Reproduction, pollination and seed predation of Senna multijuga (Fabaceae) in two protected areas in the Brazilian Atlantic forest

One important subject is to determine the effectiveness of conservation areas, where different management categories are being applied, to maintain effective sexual reproduction in plants and their interactions with animal groups. To evaluate this issue, we compared the phenology, reproductive success, pollination and pre-dispersal seed predation of the legume tree Senna multijuga in two differently managed protected areas in Southeastern Brazil: the Itatiaia National Park and the Environmental Protection Area of Serrinha do Alambari, from December 2007 to December 2008. Vegetative and reproductive phenodinamycs were registered monthly in 80 individuals; other evaluations included 104 observation hours for pollination (March-May 2008) in 51 inflorescences; besides, fruit counts, fecundity and seed predation. Sexual reproduction of S. multijuga depends on the transfer of pollen by large bees (Bombus, Centris, Epicharis and Xylocopa), as the species is self-incompatible. Bruchidae species of the genus Acanthoscelides and Sennius predate seeds. Vegetative and reproductive phenodynamics differed among sites. Our results indicated that ecological interactions were lower at the protected area, but the reproductive processes in S. multijuga were not ruptured or critically degraded. This reinforces the idea that landscape areas with intermediate levels of protection, such as environmental protection areas, are suitable as buffer zones, and thus, relevant to the conservation of ecological processes when associated with more strictly protected areas. Rev. Biol. Trop. 59 (4): 1939-1948. Epub 2011 December 01.

Es importante determinar la eficacia de las áreas de conservación cuando se están implementando diferentes categorías de manejo, y una forma de hacerlo es conociendo si se mantiene una reproducción sexual efectiva en las especies de plantas y sus interacciones con grupos de animales. Para evaluar esta cuestión, se comparó la fenología, el éxito reproductivo, la polinización y la pre-dispersión de semillas depredadas de la leguminosa Senna multijuga en dos áreas protegidas sometidas a diferente tipos de manejo en el sureste de Brasil: el Parque Nacional de Itatiaia y el Área de Protección Ambiental de Serrinha de Alambari, de diciembre 2007 a diciembre 2008. La fenodinámica vegetativa y reproductiva fue registrada mensualmente en 80 individuos; otras evaluaciones incluyeron 104 horas de observación de la polinización (marzo-mayo 2008) en 51 inflorescencias, además del conteo de frutos, fecundidad y depredación de semillas. S. multijuga tiene una reproducción sexual que depende de la polinización de abejas grandes (Bombus, Centris, Epicharis y Xylocopa) y se considera una especie auto-incompatible. Las semillas son depredadas por especies de Bruchidae de los géneros Acanthoscelides y Sennius. La fenodinámica vegetativa y reproductiva difirió entre sitios. Nuestros resultados indican que las interacciones ecológicas fueron menores en el área protegida, pero los procesos reproductivos de S. multijuga no se vieron interrumpidos ni degradados de manera crítica. Esto refuerza la idea de que las zonas de paisaje con niveles intermedios de protección, tales como las áreas de protección ambiental, son adecuadas como zonas de amortiguamiento, y por lo tanto, relevantes para la conservación de los procesos ecológicos cuando se asocian con áreas en las que se da una protección más estricta.

Superação de dormência na qualidade de sementes e mudas: influência na produção de Senna multijuga (L. C. Rich) Irwin & Barneby / Overcoming of dormancy in the quality of seeds and seedlings: influence in the production of Senna multijuga (L.C. Rich) Irwin & Barneby

O objetivo deste trabalho foi determinar a qualidade fisiológica e sanitária de sementes de Senna multijuga(L. C. Rich.) Irwin & Barneby relacionada aos métodos de superação de dormência e à interferência na produção de mudas. As sementes foram submetidas aos seguintes métodos: imersão em água fervente, as sementes foram imersas em água, com temperatura de 100°C, até esfriar, por 24 horas; escarificação ácida, onde as sementes foram imersas em ácido sulfúrico (H2SO4) a 90%, por 10 e 20 minutos, e testemunha (sem tratamento). Foram realizados os testes de sanidade, germinação, tetrazólio e avaliação da qualidade das mudas. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado. Para a avaliação da germinação foi utilizado um esquema fatorial (4 X 2), com quatro métodos de superação de dormência X dois fotoperíodos, para os substratos rolo-de-papel e vermiculita. A escarificação ácida constituiu-se no método mais eficiente para a superação da dormência das sementes de Senna multijuga. Penicillium sp. e Aspergillus sp. tiveram sua incidência aumentada quando o tegumento foi danificado pela escarificação ácida por 20 minutos. O controle de Fusarium spp. aumentou gradativamente com o aumento do tempo de exposição ao ácido sulfúrico.

