INFLUENCIA DE LA HERBIVORÍA Y LA APERTURA DE CLAROS SOBRE EL CRECIMIENTO TOTAL DE Brosimum alicastrum (Moraceae) / Influence of herbivory and gap-openness on whole-plant growth of Brosimum alicastrum (Moraceae)

RESUMEN El crecimiento compensatorio y las defensas vegetales son respuestas para lidiar con la herbivoría y la luz. El estudio de la influencia de los componentes morfo-fisiológicos, de la asignación de biomasa y de la defensa vegetal podría arrojar información que ayude a entender estas respuestas. Se evaluaron los efectos de la herbivoría y la apertura de claros sobre el crecimiento, los componentes morfo-fisiológicos, la asignación de biomasa y las defensas químicas y físicas en plántulas de Brosimum alicastrum en una selva mediana subcaducifolia. Se utilizó un diseño anidado con sitios de sotobosque y claros (n = 3 en cada uno) y dentro de ellos plántulas sometidas a tres tratamientos de herbivoría: control (n = 10), simulada (n = 10) y natural (n = 10). Se registró a lo largo de seis meses la influencia de la herbivoría sobre el crecimiento (biomasa, área foliar, altura, diámetro y producción de hojas), la producción de fenoles y la dureza foliar. Se halló un crecimiento compensatorio (todas las variables de crecimiento) con la herbivoría natural, subcompensatorio (biomasa, altura y diámetro) con la simulada, y sobrecompensatorio (producción de hojas) con la herbivoría natural sólo en claros. Los componentes morfológicos como el cociente del área foliar (LAR) y el área foliar específica (SLA) fueron mayores bajo claros y el fisiológico, como la tasa de asimilación neta (NAR), en sotobosque. La proporción de biomasa en sotobosque fue mayor hacia hojas y tallos y en claros más alta hacia raíces. La herbivoría fue mayor en claros y los fenoles foliares en sotobosque. No se encontró una relación (compromiso) entre las defensas y el crecimiento, sólo una tendencia negativa con los fenoles bajo condiciones limitantes de recursos, como ocurre en el sotobosque.

ABSTRACT Compensatory plant growth and plant defense are responses to deal with herbivory and light availability. The research focused on compensatory growth responses explained through the influence of morphological and physiological components of plant growth, allocation mass, and plant defense could clarify such process. We studied the effects of herbivory and gap-openness on compensatory growth responses, morphological and physiological components, allocation mass, and chemical defenses in seedlings of Brosimum alicastrum in a subhumid tropical forest. We used a nested design with understory and gap-openness site (n = 3 each) within each replicated site seedling belong to three herbivory treatments (n = 10 each): control, simulated, and natural; and along six months we studied the influence of leaf herbivory on plant growth (mass, leaf area, height, diameter, and leaf production) and production of phenols and leaf toughness. We recorded compensatory growth responses (all plant growth variables) with natural herbivory, subcompensatory (mass, height, and diameter) with simulated and, overcompensatory (leaf production) with natural herbivory although only under gap-openness. We found a higher leaf area ratio (LAR) and specific leaf area (SLA) (both morphological components) under gap-openness and high values of net assimilation rate (NAR) on understory. The mass proportion was highest in leaves and stems on the understory and higher in roots under gap-openness. Leafherbivory was highest under gap-openness while the phenols of the leaves on understory. We did not find a relationship (trade-off) between defense with plant growth, but it was possible to underline a negative pattern of the leaf phenols under limiting resources environment such as understory.

Tasa relativa de crecimiento en plántulas de dos poblaciones de Magnolia pugana (Magnoliaceae) en distintos niveles de luz y fertilidad del suelo / Relative growth rate in Magnolia pugana (Magnoliaceae) seedlings from two populations at different light levels and soil fertility

Resumen El estudio de la ecofisiología de las especies en peligro de extinción es clave para el éxito de programas de conservación y restauración ecológica. El objetivo de este trabajo fue conocer el efecto de los factores luz, fertilidad de suelo y procedencia de las plántulas en el crecimiento de plántulas de Magnolia pugana. Se estimó la tasa relativa de crecimiento (TRC) y sus componentes (Tasa de Asimilación Neta: TAN y Cociente del Área Foliar: CAF), así como la relación raíz/vástago (C: R/V). Las plántulas fueron obtenidas de semillas recolectadas de dos localidades en Zapopan, Jalisco, México, la primera es una población silvestre en San Nicolás (SN) y la segunda es una plantación ubicada en los jardines del Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias (CUCBA). El experimento se llevó a cabo en condiciones de invernadero. En septiembre 2015, 96 plántulas de tres meses de edad fueron sometidas a los siguientes tratamientos con un experimento factorial (2 × 2 × 2): nivel de luz (alta = 1 120 μmol m-2 s-1 y baja = 136.3 μmol m-2 s-1), procedencia de las plántulas (San Nicolás y CUCBA) y fertilidad del suelo (alta = suelo San Nicolás, baja = suelo del CUCBA) con 12 repeticiones por cada combinación de factores y niveles. El crecimiento se estimó con dos cosechas: la primera a los 30 días de establecido el experimento y la segunda a los 60 días. Los niveles de luz, fertilidad del suelo y la procedencia de las plántulas influyeron en el crecimiento a través de ajustes fisiológicos y morfológicos. En general Magnolia pugana mostró mayor TRC y TAN en la luz alta, mientras que el CAF disminuyó. La fertilidad del suelo y la procedencia de las plántulas no afectaron la TRC ni sus componentes. Sin embargo, si fueron afectados por los niveles de luz, las plántulas de SN crecieron más en luz alta. La altura del tallo varió debido a la fertilidad del suelo y a la procedencia de las plántulas, en el suelo con fertilidad baja, en el suelo del CUCBA las plántulas de SN fueron 35 % más altas que las del CUCBA. El suelo de baja fertilidad en la luz alta ocasionó que las plántulas asignaran mayor biomasa a la raíz. El componente fisiológico (TAN) fue el mayor determinante en la variación intraespecífica de la TRC. Las plántulas de SN mostraron mayor plasticidad fenotípica debido a que es una población silvestre, por lo que posiblemente tiene variación genética más alta que la población cultivada del CUCBA. Los resultados sugieren que Magnolia pugana es una especie con capacidad de adaptarse a diversos ambientes debido a su plasticidad fenotípica frente a los distintos niveles de luz y fertilidad del suelo.

