A comparative study of resource allocation in Pteridium in different Brazilian ecosystems and its relationship with European studies / Estudo comparativo da alocação de recurso em Pteridium em diferentes ecossistemas brasileiros e sua relação com estudos na europa

Pteridium is a cosmopolitan genus that acts as an invasive species in many parts of the world. Most research on this genus has occurred in Europe, and there is a lack of data on it from South America, in spite of causing considerable conservation problems. We compared the biomass allocation of P. esculentum subsp. arachnoideum in two ecosystems in Brazil - Atlantic forest and Brazilian savanna. We measured the biomass of fronds, rhizomes and above-ground litter. We also compared the density, length and biomass of fronds from this Brazilian study with similar data of P. esculentum subsp. arachnoideum derived from Venezuela and P. aquilinum from Europe. P. esculentum subsp. arachnoideum showed a wide response range. We found a negative relationship between frond and necromass, indicating a negative feedback effect, while a positive relationship was observed between frond and rhizome biomass. The continental comparison of relationships showed that Pteridium responds in a different way in both Brazil and Europe, and that in Brazil fronds tend to be longer and heavier, presumably as a result of the continuous growing season in South America while is shortened in Europe by frost. The paper shows the ability of Pteridium to adapt to different ecosystems.

Pteridium é um gênero cosmopolita que inclui espécies invasoras em várias partes do mundo. Os estudos sobre o gênero têm ocorrido principalmente na Europa, e existem poucas informações para as espécies que ocorrem na América do Sul. Nesse estudo comparamos a alocação de biomassa de P. esculentum subsp. arachnoideum em dois ecossistemas brasileiros – Mata Atlântica e Cerrado - em cada um dos quais medimos a biomassa nos rametas, nos rizomas e na serapilheira. Comparamos, também, a densidade, comprimento e biomassa dos rametas com informações obtidas sobre P. esculentum subsp. arachnoideum na Venezuela e P. aquilinum na Europa. P. esculentum subsp. arachnoideum apresentou respostas distintas. Encontramos uma relação negativa entre a biomassa de rametas e da serapilheira, indicando uma retro-alimentação negativa, enquanto houve uma relação positiva entre a biomassa dos rametas e dos rizomas. A comparação das relações entre os continentes indicou que Pteridium responde diferentemente no Brazil e na Europa, e também que no Brasil os rametas são maiores e contêm mais biomassa, possivelmente devido à estação de crescimento contínua, enquanto na Europa o crescimento é limitado pelas baixas temperaturas. Esse estudo demonstra o sucesso adaptativo de Pteridium em diferentes ecossistemas.

Germination and allometry of the native palm tree Euterpe edulis compared to the introduced E. oleracea and their hybrids in Atlantic rainforest / Germinação e alometria de Euterpe edulis comparadas à palmeira introduzida Euterpe oleracea e seus híbridos na floresta Atlântica

Palms are distinctive plants of tropics and have peculiar allometric relations. Understanding such relations is useful in the case of introduced species because their ability to establish and invade must be clarified in terms of their responses in the new site. Our purpose was to assess the survival and invasive capacity of an introduced palm species in the Atlantic rainforest, Euterpe oleracea Mart., compared to the native Euterpe edulis Mart. and to the hybrids produced between the two species. Considering this, we compared the allometry in different ontogenetic stages, the germination rates, and aspects of the initial development. The ontogenetic stages proposed for both Euterpe illustrated the growth patterns described for palm trees. E. oleracea and hybrids adjusted to the geometric similarity allometric model, while E. edulis presented a slope greater than would be expected considering this model, indicating a greater height for a given diameter. E. oleracea showed the same amount of pulp per fruit as E. edulis and a similar initial development of seedlings. The main differences observed were a lower germination rate and a faster height gain of E. oleracea seedlings. We conclude that E. oleracea, which is similar to E. edulis in aspects of allometry, development, seed and seedling morphology, may be an important competitor of this native palm tree in the Atlantic Forest.

