Plant zonation in a tropical irregular estuary: can large occurrence zones be explained by a tradeoff model? / Zonação vegetal em um estuário tropical irregular: amplas zonas de ocorrência podem ser explicadas por um modelo tradeoff?

AbstractEstuaries present an environmental gradient that ranges from almost fresh water conditions to almost marine conditions. Salinity and flooding are the main abiotic drivers for plants. Therefore, plant zonation in estuaries is closely related to the tidal cycles. It is expected that the competitive abilities of plants would be inversely related to the tolerance toward environmental stress (tradeoff). Thus, in estuaries, plant zonation tends to be controlled by the environment near the sandbar and by competition away from it. This zonation pattern has been proposed for regular non-tropical estuaries. For tropical estuaries, the relative importance of rain is higher, and it is not clear to what extent this model can be extrapolated. We measured the tidal influence along the environmental gradient of a tropical irregular estuary and quantified the relative importance of the environment and the co-occurrence degree. Contrary to the narrow occurrence zone that would be expected for regular estuaries, plants presented large occurrence zones. However, the relative importance of the environment and competition followed the same patterns proposed for regular estuaries. The environmental conditions allow plants to occur in larger zones, but these zones arise from smaller and infrequent patches distributed across a larger area, and most species populations are concentrated in relatively narrow zones. Thus, we concluded that the zonation pattern in the Massaguaçu River estuary agrees with the tradeoff model.

ResumoEstuários apresentam um gradiente ambiental que varia de condições próximas a de água doce a condições quase marinhas. A salinidade e o alagamento são os principais fatores abióticos para as plantas. Por isso, a zonação vegetal em estuários está proximamente relacionada aos ciclos da maré. É esperado que as habilidades competitivas das plantas sejam inversamente relacionadas à tolerância ao estresse ambiental (tradeoff). Assim, em estuários, a zonação vegetal tende a ser controlada pelo ambiente, próximo à barra, e pela competição, longe da mesma. Esse padrão de zonação tem sido proposto para estuários regulares não tropicais. Para estuários tropicais, a importância relativa da chuva é maior, e não é claro até que ponto esse modelo pode ser extrapolado. Nós medimos a influência da maré ao longo do gradiente ambiental de um estuário tropical irregular e quantificamos a importância relativa do ambiente e o grau de correlação. Contrariamente à ocorrência estreita que seria esperada para estuários regulares, as plantas apresentaram amplas zonas de ocorrência. No entanto, a importância relativa do ambiente e da competição seguiram os mesmos padrões propostos para estuários regulares. As condições ambientais permitem às plantas ocorrerem em zonas mais amplas, mas estas zonas resultam de pontos ocasionais, e as populações da maioria das espécies estão concentradas em zonas relativamente estreitas. Desse modo, concluímos que o padrão de zonação no estuário do Rio Massaguaçu está de acordo com o modelo tradeoff.

Seasonality effect on the allelopathy of cerrado species

The Brazilian cerrado presents strong climate seasonality. During the dry season, plants may be exposed to stressful situations, such as a soil surface water deficit, that stimulate their chemical defenses. However, the seasonality effect on the production of allelopathic compounds of cerrado plant species is poorly understood. In this study, the phytotoxic activities of common native cerrado plants were evaluated during rainy and dry seasons. Crude leaves extracts (10% concentration: weight/volume, with dry leaves and distilled water) from eleven species were tested on lettuce and sesame germination. The negative effects on germination percentages, rates and informational entropies of the target species were higher when submitted to plant extracts from the dry season, where the germination rate was the most sensible parameter. The higher sensibility of lettuce and the germination rate parameter showed this difference. Only two exceptions had higher effects for rainy season extracts; one species showed higher negative effects on germination informational entropy of lettuce and another species on the germination rate of sesame. Thus, increases in the allelopathic activity were seen in the majority of the studied cerrado plant species during the dry season. These distinct responses to stressful situations in a complex environment such as the Brazilian cerrado may support the establishment and survival of some species.

