais enfrentam desafios como sazonalidade hídrica severa enquanto que em outras áreas mais periféricas enfrentam uma sazonalidade menos severa, mesmo ocorrendo essa diferenciação hídrica há espécies que ocorrem em ambas localidades, como as herbáceas. O presente estudo tem como objetivo avaliar se há diferenças nas características morfológicas e nos componentes químicos foliares entre espécies herbáceas que crescem em ambas as regiões central e periférica do Cerrado. Foi realizado um levantamento e seleção de espécies herbáceas de ocorrência em ambas as ecorregiões totalizando 5 espécies herbácies: Andira humilis, Anacardium humile, Erythroxylum campestre, Miconia fallax e Pradosia brevipes das quais pelo menos três indivíduos de cada uma com local de crescimento em Assis – SP (Cerrado Periférico) e Brasília – DF (Cerrado Central) foi coletado para verificação da características morfológicas como Área Foliar, Comprimento Foliar e Largura Foliar e, também, da porcentagem de Composição Química Foliar dos seguintes nutrientes: Carbono, Nitrogênio, Fósforo, Potássio, Cálcio e Magnésio. Os resultados morfológicos obtidos demonstrou que somente a espécie Andira humilis apresentou diferença estatística entre as áreas de ocorrência para todos os componentes avaliados, sendo que as espécimes de crescimento no Cerrado Central tiveram uma diminuição no seu tamanho foliar decorrente de um processo de esclerofilia foliar ocorrido somente para Andira humilis. A composição química foliar apresentou que elementos como Potássio e Cálcio tiveram maior quantidade foliar nas regiões periférica e central respectivamente, para os que foram estatísticamente significantes. Os demais nutrientes apresentaram diferenças entre as espécies quanto à concentração, com uma espécie mostrando maior concentração na região periférica e outra na região central para o mesmo nutriente. Os resultados morfológicos e de composição química foliar são decorrentes de um processo específico de cada espécie, da disponibilidade nutricional do solo em questão e não propriamente da ação da sazonalidade. Sendo assim, conclui-se que as respostas são muito espécie-específicas, e que a variação de sazonalidade afeta pouco as espécies herbáceas.The Cerrado is one of the most biodiverse ecosystems in the world and is considered a hotspot for conservation due to its high biodiversity and endemism, along with anthropogenic pressure. Covering 21% of Brazil's territory, the Cerrado has vegetation influenced by different climatic conditions. In some central ecoregions, it faces challenges such as severe water seasonality, while in other peripheral areas, the seasonality is less severe. Despite this hydric differentiation, there are species that occur in both locations, such as herbaceous plants. The present study aims to evaluate whether there are differences in the morphological characteristics and foliar chemical components among herbaceous species that grow in both the central and peripheral regions of the Cerrado. A survey and selection of herbaceous species occurring in both ecoregions was conducted, totaling five herbaceous species: Andira humilis, Anacardium humile, Erythroxylum campestre, Miconia fallax, and Pradosia brevipes. At least three individuals of each species were collected from growth sites in Assis – SP (Periférico Cerrado) and Brasília – DF (Central Cerrado) to verify morphological characteristics such as Leaf Area, Leaf Length, and Leaf Width, as well as the percentage of Foliar Chemical Composition of the following nutrients: Carbon, Nitrogen, Phosphorus, Potassium, Calcium, and Magnesium. The obtained morphological results demonstrated that only the species Andira humilis presented statistical differences between occurrence areas for all evaluated components, with specimens growing in the Central Cerrado showing a decrease in leaf size due to a leaf sclerophylly process that occurred only for Andira humilis. The foliar chemical composition showed that elements such as Potassium and Calcium had higher foliar amounts in the peripheral and central regions, respectively, for those that were statistically significant. The other nutrients showed differences between species regarding concentration, with one species showing higher concentration in the peripheral region and another in the central region for the same nutrient. The morphological results and foliar chemical composition are a consequence of a specific process for each species, the nutritional availability of the respective soil, and not solely due to the effects of seasonality. Thus, it is concluded that the responses are highly species-specific, and that the variation in seasonality has little effect on herbaceous species
The role of seeds after fires in savanna, transitional and forest enviroments
