Effects of nickel on the fern Regnellidium diphyllum Lindm. (Marsileaceae) / Efeitos do níquel sobre a filicínea Regnellidium diphyllum Lindm. (Marsileaceae)

The heterosporous fern Regnellidium diphyllum occurs in southern Brazil and some adjoining localities in Uruguay and Argentina. Currently it is on the list of threatened species in the state of Rio Grande do Sul. Anthropic alterations such as the conversion of wetlands into agricultural areas or water and soil contamination by pollutants may compromise the establishment and survival of this species. Nickel (Ni) is an essential nutrient for plants but increasing levels of this metal due to pollution can cause deleterious effects especially in aquatic macrophytes. Megaspore germination tests were performed using Meyer's solution, at concentrations of 0 (control), 0.05, 0.5, 1, 5, 10, 20, 30, 50 and 100 mg L-1 of Ni. The initial development of apomictic sporophytes was studied using solutions containing 0 (control) to 4.8 mg L-1 of Ni. A significant negative relation was observed between the different Ni concentrations and the megaspore germination/sporophyte formation rates. Primary roots, primary leaves and secondary leaves were significantly shorter at 3.2 and 4.8 mg L-1 of Ni, when compared with the treatment without this metal. At 4.8 mg L-1, leaves also presented chlorosis and necrosis. The introduction of pollutants with Ni in the natural habitat of Regnellidium diphyllum may inhibit the establishment of plants in the initial stage of development, a problem to be considered in relation to the conservation of this species.

A samambaia heterosporada Regnellidium diphyllum Lindm. ocorre no Sul do Brasil e em algumas localidades vizinhas no Uruguai e na Argentina. Atualmente, consta da lista de espécies ameaçadas do Estado do Rio Grande do Sul. Alterações antrópicas - tais como a conversão de áreas úmidas em áreas de agricultura ou a contaminação de água e solo por poluentes - podem comprometer o estabelecimento e a sobrevivência da espécie. Níquel (Ni) é um nutriente essencial às plantas, mas níveis aumentados desse metal, em razão da poluição, podem causar efeitos deletérios, especialmente em macrófitas aquáticas. Testes de germinação de megásporos foram realizados usando-se solução de Meyer, em concentrações de 0 (controle); 0,05; 0,5; 1; 5; 10; 20; 30; 50; 100 mg L-1 de Ni. O desenvolvimento inicial de esporófitos apomíticos foi estudado usando-se soluções contendo 0 (controle) a 4,8 mg L-1 de Ni. Relação negativa significante foi observada entre diferentes concentrações de Ni e as taxas de germinação de megásporos/formação de esporófitos. Raízes primárias e folhas primárias e secundárias foram significantemente mais curtas a 3,2 e 4,8 mg L-1 de Ni, quando comparadas ao tratamento sem esse metal. Em 4,8 mg L-1, folhas também apresentaram clorose e necrose. A introdução de poluentes com Ni no habitat natural de Regnellidium diphyllum pode inibir o estabelecimento de plantas em estádio inicial de desenvolvimento, um problemaa a ser considerado em relação à conservação dessa espécie.

Caudex growth and phenology of Cyathea atrovirens (Langsd. & Fisch.) Domin (Cyatheaceae) in secondary forest, southern Brazil / Crescimento do cáudice e fenologia de Cyathea atrovirens (Langsd. & Fisch.) Domin (Cyatheaceae) em floresta secundária, no sul do Brasil

The leaf production and senescence, formation and release of spores of Cyathea atrovirens (Langsd. & Fisch.) Domin were analysed based on the monthly monitoring of 50 plants growing in a secondary forest, in the municipality of Novo Hamburgo, in the state of Rio Grande do Sul, during the year 2004. The caudex height and number of mature and fertile leaves were recorded annually in 2004-09. In 2004, monthly production and senescence of leaves were concomitant, without total leaf abscission. Population synchrony at emergence (Z = 0.86) and leaf senescence (Z = 0.82) increased in spring but did not correlate with temperature and photoperiod. All individuals were fertile and the sporangia production and spore liberation presented higher and equal synchrony (Z = 0.84) respectively in spring and summer. Sporangia production was related with temperature and photoperiod, however taller plants did not produce more fertile leaves. Phenological events analysed were not influenced by precipitation, as expected for forests in non-seasonal climate. Over five years (2004-09), the annual mean caudex growth varied between 1.19 and 2.50 cm.year-1 and the plants appeared to have an ability to maintain a relatively stable amount of leaves throughout this period.