Palmeiras são plantas características dos trópicos que apresentam relações alométricas peculiares. Compreender tais padrões pode ser útil no caso de espécies introduzidas, uma vez que sua habilidade de estabelecimento e invasão deve ser esclarecida em relação as suas respostas à nova localidade. Nosso propósito foi compreender a sobrevivência e a capacidade de invasão de uma palmeira introduzida na floresta Atlântica, Euterpe oleracea Mart. (açaizeiro) comparada à palmeira nativa Euterpe edulis Mart. (juçara), também considerando seus híbridos. Para isso comparamos suas relações alométricas em estádios ontogenéticos, sua germinação e seu desenvolvimento inicial. Os estádios ontogenéticos propostos para ambas as Euterpe ilustraram os padrões de crescimento esperados para palmeiras. E. oleracea e híbridos apresentaram-se sob o modelo alométrico de similaridade geométrica e E. edulis apresentou inclinação maior do que este modelo. E. oleracea produziu a mesma quantidade de polpa por fruto que E. edulis. As principais diferenças observadas foram menor taxa de germinação e maior velocidade de crescimento em altura para as plântulas de E. oleracea. Em conclusão, nossos resultados indicam que E. oleracea, sendo similar a E. edulis em termos de alometria, desenvolvimento e morfologia de sementes e plântulas, pode ser um importante competidor para a espécies nativa na Floresta Atlântica.

Allometry of some woody plant species in a Brazilian savanna after two years of a dry season fire / Alometria de espécies lenhosas de cerrado dois anos após um incêndio

Studies of allometry are important in explaining effects of fire and herbivory, for estimating biomass in forests, and so on. There has been extensive research on plant allometry in temperate and tropical forests, showing that plant architecture often adjusts to the elastic similarity model, but not in Brazilian savannas (cerrado). We studied allometry of Dalbergia miscolobium, Diospyros hispida, Erythroxylum suberosum, Miconia albicans, M. ligustroides, Schefflera vinosa, and Xylopia aromatica in a cerrado sensu stricto area that was affected by a fire in August 2006. We expected that the study species would not adjust to any of the allometric models considered common for forest species ("constant stress", "elastic similarity", and "geometric growth"), and that there would be differences in allometry in burnt and unburnt patches. We sampled two species in 60 5 × 5 m contiguous plots placed in three transects, and five species in 100 5 × 5 m contiguous plots placed in five transects, where we measured the diameters at soil level (DSL) and the heights of all shoots. We used standardized major axis regressions on log-transformed data. The regression slope between the height and DSL was higher than 1.0 (p < 0.05) for four species, showing a greater height than would be expected under geometric growth, not predicted by theoretical models. We found significant differences (p < 0.05) in regression slopes and/or correlation coefficients between burnt and unburnt plots for five species, indicating that fire may influence plant allometry in the Brazilian cerrado, and that such a response is highly variable between species.

Estudos de alometria são importantes para interpretar o efeito de fogo e da herbivoria, para estimar biomassa em florestas, entre outros. Há diversos estudos em florestas temperadas e tropicais, mostrando que as plantas desses ecossistemas frequentemente ajustam-se ao modelo de similaridade elástica; mas quase não há estudos realizados no cerrado. Estudamos a alometria de Dalbergia miscolobium, Diospyros hispida, Erythroxylum suberosum, Miconia albicans, M. ligustroides, Schefflera vinosa e Xylopia aromatica em um fragmento de cerrado sensu stricto, afetado de maneira heterogênea por um incêndio em agosto de 2006. Esperávamos que as espécies não se ajustassem a quaisquer dos modelos considerados comuns para espécies florestais ("estresse constante", "similaridade elástica" e "crescimento geométrico"), e que haveria diferenças significativas entre manchas atingidas pelo fogo e as não atingidas. Amostramos duas espécies em 60 parcelas contíguas de 5 × 5 m dispostas em três transectos e cinco espécies em 100 parcelas contíguas de 5 × 5 m dispostas em cinco transectos, dentro das quais medimos o diâmetro à altura do solo (DAS) e a altura de todos os caules. Usamos regressões do tipo eixo principal reduzido sobre logaritmos dos dados. A inclinação da regressão foi maior do que 1,0 (p < 0,05) para quatro espécies, mostrando uma altura maior do que seria esperada sob crescimento geométrico. Esse padrão não é previsto por modelos teóricos. Encontramos diferenças significativas (p < 0,05) nos coeficientes de inclinação e/ou de correlação entre parcelas queimadas e não queimadas para cinco espécies; generalizamos que o fogo pode influenciar a alometria de plantas do cerrado, sendo que essa resposta pode variar entre espécies.