ABSTRACT
Isoprene emission from plants accounts for about one third of annual global volatile organic compound emissions. The largest source of isoprene for the global atmosphere is the Amazon Basin. This study aimed to identify and quantify the isoprene emission and photosynthesis at different levels of light intensity and leaf temperature, in three phenological phases (young mature leaf, old mature leaf and senescent leaf) of Eschweilera coriacea (Matamatل verdadeira), the species with the widest distribution in the central Amazon. In situ photosynthesis and isoprene emission measurements showed that young mature leaf had the highest rates at all light intensities and leaf temperatures. Additionally, it was observed that isoprene emission capacity (Es) changed considerably over different leaf ages. This suggests that aging leads to a reduction of both leaf photosynthetic activity and isoprene production and emission. The algorithm of Guenther et al. (1999) provided good fits to the data when incident light was varied, however differences among E S of all leaf ages influenced on quantic yield predicted by model. When leaf temperature was varied, algorithm prediction was not satisfactory for temperature higher than ~40 °C; this could be because our data did not show isoprene temperature optimum up to 45 °C. Our results are consistent with the hypothesis of the isoprene functional role in protecting plants from high temperatures and highlight the need to include leaf phenology effects in isoprene emission models.
O isopreno emitido pelas plantas corresponde em cerca de um terço das emissões globais de compostos orgânicos voláteis anualmente. A maior fonte de emissão de isopreno para a atmosfera global é a Bacia Amazônica. Este estudo objetivou identificar e quantificar a emissão de isopreno e fotossíntese em diferentes níveis de intensidade de luz e temperatura foliar, em três fases fenológicas (folha madura recente, folha madura tardia e folha senescente) de Eschweilera coriacea (Matamatá verdadeira) - a espécie com maior distribuição na Amazônia central. In situ, as medidas de fotossíntese e emissão de isopreno da folha madura recente apresentaram as maiores taxas em todos os níveis de luz e de temperatura. Adicionalmente, a capacidade de emissão de isopreno (ES) mudou consideravelmente entre as diferentes idades foliares, sugerindo que o envelhecimento reduz a atividade fotossintética e a produção/emissão de isopreno. O algoritmo de Guenther et al. (1999) demonstrou bom ajuste para a emissão de isopreno em diferentes intensidades de luz, entretanto, diferenças na ES entre as idades foliares influenciaram no rendimento quântico estimado pelo modelo. Em relação à temperatura foliar, a estimativa do algoritmo não foi satisfatória para as temperaturas acima de ~40 °C; isto provavelmente ocorreu pelo fato dos dados não apresentarem temperatura ótima até 45 °C. Nossos resultados são consistentes com a hipótese do isopreno ter um papel funcional para proteger as plantas de altas temperaturas e apontam a necessidade de incluir os efeitos da fenologia foliar em modelos de emissão de isopreno.
Subject(s)
Lecythidaceae/radiation effects , Terpenes/radiation effects , Botany/methodsABSTRACT
O presente trabalho objetivou determinar a similaridade florística, estrutural e ecológica entre as fitofisionomias de um remanescente de Cerrado, no município de Monte Carmelo, MG. A partir do levantamento fitossociológico avaliou-se os padrões ecológicos relacionados às espécies quanto às guildas de dispersão. A similaridade florística entre as fitofisionomias foi analizada utilizando dados quantitativos e qualitativos (presença/ausência) através do coeficiente de similaridade de Jaccard e o índice de Morisita-Horn. O remanescente urbano abrange quatro fisionomias vegetais, classificadas em floresta estacional semidecidual, cerradão, cerrado sentido restrito e floresta de galeria. Foram amostradas 153 espécies, distribuídas em 49 famílias. A floresta semidecidual abrange a maior porção do parque e apresentou a maior diversidade de espécies. A floresta de galeria apresentou a menor diversidade, tendo como principais representantes espécies adaptadas a condições de solo hidromórficas. O predomínio de espécies zoocóricas nas quatro fisionomias confirma a importância dos agentes biológicos no fluxo gênico destas formações. A maior porcentagem de espécies anemocóricas foi encontrada no cerrado sentido restrito e cerradão. A similaridade florística entre as fisionomias presentes no remanescente urbano é baixa, demonstrando que pequenas variações ambientais refletem grandes variações florísticas. Cada fisionomia apresenta suas peculiaridades, não apenas em relação às condições físicas, mas também em relação aos processos ecológicos fundamentais, como diversidade biológica e interação com a fauna dispersora, o que pode explicar a grande diversidade beta encontrada no bioma Cerrado.
The present study aimed to determine the floristic, structural and ecological between physiognomies in a Cerrado remnant, Monte Carmelo, MG. From the phytossociological survey, we assessed the ecological patterns related to the species dispersion guilds and deciduousness. The floristic similarity between the physiognomies was parsed using quantitative and qualitative data (presence/absence) through the Jaccard similarity coefficient and Morisita-Horn indice. The urban remnant presented four vegetable physiognomies, classified in semideciduous seasonal forest, stricto sense cerrado, cerradão and gallery forest. We sampled 153 species, distributed in 49 families. The semideciduous forest covers the largest portion of the Park and has the greatest diversity of species. The gallery forest presented the less diversity, having as main representatives species adapted to conditions of hydromorphic soil. The predominance of zoochoric species in four physiognomies confirms the importance of biological agents on gene flow of these formations. The highest percentage of species anemochoric was found in the stricto sense cerrado and cerradão. The floristic similarity between the physiognomies present in urban remnant is low, demonstrating that small environmental variations reflect major floristic changes. Each physiognomies has its peculiarities, not only in relation to physical conditions, but also in relation to fundamental ecological processes, such as biological diversity and interaction with the fauna disperser, which may explain the great beta diversity found in the Cerrado biome.