No full textEm ambientes neotropicais, as vegetações savânicas e florestais compartilham as mesmas condições edafo climáticas, que com a ausência do fogo permite a formação de ambientes transicionais que compartilham espécies e condições microclimáticas. Esses sistemas podem se manter através da rebrota ou da produção de sementes que auxiliam no processo de expansão e manutenção de suas populações. Compreender o investimento de número de sementes e composição de síndrome de dispersão dessas vegetações é importante para se prever a capacidade de manutenção de áreas savânicas sob o efeito do fogo. No entanto, a dispersão, não garante que essas sementes vão germinar. Por isso, é importante avaliar a densidade do banco de plântulas após evento de fogo. Eventos de queimadas costumam promover mudanças microclimáticas como temperatura e umidade no sistema, isso pode alterar fatores de recrutamento de espécies arbóreas. Portanto, esse estudo possui como objetivos quantificar e caracterizar a quantidade de sementes dispersadas em cada tipo de vegetação (savanas, de transição e floresta), avaliar a densidade do banco de plântulas formado na estação chuvosa e por fim, verificar as restrições impostas após a queimada para o recrutamento de uma espécie arbórea generalista. O experimento foi realizado em três réplicas de savana, de transição e floresta. Para avaliar a dispersão de sementes foram instaladas armadilhas de sementes, para a densidade de plântulas plântulas: plots permanentes e para avaliar o recrutamento de uma espécie arbórea foram instalados berçários onde as sementes foram semeadas e acompanhado sua germinação e desenvolvimento. Como resultados, destacam-se que em áreas queimadas o número de sementes dispersadas em todos os tipos de vegetações são reduzidos significativamente, mesmo em áreas florestais onde as queimadas não tiveram sucesso eficiente na inflamabilidade. Ambientes savânicos possuem um número de sementes significativamente menor do que em áreas de floresta e de transição. O banco de plântulas em áreas queimadas e não queimadas não se diferencia significativamente, apenas quando são consideradas as monocotiledôneas. Espécies arbóreas generalistas possuem uma alta mortalidade em nível de sementes em áreas savânicas, mas uma vez que germinam, se desenvolvem de forma similar aos ambientes florestais e de transição. O consumo de estruturas de reserva como cotilédones é diferente para áreas queimadas e não queimadas.In neotropical environments, such as savannah and forest vegetation, together with the same soil and climate conditions, which, in the absence of fire, allow the formation of transitional environments that combine species and microclimatic conditions. These systems can be maintained through regrowth or seed production that aids in the process of expansion and maintenance of their situations. Understanding the investment of seed number and composition of the dispersal syndrome of these vegetations is important to predict the maintenance capacity of savannah areas under the effect of fire. However, dispersal does not guarantee that these seeds will germinate. Therefore, it is important to evaluate the density of the seedling bank after a fire event. Fire events usually promote microclimatic changes such as temperature and humidity in the system, which can alter recruitment factors of tree species. Therefore, this study aims to quantify and characterize the number of seeds dispersed in each type of vegetation (savannah, transition, and forest), evaluate the density of the seedling bank formed in the rainy season, and finally, verify the restrictions imposed after the fire for the recruitment of a generalist tree species. The experiment was carried out in three replicates of savannah, transition, and forest. To evaluate the seed dispersion, seed traps were installed, for the density of seedlings in permanent plots. To assess the recruitment of a tree species, nurseries were installed where the seeds were sown and their germination and development monitored. As a result, it is highlighted that in burned areas the number of seeds dispersed in all types of vegetation is significantly reduced, even in forest areas where the fires were not efficiently successful in flammability. Savannah environments have a significantly lower number of seeds than in forest and transition areas. The seedling bank in burned and unburned areas does not differ significantly, except when monocotyledons are considered. Generalist tree species have high seed mortality in savanna areas, but once they germinate, they develop in a similar way to forest and transition environments. The consumption of reserve structures such as cotyledons is different for burned and unburned areas.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)CNPq: 142493/2020-
O crescimento diamétrico e dos ramos são temporalmente separados em espécies arbóreas do cerrado