The objective of this work was to determine the physiological and sanitary quality of Senna multijugaseeds related to the methods of dormancy overcoming and the influence on the seedlings quality. The seeds had been submitted to the following methods :immersion in water fervent, the seeds had been immersed in water, at 100°C, until cooling for 24 hours; acid escarification, where the seeds had been immersed in sulfuric acid (H2SO4) 90%, for 10 and 20 minutes, and control (without treatment). The tests of sanity, germination and tetrazolium had been carried through, and were evaluated the quality of the seedlings. For the germination of the evaluation an factorial project was used (4 X 2), with four methods of dormancy X two light periods, for substrate paper and vermiculite. The acid scarification consisted in the method most efficient for the dormancy of Senna multijugaseeds. Penicillium sp. and Aspergillus sp. they had for its increased incidence when the seed coast was damaged by the acid scarification for 20 minutes. The control of Fusarium spp. increases gradual with the increase of the time of sulfuric acid exposition.

Floral biology and reproductive system of enantiostylous Senna corymbosa (Caesalpiniaceae)

The genus Senna (K.Bahuin) Miller (Cassieae) is represented in Argentina by 35 species and several varieties distributed in temperate, tropical and subtropical regions, and presents a high degree of endemism. Some taxa are used for medicine, animal foraging and ornamental purposes. Floral morphology, phases, rewards, attractants, visitors, pollen, reproductive system, P/O ratio, OCI and ISI indexes of enantiostylous Senna corymbosa were analyzed for morphological androecial differentiation and possible related functional differences between stamens groups. The study was carried out over three consecutive flowering seasons in March of 1999, 2000 and 2001, in two populations near the city of Buenos Aires, Argentina. The species has a buzz-pollination syndrome. The pollinators are Bombus atratus that vibrate the stamens, leading to nothotribic or sternotribic deposition of pollen. P/O ratio and pollen production were high thanks to the precise pollinating mechanism that needs a large delivery of pollen to ensure effective pollen deposition. P/O ratio also indicates that the species is xenogamous, although geitonogamy and autogamy (only induced, not spontaneous)were also recorded. The species is self-compatible. There were differences in hand-pollination treatments between long and medium stamens in fruit set, as well as in vitro differential fertility between their pollen grains. Hence, there are morphological and functional androecium differences: the medium stamens play a nutritional role while the long ones play a reproductive one. These differences are reflected in the breeding system. Moreover, differential fertility and enantiostyly may diminish the effects of self-compatibility by partially reducing the contribution of geitonogamy to selfing

Se analizaron la morfología y fases florales, recompensa, atractivos, visitantes, polen, sistema reproductivo, índices OCI e ISI y relación polen/óvulo de la especie enantiostílica Senna corymbosa. El objetivo fue estudiar su biología floral y determinar la posible presencia de diferenciación morfológica en el androceo. Era importante saber si las diferencias morfológicas reflejaban diferencias funcionales entre los grupos de estambres. El estudio se llevó a cabo durante tres estaciones de floración consecutivas en marzo de 1999,2000 y 2001,sobre dos poblaciones presentes en zonas protegidas de la ciudad de Buenos Aires, Argentina. La especie presenta un síndrome de polinización vibrátil (buzz-pollination).Los polinizadores son individuos de Bombus atratus, capaces de vibrar los estambres y extraer polen, el que se deposita nototríbica y/o esternotríbicamente. La relación P/O fue extremadamente elevada, así como la producción de polen. Esto se relaciona con el comportamiento de los visitantes y con la alta precisión del mecanismo de polinización, que requiere una gran cantidad de polen para asegurar su efectiva deposición en el cuerpo del insecto. La relación P/O indica que la especie es xenógama, aunque se registraron también geitonogamia y autogamia inducidas. La especie, por lo tanto, es autocompatible. Se encontraron diferencias en los tratamientos de polinización manual entre estambres largos y medianos en cuanto al establecimiento de frutos, así como una fertilidad diferencial in vitro entre sus tipos polínicos. Existen, así, diferencias morfológicas y funcionales en el androceo: los estambres medianos tienen un papel nutricional mientras que los largos cumplen un papel reproductivo. Estas diferencias se reflejan en el sistema de cruzamiento. Más aún, la fertilidad diferencial y la enantiostilia disminuyen los efectos de la autocompatibilidad reduciendo parcialmente la contribución de la geitonogamia a la endogamia