O cerrado brasileiro apresenta forte sazonalidade climática. Durante a estação seca as plantas podem estar expostas a situações estressantes, tais como um déficit de umidade nas camadas superficiais do solo, que estimulam suas defesas químicas. No entanto, o efeito da sazonalidade na produção de compostos alelopáticos de espécies vegetais de cerrado é pouco conhecido. Neste estudo, as atividades fitotóxicas de plantas nativas comuns de cerrado foram avaliadas durante as estações chuvosa e seca. Extratos brutos de folhas (concentração 10%: peso/volume, com folhas secas e água destilada) de onze espécies foram testados sobre a germinação de alface e gergelim. Os efeitos negativos sobre as porcentagens de germinação, velocidades e entropias informacionais das espécies-alvo foram maiores quando submetidas a extratos vegetais da estação seca. A maior sensibilidade da alface e do parâmetro velocidade de germinação mostraram essa diferença. Apenas duas exceções tiveram maiores efeitos para extratos da estação chuvosa; uma espécie mostrou maiores efeitos negativos sobre a entropia informacional de germinação de alface e outra espécie sobre a velocidade de germinação de gergelim. Assim, aumentos na atividade alelopática foram vistos na maioria das espécies vegetais do cerrado estudadas durante a estação seca. Estas respostas distintas a situações estressantes em um ambiente complexo como o cerrado brasileiro podem auxiliar no estabelecimento e na sobrevivência de algumas espécies.

Seasonality effect on the allelopathy of cerrado species / Efeito da sazonalidade sobre a alelopatia de espécies de cerrado

The Brazilian cerrado presents strong climate seasonality. During the dry season, plants may be exposed to stressful situations, such as a soil surface water deficit, that stimulate their chemical defenses. However, the seasonality effect on the production of allelopathic compounds of cerrado plant species is poorly understood. In this study, the phytotoxic activities of common native cerrado plants were evaluated during rainy and dry seasons. Crude leaves extracts (10% concentration: weight/volume, with dry leaves and distilled water) from eleven species were tested on lettuce and sesame germination. The negative effects on germination percentages, rates and informational entropies of the target species were higher when submitted to plant extracts from the dry season, where the germination rate was the most sensible parameter. The higher sensibility of lettuce and the germination rate parameter showed this difference. Only two exceptions had higher effects for rainy season extracts; one species showed higher negative effects on germination informational entropy of lettuce and another species on the germination rate of sesame. Thus, increases in the allelopathic activity were seen in the majority of the studied cerrado plant species during the dry season. These distinct responses to stressful situations in a complex environment such as the Brazilian cerrado may support the establishment and survival of some species.

O cerrado brasileiro apresenta forte sazonalidade climática. Durante a estação seca as plantas podem estar expostas a situações estressantes, tais como um déficit de umidade nas camadas superficiais do solo, que estimulam suas defesas químicas. No entanto, o efeito da sazonalidade na produção de compostos alelopáticos de espécies vegetais de cerrado é pouco conhecido. Neste estudo, as atividades fitotóxicas de plantas nativas comuns de cerrado foram avaliadas durante as estações chuvosa e seca. Extratos brutos de folhas (concentração 10%: peso/volume, com folhas secas e água destilada) de onze espécies foram testados sobre a germinação de alface e gergelim. Os efeitos negativos sobre as porcentagens de germinação, velocidades e entropias informacionais das espécies-alvo foram maiores quando submetidas a extratos vegetais da estação seca. A maior sensibilidade da alface e do parâmetro velocidade de germinação mostraram essa diferença. Apenas duas exceções tiveram maiores efeitos para extratos da estação chuvosa; uma espécie mostrou maiores efeitos negativos sobre a entropia informacional de germinação de alface e outra espécie sobre a velocidade de germinação de gergelim. Assim, aumentos na atividade alelopática foram vistos na maioria das espécies vegetais do cerrado estudadas durante a estação seca. Estas respostas distintas a situações estressantes em um ambiente complexo como o cerrado brasileiro podem auxiliar no estabelecimento e na sobrevivência de algumas espécies.