Full text linkSão apresentadas aqui diferenças temporais entre o crescimento de ramos e o crescimento diamétrico em uma comunidade de 10 espécies arbóreas do cerrado no Brasil Central. O estudo foi conduzido para se avaliar o alongamento dos ramos e o crescimento diamétrico num período de um ano, entre 2006 e 2007. O crescimento dos ramos teve início durante a estação seca e teve seu pico de ocorrência ainda no período seco em setembro; enquanto o crescimento em diâmetro se iniciou no final da estação seca e teve um pico durante o período chuvoso, em dezembro. A maior parte das espécies apresentou o mesmo comportamento. O crescimento de ramos não teve relação com a pluviosidade, enquanto para o crescimento diamétrico houve uma clara e positiva relação com os registros de pluviosidade. Os resultados indicam que o crescimento em ramo não é dependente da pluviosidade, mas sim da recuperação do status hídrico interno da planta, enquanto o crescimento em diâmetro é dependente da presença da chuva e da assimilação de carbono, que ocorre apenas após a expansão dos ramos e produção de novas folhas.Here is a communicating about time differences between branch and diameter growth in a tree community of ten species in Neotropical savanna ("cerrado") of Central Brazil. This work was conducted to study branch expansion and diameter growth in a period of one year between 2006 and 2007. Branch growth had begin in middle dry season and had the peak occurrence during the dry period in September, while diameter growth had begin in late dry season and peaked in the middle of wet season in December. The majority of species followed the same pattern. Branch growth did not have relation with rainfall, while diameter growth had a clear and positive relation with rainfall records. These results suggested that branch growth was not depend on rainfall but only on water status recover, while diameter growth probably depends strongly on water and to carbon assimilation that occurs after branch and leaf expansion
Evaluation of functional traits related to fire, herbivory by insects and light in the Cerrado
No full textVariáveis climáticas determinam o estabelecimento de florestas nas regiões tropicais; porém, nestas mesmas condições, podemos observar a ocorrência de ecossistemas abertos, como as savanas também. A vegetação savânica é principalmente determinada por distúrbios, como o fogo e a herbivoria, que atuam na remoção da biomassa, mantendo a vegetação aberta, mesmo em condições favoráveis ao estabelecimento de uma vegetação mais adensada. Sendo assim, uma seleção de atributos relacionados ao fogo e à presença dos herbívoros ocorre nas savanas. A herbivoria pode ser exercida tanto por grandes e médios mamíferos, como nas savanas africanas, quanto por insetos, como nas savanas australianas e sul-americanas, onde alguns estudos indicam que esse grupo também atua no consumo da biomassa, contribuindo para manter a vegetação. Uma vez que esses fatores mantém uma estrutura aberta na vegetação, diferentes incidências de luz atingem as comunidades herbáceas nesses mosaicos de savana e floresta, onde, nas áreas abertas mantidas por distúrbios, existe uma maior incidência de luz em comparação com as áreas fechadas mantidas por variáveis climáticas. Com isso, a seleção de atributos relacionados à alta ou baixa incidência de luz também ocorre nas comunidades savânicas e florestais. Além disso, as diferentes condições microclimáticas existentes diante de tais condições luz podem influenciar a abundância e os padrões de herbivoria por insetos. Enquanto nas áreas savânicas, a presença do fogo também pode afetar a dinâmica dos insetos no consumo da biomassa. Portanto, este trabalho tem como principal objetivo avaliar possíveis mudanças nos atributos funcionais das comunidades de plantas que compõem o estrato herbáceo (gramíneas, herbáceas e arbustos) em razão de alterações na ocorrência do fogo, padrões de herbivoria pelos insetos e disponibilidade de luz. Para isso, realizamos este estudo no Cerrado, onde mosaicos de florestas e savanas são encontrados. Especificamente, selecionamos áreas com diferentes frequências e anos desde o último fogo para realizarmos medições de atributos relacionados à inflamabilidade (quantidade de biomassa morta e teor de umidade da planta, temperatura máxima atingida e quantidade de biomassa consumida durante a queima e taxa de queima) e (i) investigar como mudanças em características do regime de fogo podem alterar a maneira como as savanas queimam. Também utilizamos áreas com altas e baixas frequências de fogo para mensurarmos atributos relacionados à herbivoria (dano foliar, concentração de taninos condensados e fenólicos totais) e (ii) investigar se o fogo pode influenciar a ação dos insetos no consumo de folhas, bem como se diferentes formas de crescimento (gramíneas, herbáceas e arbustos) possuem diferentes padrões de herbivoria. Por fim, utilizamos áreas de savanas abertas e adensadas e uma área florestal para (iii) avaliar se mudanças nos atributos relacionados ao fogo, a herbivoria por insetos e luz (dimensão foliar e pigmentos fotossintéticos) ocorrem. Como principais resultados, encontramos que a frequência de fogo e o ano desde a última queima influenciam a inflamabilidade de áreas savânicas, uma vez que a exclusão do fogo aumenta a quantidade de material combustível nas plantas, fazendo com que essas áreas queimem mais devagar e, consequentemente, apresentem um comportamento de fogo mais intenso e severo, comprometendo a vegetação. A alta frequência de fogo também influencia positivamente a ação dos insetos, principalmente sobre as espécies de arbustos, as quais possuem folhas mais consumidas e, consequentemente, apresentam maiores concentrações de compostos de defesa. Concluindo, o fogo desempenha um papel crucial na determinação das savanas, influenciando os padrões de herbivoria nas áreas abertas, contribuindo para a abertura