Questioning the environmental stress hypothesis for gall diversity of restinga vegetation on dunes

he Atlantic Coast Restinga is a mosaic of plant communities with a distinct floristic and phytophysiognomy, exposed to luminous, thermal, and saline stresses. Plants of the restinga must have special features commonly associated to xeric environments, and are expected to host a high diversity of galling herbivores. We studied gall morphotypes, and recorded the diversity of galls on plants growing in sand dunes in a remnant area of restinga (Acaraí State Park) in São Francisco do Sul, Santa Catarina State, Brazil. The sampling was done in four plots (250 x 5 m), constituting a total area of 5 000 m², during April, May and June. Plant branches (n ≥ 5) with galls were sampled, identified, and the galls were photographed. The galls were classified into eight morphotypes, associated to eight host plants constituting 15 host plants - galling herbivores systems. The identification of the gall - inducers was based on literature, and on the species-specific feature of this kind of host plant-gall inducers interaction. There was a predominance of leaf galls, green in color. The most common morphotypes were the globoid, lenticular, conical, rosette, marginal, and fusiform galls, similarly to the inventories performed on other Brazilian biomes. Despite the environmental stresses, the xeric features of the dunes of the ASP, and the high local plant diversity, the diversity of galling herbivores were low. Varronia curassavica (Boraginaceae), Smilax campestris (Smilacaceae), and Guapira opposita (Nyctaginaceae) were superhosts of galling herbivores in the dunes, with about 70 % of the total associated parasites. The environmental effect seems to be neutral, either for the host plants or for the generation of gall morphotypes. Alternatively, the scarce nutritional resources could be restrictive for the establishment of the galling herbivores inside plant tissues. Rev. Biol. Trop. 63 (4): 959-970. Epub 2015 December 01.

a Costa Atlántica Restinga es un mosaico de comunidades de plantas con una florística distinta y fitofisionomía, expuestas al estrés lumínico, térmico y salino. Las plantas de la restinga deben tener características especiales comúnmente asociadas con ambientes xerófilos, y se espera que alberguen una gran diversidad de herbívoros de agallas. Estudiamos morfotipos de agallas, y registramos la diversidad de agallas en las plantas que crecen en las dunas de arena en un área remanente de restinga (State Park Acaraí) en São Francisco do Sul, estado de Santa Catarina, Brasil. El muestreo se realizó en cuatro parcelas (250 x 5 m), lo que constituye una superficie total de 5 000 m², durante abril, mayo y junio. Las ramas de la planta (n ≥ 5) con agallas se muestrearon, identificaron y las agallas se fotografiaron. Las agallas se clasificaron en ocho morfotipos, asociados a ocho plantas hospederas que constituyen 15 sistemas planta hospera-herbívoro de agallas. La identificación de los inductores de agallas se basó en la literatura y en la característica específica de la especie de este tipo de interacción planta-inductor de agallas. Hubo un predominio de agallas en las hojas, de color verde. Los morfotipos más comunes fueron: globoides, lenticular, cónico, roseta, marginal y fusiforme, de manera similar a los inventarios realizados en otros biomas brasileños. A pesar de las presiones ambientales, las características xerófitas de las dunas de la ASP, y la alta diversidad de plantas locales, la diversidad de herbívoros de agallas era baja. Varronia curassavica (Boraginaceae), Smilax campestris (Smilacaceae) y Guapira opposita (Nyctaginaceae) fueron super-hospederos de herbívoros de agallas en las dunas, con alrededor del 70 % del total de parásitos asociados. El efecto del ambiente parece ser neutral, ya sea para las plantas hospederas o para la generación de morfotipos de agallas. Por otra parte, los recursos nutricionales escasos podrían ser restrictivos para el establecimiento de los herbívoros parasíticos dentro de los tejidos vegetales.

Adaptive variation of Patagonian Senecio patagonicus Hook. & Arn., Adesmia boronioides Hook.F. and Lepidophyllum cupressiforme (Lam.) Cass. as a plant response to environmental stress / Variación adaptativa en respuesta al estrés ambiental de Senecio patagonicus, Adesmia boronioides y Lepidophyllum cupressiforme que habitan en dos localidades de la Patagonia chilena

Different analyses were carried out on the following plant species: Adesmia boronioides Hook.F., Senecio patagonicus Hook. & Arn. and Lepidophyllum cupressiforme (Lam.) Cass. in order to compare the photosynthetic pigment, carotenoid and phenylpropanoid contents. Total phenolic content and antioxidant capacity were measured by using common established reagents: Folin-Ciocalteau and ABTS respectively. Plant samples were collected from specimens growing inside the National Park Pali Aike and the Botanic Garden Carl Skottsberg in Punta Arenas city. The results showed no marked tendencies between photosynthetic pigments. Nevertheless, a good correlation was found among the antioxidant capacity and phenolic compounds. Furthermore, species growing in the Pali Aike National Park seem to be more adapted to the environmental conditions.