Subject(s)
Forests , Grassland , Biodiversity , Conservation of Natural ResourcesABSTRACT
Folivore cerrado caterpillars are found on their host species in low frequencies, which vary between plants and throughout the year. We analysed the effects of climatic variation and of the characteristics of two host species (Miconia, Melastomataceae) on caterpillar abundance. The work was carried out in a cerrado sensu stricto area in Brasília, Federal District, Brazil, from May 1998 to September 1999. One hundred plants of each species were inspected monthly. All caterpillars found were collected and raised in the laboratory with Miconia leaves as food sources. Climatic data for the study area and plant characteristics such as local density, spatial distribution, foliar phenology, leaf pilosity and nutritional content were used to test the effects on caterpillar abundance. Less than 10 percent of the plants had larvae. Caterpillars were more frequent and abundant in M. pohliana, which was also present at higher densities than M. ferruginata. Low caterpillar frequency in host plants and an abundance peak during the dry season are consistent patterns for different cerrado Lepidoptera larvae. This abundance peak, however, is not coincident with higher leaf production in host species. We suggest that M. pohliana's higher local density and better leaf digestibility can account for the higher abundance of caterpillars in this species.
No cerrado, as lagartas de Lepidoptera, folívoras externas, são encontradas em baixas frequências e variam entre plantas e ao longo do ano. Este trabalho teve como objetivo analisar os efeitos das variações climáticas e das características das plantas (Miconia, Melastomataceae) na abundância das lagartas. O estudo foi feito no cerrado sensu stricto, Brasília, DF, de maio de 1998 a setembro de 1999. Mensalmente, 100 plantas de cada espécie foram vistoriadas. Todas as lagartas foram coletadas e criadas. Foram correlacionados com os resultados obtidos da abundância de lagartas, os dados climáticos e as seguintes características das plantas: densidade local, distribuição espacial, fenologia, pilosidade e conteúdo nutricional foliar. Menos de 10 por cento das plantas tinham lagartas. As lagartas foram mais frequentes e abundantes em M. pohliana que também foi a espécie de planta com maior densidade na área. A frequência baixa de lagartas em plantas do cerrado é um padrão bastante consistente, assim como o pico de abundância desses imaturos na estação seca. Entretanto, esse pico de abundância não coincide com a produção de folhas em nenhuma das espécies de plantas. A maior densidade local e digestibilidade das folhas de M. pohliana são os fatores que mais explicam a abundância de lagartas nessa espécie.
Subject(s)
Animals , Feeding Behavior/physiology , Lepidoptera/physiology , Melastomataceae/parasitology , Host-Parasite Interactions/physiology , Population Density , Plant Leaves/parasitology , SeasonsABSTRACT
The seasonal characteristics of the Cerrado region strongly influence food resource predictability and vegetal tissue nutritional content. The aims of this work were to record the abundance and temporal distribution of Gonioterma exquisita Duckworth, 1964 (Lepidoptera, Elachistidae) and its relation with phenological, physical, and chemical traits of the host plant Byrsonima pachyphylla Griseb. (Malpighiaceae). Four nutritional quality parameters were determined for new and mature leaves: gross protein and nitrogen content, dry matter, and in vitro digestibility. We inspected 200 plants per month, searching for G. exquisita caterpillars. About 35.8 percent of the 2,400 plants inspected presented caterpillars, with an abundance peak in the wet season. Caterpillar abundance was positively correlated with mature leaf availability, their food resource. Although mature leaves presented lower gross protein and nitrogen contents than new leaves, this difference was small during the abundance peak of G. exquisita.
As características sazonais da região do Cerrado influenciam fortemente a previsibilidade dos recursos alimentares no tempo e no espaço como também a qualidade nutricional dos tecidos vegetais. Os objetivos deste trabalho foram registrar a abundância e a distribuição temporal de Gonioterma exquisita Duckworth, 1964 (Lepidoptera, Elachistidae) e sua relação com aspectos fenológicos, físicos e químicos de sua planta hospedeira, Byrsonima pachyphylla Griseb. (Malpighiaceae). Quatro parâmetros nutricionais foram determinados para folhas novas e maduras: proteína bruta, conteúdo de Nitrogênio, matéria seca e digestibilidade in vitro. Inspecionamos, mensalmente, 200 plantas a procura de lagartas de G. exquisita. Das 2.400 plantas inspecionadas, 35.8 por cento apresentaram lagartas e seu pico de abundância ocorreu na estação chuvosa. A abundância de lagartas mostrou correlação positiva com a disponibilidade de folhas maduras, seu recurso alimentar. Embora as folhas maduras tenham apresentado taxas menores de proteína bruta e de Nitrogênio que as folhas novas, esta diferença foi muito pequena durante o pico de abundancia de G. exquisita.