A produção e a senescência de folhas, a formação e a liberação de esporos de Cyathea atrovirens (Langsd. & Fisch.) Domin, durante o ano de 2004, foram analisadas a partir do monitoramento mensal de 50 plantas, crescendo em floresta secundária, no município de Novo Hamburgo, Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. A altura do cáudice e o número de folhas foram mensurados anualmente de 2004-2009. Em 2004, a produção e a senescência mensal de folhas foram concomitantes, evitando a abscisão foliar total. A sincronia da população na renovação (Z = 0,86) e na senescência foliar (Z = 0,82) aumentou na primavera, porém esses eventos não se relacionaram com temperatura e fotoperíodo. Todos os indivíduos estavam férteis e a produção de esporângios e a liberação de esporos apresentaram uma sincronia maior e igual (Z = 0,84), respectivamente, na primavera e no verão. A produção de esporângios se relacionou com temperatura e fotoperíodo, porém plantas mais altas não produziram mais folhas férteis. Os eventos fenológicos analisados não foram influenciados pela precipitação, tal como esperado para florestas sob clima não sazonal. Durante cinco anos (2004-2009), a média anual do crescimento do cáudice variou de 1,19 a 2,50 cm.ano-1 e as plantas demonstraram capacidade de manter o número de folhas relativamente estável ao longo do período.

Germination and sporophytic development of Regnellidium diphyllum Lindman (Marsileaceae) in the presence of hexavalent chromium

Regnellidium diphyllum Lindman is a heterosporous fern, growing in aquatic environments and surrounding wetlands, which is assumed to be threatened by increasing water pollution and disappearance of its natural habitats. Among contaminants, hexavalent chromium - Cr(VI) - is known to be present in effluents from some leather tanning factories. Megaspore germination tests were performed using Meyer's solution, at concentrations 0 (control), 0.1, 0.5, 1, 5, 10, 15, 20, 30, 50, and 80 mg.L-1, from a standard solution of Titrisol® 1000 mg.L-1. The primary development of apomictic sporophytes was studied using solutions containing 0.025 to 4.8 mg.L-1 of Cr(VI). The experiments were conducted in a growth chamber at 24 ± 1 ºC and for a 12-hour photoperiod under fluorescent lights, providing a nominal irradiance of 77 µmol.m-2/s. Significant differences in megaspore germination, with subsequent sporophytic development, were verified from 0.5 mg.L-1 Cr(VI) concentration onwards. Growth of primary root and primary and secondary leaves was significantly reduced at 3.2 mg.L-1 Cr(VI) concentration or higher. Considering the pollution from Cr(VI) in some areas of R. diphyllum natural occurrence, these data indicate that low reproductive rates and disappearance of populations are likely to occur in these situations.

Regnellidium diphyllum Lindman é uma filicínea heterosporada que se desenvolve em ambientes aquáticos e áreas úmidas circundantes, sendo considerada ameaçada pelo aumento da poluição e desaparecimento dos seus hábitats naturais. Entre os contaminantes, o cromo hexavalente - Cr(VI) - é conhecido por estar presente nos efluentes de algumas indústrias de curtimento de couro. Testes de germinação foram realizados em meio líquido de Meyer, com concentrações de 0(controle); 0,1; 0,5; 1; 5; 10; 15; 20; 30; 50; e 80 mg.L-1 de Cr(VI), a partir de uma solução padrão de Titrisol® a 1000 mg.L-1. O desenvolvimento primário dos esporófitos apomíticos foi analisado em meios contendo de 0,025 a 4,8 mg.L-1 de Cr(VI). Os experimentos foram conduzidos em câmara de crescimento a 24 ± 1 ºC, fotoperíodo de 12 horas com lâmpadas fluorescentes fornecendo irradiância nominal de 77 µmol.m-2/s. Diferenças significativas na germinação dos megásporos e seu subsequente desenvolvimento foram verificadas a partir da concentração 0,5 mg.L-1 de Cr(VI). O crescimento da raiz primária e das folhas primárias e secundárias foi significativamente reduzido na concentração 3,2mg.L-1 de Cr(VI) ou superior. Considerando a poluição proveniente por Cr(VI) em algumas áreas de ocorrência natural de R. diphyllum, esses dados indicam que as baixas taxas de reprodução e mesmo o desaparecimento das populações podem ser esperadas nessas situações.