Se realizaron diferentes análisis al contenido de pigmentos fotosintéticos, carotenoides y fenilpropanoides. El contenido de fenoles totales y la capacidad antioxidante se midieron usando reactivos ampliamente conocidos: Folin-Ciocalteau y ABTS respectivamente en las siguientes especies: Adesmia boronioides, Senecio patagonicus y Lepidophyllum cupressiforme. Estas plantas se encuentran en el Parque Nacional Pali Aike y en el Jardín Botánico Carl Skottsberg en la ciudad de Punta Arenas. Los resultados no muestran una tendencia clara entre las muestras de pigmentos fotosintéticos. Sin embargo, se pudo observar una buena correlación entre la capacidad antioxidante y el contenido de compuestos fenólicos. Además, aparentemente las especies que crecen en el Parque Nacional Pali Aike están más adaptadas a esas condiciones ambientales.

Diversity of galling insects in Styrax pohlii (Styracaceae): edge effect and use as bioindicators

Impacts of forest fragmentation and edge effect on plant-herbivores interactions are relatively unknown, and the relationships between galling insects and their host plants are very susceptible to environmental variations. The goal of our study was to test the edge effect hypothesis for galling insects associated with Styrax pohlii (Styracaceae) host plant. Samplings were conducted at a fragment of semi-deciduous forest in Goiânia, Goiás, Brazil. Thirty host plant individuals (15 at fragment edge and 15 in its interior) were sampled in July of 2007; in each plant, 10 apical branches were collected at the top, middle and bottom crown levels. Our results supported the prediction of greater richness of gall morphotypes in the edge habitat compared with remnant interior. In a similar way, gall abundance and frequency of attacked leaves were also greater in the fragment edge. These findings consequently suggest a positive response of galling insect diversity to edge effect; in the Saint-Hilaire forest, this effect probably operates through the changes in microclimatic conditions of edge habitats, which results in an increased hygrothermal stress, a determinant factor to distribution patterns of galling insects. We also concluded that these organisms could be employed as biological indicators (i) because of their host-specificity, (ii) they are sensitive to changes in plant quality, and (iii) present dissimilar and specific responses to local variation in habitat conditions. Rev. Biol. Trop. 59 (4): 1589-1597. Epub 2011 December 01.

Los impactos de la fragmentación de los bosques y el efecto de borde sobre las interacciones planta-herbívoros son relativamente desconocidos, y las relaciones entre los insectos inductores de agallas y sus plantas hospederas son muy susceptibles a las variaciones ambientales. El objetivo de nuestro estudio fue probar la hipótesis de efecto de borde en los insectos inductores de agallas asociados con la planta hospedera Styrax pohlii (Styracaceae). Los muestreos se realizaron en un fragmento de bosque semideciduo en Goiânia, Goiás, Brasil. Se tomaron muestras de treinta plantas hospederas (15 en el borde del fragmento y 15 en su interior), en cada planta, 10 ramas apicales fueron recolectadas en la parte superior, media e inferior. Nuestros resultados apoyan la predicción de una mayor riqueza de morfotipos de agallas en el borde del hábitat en comparación con su interior. De manera similar, la abundancia de las agallas y la frecuencia de las hojas atacadas también fueron mayores en el borde del fragmento. Estos resultados sugieren por consiguiente, una respuesta positiva de la diversidad de insectos de agallas al efecto borde, en el bosque de Saint-Hilaire, este efecto probablemente opera a través de los cambios en las condiciones microclimáticas de los hábitats de borde, que se traduce en un aumento de estrés higrotérmico, un factor determinante para los patrones de distribución de estos insectos. En conclusión, sugerimos que estos organismos podrían ser empleados como indicadores biológicos debido a (i) su especificidad del hospedero, (ii) su sensibilidad a los cambios en la calidad de la planta y, (iii) presentar respuestas diferentes y específicas a las variaciones locales de las condiciones del hábitat.