Abstract The study of ecophysiology of endangered species is key to the success of conservation and ecological restoration programs. The objective of this work was to know the effect of light, soil fertility and seed origin on the growth of Magnolia pugana seedlings. The relative growth rate (RGR) and its components (Net Assimilation Rate: NAR and Leaf Area Ratio: LAR), as well as the root-shoot ratio (R/S) were estimated. Seedlings were obtained from seeds collected in two localities in Zapopan, Jalisco, Mexico, the first is a wild population in San Nicolás (SN) and the second is a plantation located in the gardens of the Centro Universitario de Ciencias Biológicas y Agropecuarias (CUCBA). The experiment was conducted under greenhouse conditions. In September 2015, 96 seedlings of approximately three months old were subjected to the following treatments in a factorial experiment (2x2x2): light level (high = 1 120 μmol m-2 s-1 and low = 136.3 μmol m-2 s-1), seedling origin (SN and CUCBA) and soil fertility (high fertility = SN soil, low fertility = CUCBA soil) with 12 replicates for each combination of factors and levels. Growth was estimated in two harvests: the first harvest after 30 days of starting the experiment and the second at 60 days. Light and soil fertility levels, as well as seedling origin influenced growth through physiological and morphological adjustments. In general, Magnolia pugana showed higher RGR and NAR in high light, while LAR decreased. Soil fertility and seedling origin did not affect RGR or its components. However, these were affected by the light level, seedlings from SN grew more in high light. Stem height varied due to soil fertility and seedling origin, in low fertility soil (CUCBA) the seedlings of SN were 35 % higher than those of CUCBA. Low fertility soil under high light caused greater investment in seedling root biomass. The physiological component (NAR) was the major determinant of intraspecific variation in RGR. SN seedlings showed greater phenotypic plasticity due to coming from a wild population, which possibly has higher genetic variation than the cultivated population from CUCBA. The results suggest that Magnolia pugana is a species capable of adapting to diverse environments due to its phenotypic plasticity in response to different light and soil fertility levels. Rev. Biol. Trop. 66(2): 622-633. Epub 2018 June 01.

Crecimiento comparativo de plantas de Urena sinuata L., Plantago major L. y Zingiber officinale L. / Comparative growth of Urena sinuate L., Plantago major L. and Zingiber officinale L. plants

Se comparó el crecimiento de plantas de Urena sinuata L. (cadillo de perro), Plantago major L. (llantén) y Zingiber officinale L. (jengibre), cultivadas en canteros a cielo abierto en Maracay, Venezuela. Las curvas de acumulación de materia seca total y de crecimiento del área foliar mostraron valores significativamente mayores en Z. officinale a partir de los 50 días desde la siembra. Los rendimientos en materia seca representaron el equivalente a 4,87; 1,91 y 1,81 t/ha, en Z. officinale, U. sinuata y P. major, mientras que la fracción de hojas en U. sinuata y de P. major, fueron respectivamente 0,47 y 0,82 t/ha, y la de rizoma de Z. officinale 2,04 t/ha. Estos resultados muestran que el cultivo en canteros es una forma sencilla de producir plantas medicinales en ambientes caseros. No hubo diferencias en los valores del índice de crecimiento relativo entre las especies, pero sí en sus variables componentes.

The growth of Urena sinuta L. (cadillo de perro), Plantago major L. (Plantain), and Zingiber oficinale L. (Ginger) plants cultivated in open-air beds in Maracay, Venezuela, was compared. The curves of accumulation of total dry matter and of the foliage area growth showed significantly high values in Z. officinale from the 50th day of its sowing on. The yieldings in dry matter accounted for 4.87, 1.91, and 1.81 t/ha in Z. officinale , U. sinuata and P. major . The leave fraction in U. sinuata , and P. major were 0.47, and 0.82 t/ha, respectively; whereas that of rhizome of Z. officinale was 2.04 t/ha. These results showed that the cultivation in beds is a simple way to produce medicinal plants in home environments. There were no differences in the values of growth relative rate among species, but they were certainly observed in their component variables.