ABSTRACT
Polyembryony is the differentiation and development of multiple embryos in a single seed. This characteristic can provide advantages, as more than one embryo is produced with the same amount of resources, and the probability of establishment of at least one seedling increases. However, sibling seedlings may also increase competition, affecting development and survival. In the present study, the possible advantages and disadvantages of polyembryony were analyzed in the initial establishment of seedlings of Carapa surinamensis (Meliaceae), a tree species that produces monoembryonic or polyembryonic seeds. In this regard, the development of single seedlings was compared with a pair of seedlings emerging from polyembryonic seeds. We compared the development of seedlings attached to or detached from each other and to the seed resources. We observed two levels of competition: (a) for the seed reserves during germination and initial development, as multiple embryos of C. surinamensis share the same reserves, and (b) for external factors, mostly space for root and shoot development, and also for light. Reducing the competition for external factors by separating the siblings was not enough to reduce the effects of competition for seed reserves in the first six months of development. Nevertheless, viable seedlings were produced in all treatments. Thus, depending on sprout management in the nursery, the number of seedlings per seed can be significantly increased by detaching the seedlings, or more vigorous seedlings can be obtained when only one seedling is maintained.(AU)
Poliembrionia é a diferenciação e o desenvolvimento de múltiplos embriões em uma única semente. Esta característica pode proporcionar diversas vantagens, como aumentar o número de embriões produzidos com a mesma quantidade de recursos, e aumentar a probabilidade de estabelecimento de pelo menos uma plântula de uma única semente. Por outro lado, a competição entre plântulas pode aumentar, afetando seu desenvolvimento e sobrevivência. Neste estudo, foram analisadas as possíveis vantagens e desvantagens da poliembrionia em sementes de andiroba, Carapa surinamensis (Meliaceae), uma espécie arbórea que produz sementes monoembriônicas ou poliembriônicas. Comparamos o desenvolvimento de plântulas únicas com o de pares de plântulas provenientes de sementes poliembriônicas. As plântulas foram mantidas unidas ou separadas entre si e ligadas à ou destacadas da semente. Os resultados revelaram dois níveis de competição: (a) pelas reservas da semente durante a germinação e desenvolvimento inicial da plântula, quando embriões múltiplos de C. surinamensis compartilham as mesmas reservas, e (b) por fatores externos, principalmente espaço para o desenvolvimento da raiz e da parte aérea, e luz. A redução da competição por fatores externos, através da separação das plântulas, não foi suficiente para reduzir os efeitos da competição pelas reservas das sementes nos primeiros seis meses de desenvolvimento. Apesar disso, plântulas viáveis foram produzidas em todos os tratamentos. Assim, dependendo do manejo dos brotos em viveiro, o número de plântulas produzidas pode ser aumentado significativamente por meio da separação entre plântulas, ou o vigor das plântulas pode ser incrementado através de sua manutenção individualizada.(AU)
Subject(s)
Seeds/embryology , Meliaceae/embryology , Seedlings/growth & developmentABSTRACT
In Brazil, the Atlantic forest remnants have high biological diversity and a high level of endemism, but very little is known about the reproductive success of native species. Cabralea canjerana is a common tree in the Montane Atlantic forest, and its reproduction is highly dependent on pollinators. In order to contribute with the particular knowledge on this species, we collected data in three fragmented and three continuous forest sites, where the effects of fragmentation on both mutualistic (pollination) and antagonistic (seed predation) interactions were analysed. We determined fruit production and weight of 25 trees per site. The number of seeds and the percentage of predated and aborted seeds were also accessed for seven fruits of 10 trees per site. Pollinator visitation frequencies to flowers were recorded in two forest fragments and in two sites of the continuous forest. Our data showed that plants of C. canjerana produced more fruits (z-value=-8.24; p<0.0001) and seeds per fruit (z-value=-6.58; p=0.002) in the continuous than in the fragmented sites. This was likely due to differences in pollination, because the number of pollinator visits was higher in the continuous forest than in the fragments. Seed abortion (z-value=4.08, p<0.001) and predation (z-value=3.72, p=0.0002), on the other hand, were higher in the fragmented than in the continuous sites. Then, mutualistic and antagonistic interactions were affected by fragmentation, decreasing the reproductive success of the study tree. This study was the first to show a decrease in the reproductive output in forest fragments in an Atlantic forest tree species. This decrease may threaten the population structure and viability of C. canjerana in forest fragments. Rev. Biol. Trop. 63 (2): 515-524. Epub 2015 June 01.
En Brasil, los remanentes de bosque del Atlántico tienen una alta diversidad biológica y un alto nivel de endemismo, pero se conoce muy poco sobre el éxito reproductivo de las especies nativas. Canjerana cabralea es un árbol común en el bosque Atlántico Montano y su reproducción es altamente dependiente de los polinizadores. Con el fin de contribuir con el conocimiento particular de esta especie, se recogieron los datos en tres sitios fragmentados y tres de bosques continuos, donde se analizaron los efectos de la fragmentación tanto en relaciones mutualistas (polinización) como interacciones antagónicas (depredación de semillas). Se determinó la producción de frutos y el peso de 25 árboles. También se calculó el número de semillas y el porcentaje de semillas depredadas y abortadas en 7 frutos de 10 árboles por sitio. Frecuencia de visitas de polinizadores a las flores se registraron en dos fragmentos de bosque y en dos sitios de bosque continuo. Nuestros datos muestran que las plantas de C. canjerana produjeron más frutos (Z=-8.24; p<0.0001) y semillas por fruto (Z=-6.58; p=0.002) en el continuo que en los sitios fragmentados. Esto fue probablemente debido a las diferencias en la polinización, porque el número de visitas de polinizadores fue mayor en el bosque continuo que en los fragmentos. Por otro lado, el aborto de semillas (Z=4.08, p<0.001) y la depredación (Z=3.72, p=0.0002) fueron mayores en los sitios fragmentados que en los continuos. Entonces, las interacciones mutualistas y antagónicas se vieron afectadas por la fragmentación, disminuyendo el éxito reproductivo del árbol estudiado. Este estudio fue el primero en mostrar una disminución en el rendimiento reproductivo en los fragmentos de bosque en una especie de árboles forestales atlánticos. Esta disminución puede poner en peligro la estructura de la población y la viabilidad de C. canjerana en fragmentos de bosque.