da vegetação, garantindo a chegada de luz e promovendo o estabelecimento de espécies adaptadas as altas concentrações de luz e também espécies graminóides que, ao mesmo tempo, influenciam a inflamabilidade do sistema. Enquanto nas áreas florestais, os padrões de herbivoria são maiores em relação às savanas, devido as condições de sombra no estrato herbáceo propiciada pelas lenhosas. Além disso, a baixa luminosidade faz com que atributos que otimizem a captação de luz sejam encontrados nas comunidades de plantas, indicando como este recurso pode influenciar as plantas neste tipo de vegetação. Portanto, entendemos que este estudo apresenta resultados inéditos a respeito de como esses fatores ambientais atuam sob as comunidades herbáceas e na manutenção das áreas savânicas, sendo o fogo o principal fator para a determinação dessa vegetação, garantindo sua funcionalidade e biodiversidade.Climate variables determine the establishment of forests in tropical regions; however, under these same conditions, open ecosystems such as savannas also establish themselves. Savanna vegetation is primarily determined by disturbances, such as fire and herbivory, which consumes the biomass, keeping the vegetation open even under conditions favorable for woody vegetation. Thus, a selection of traits related to fire and the presence of herbivores occurs in savannas. Herbivory can be exerted by both large and medium mammals, as in African savannas, and by insects, as in Australian and South American savannas, where studies indicate that this group also consumes biomass, contributing to vegetation maintenance. Given that these disturbances maintain an open structure in the vegetation, different incidences of light reach herbaceous communities in the savannas and also in the forests, where in disturbance-driven environments, there is a higher incidence of light compared to closed areas maintained by climatic variables. Thus, the selection of traits related to high or low light incidence also occurs in savanna and forest communities, respectively. Moreover, the different microclimatic conditions existing under such light conditions can influence the abundance and patterns of herbivory by insects. While in the savannas, the presence of fire can also affect the dynamics of insects in biomass consumption. Therefore, this study aims to evaluate possible changes in the functional traits of herbaceous plant communities (grasses, forbs, and shrubs) due to changes in fire occurrence, insect herbivory patterns, and light availability. To do this, we conducted this study in the Cerrado, where forest and savanna mosaics are found. Specifically, we selected areas with different frequencies and years since the last fire to measure traits related to flammability (amount of dead biomass and plant moisture content, maximum temperature reached, amount of biomass consumed during burning, and burning rate) and (i) investigate how changes in fire regime characteristics influence the way savannas burn. We also used areas with high and low fire frequencies to measure herbivory-related traits (foliar damage, concentration of condensed tannins and total phenolics) and (ii) investigate if fire can influence insect leaf consumption, as well as if different growth forms (grasses, forbs, and shrubs) have different herbivory patterns. Finally, we used open and woody savanna areas and a forest area to (iii) assess whether changes in fire, insect herbivory, and light-related traits (leaf dimension and photosynthetic pigments) occur. As main results, we found that fire frequency and the year since the last fire influence the flammability of savanna areas, since fire exclusion increases the amount of dead biomass, especially in grasses, reducing the spread of fire consequently changing fire behavior, which can be more intense and severe, affecting the vegetation. Moreover, high fire frequency positively influences insect’s herbivory, mainly on shrub species, which have more consumed leaves and, consequently, higher concentrations of defense compounds. Finally, we also observed that fire plays a crucial role in determining savannas, influencing herbivory patterns in open areas, contributing to vegetation openness, guaranteeing light incidences, and promoting the establishment of species adapted to high light concentrations and also grass species that, at the same time, influence system’s flammability. While in forest areas, herbivory patterns are higher compared to savannas, due to shading conditions in the herbaceous stratum provided by woody vegetation. Additionally, low light incidence leads to the selection of traits that optimizing light capture in plant communities, indicating how this resource can influence plants in this vegetation type. Therefore, we understand that this study brings new insights regarding how these environmental factors act on herbaceous communities and on the maintenance of savanna areas, and how fire is considered the main factor to determine savanna vegetation, contributing to the system’s functionality and biodiversity.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)CAPES: 001FAPESP: 2015/06743-
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