Effects of 2,4-D on the germination of megaspores and initial development of Regnellidium diphyllum Lindman (Monilophyta, Marsileaceae) / Efeitos do 2,4-D sobre a germinação de megásporos e o desenvolvimento inicial de Regnellidium diphyllum Lindman (Monilophyta, Marsileaceae)

Regnellidium diphyllum is considered as endangered, occurring in the State of Rio Grande do Sul, Brazil, and a few adjoining localities in Uruguay, Argentina and the State of Santa Catarina. It grows in wetlands frequently altered for agricultural activities. Herbicides based on 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) are widely used in these fields. The effects of 2,4-D on the germination of megaspores and initial sporophytic development of R. diphyllum were investigated. Six concentrations of 2,4-D (0.32; 0.64; 1.92; 4.80; 9.60 and 19.20 mg.L-1), and the control (0.00 mg.L-1), were tested in vitro, using Meyer's medium. Cultures were maintained in a growth chamber at 24 ± 1 °C, under artificial light with nominal irradiance of 110 µmol.m-2/s and 16 hours photoperiod. Megaspore germination was lower at 9.60 and 19.20 mg.L-1 of 2,4-D (56 and 48 percent, respectively), compared with the control (68 percent). Herbicide concentrations of up to 1.92 mg.L-1 did not significantly decrease the number of sporophytes formed. At 19.20 mg.L-1, no sporophytes were formed. The lengths of the primary root, primary and secondary leaves were greater at concentrations of 0.32 and 0.64 mg.L-1 of 2,4-D. Low concentrations of 2,4-D do not affect germination rates and initial development of R. diphyllum in a significant way. However, higher concentrations (9.60 and 19.20 mg.L-1) affect substantially the germination of the megaspores and interfere with the establishment of the species.

Regnellidium diphyllum é considerada ameaçada, ocorrendo no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil, e em algumas localidades vizinhas no Uruguai, na Argentina e no Estado de Santa Catarina. Cresce em áreas alagáveis, frequentemente alteradas para atividades agrícolas. Herbicidas baseados em ácido 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D) são largamente utilizados nestas plantações. Os efeitos do 2,4-D sobre a germinação de megásporos e o desenvolvimento esporofítico inicial de R. diphyllum foram investigados. Seis concentrações de 2,4-D (0,32; 0,64; 1,92; 4,80; 9,60 e 19,20 mg.L-1), além do controle (0,00 mg.L-1) foram testadas in vitro, utilizando meio de Meyer. As culturas foram mantidas em câmara de germinação a 24 ± 1 °C, sob luz artificial, com irradiância nominal de 110 mmol.m-2/s e fotoperíodo de 16 horas. A germinação de megásporos foi menor em 9,60 e 19,20 mg.L-1 de 2,4-D (56 e 48 por cento, respectivamente), comparada ao controle (68 por cento). Concentrações até 1,92 mg.L-1 não diminuíram significativamente o número de esporófitos formados. Em 19,20 mg.L-1, não houve formação de esporófitos. Os comprimentos da raiz primária e das folhas primária e secundária foram maiores em concentrações de 0,32 e 0,64 mg.L-1 de 2,4-D. Baixas concentrações de 2,4-D não afetam significantemente as taxas de germinação e o desenvolvimento inicial de R. diphyllum. Entretanto, maiores concentrações (9,60 e 19,20 mg.L-1) afetam substancialmente a germinação de megásporos e interferem no estabelecimento da espécie.