What triggers phenological events in plants under seasonal environments? A study with phylogenetically related plant species in sympatry

Abstract In this study, we evaluated variation in vegetative and reproductive phenological events of four phylogenetically related plant species subjected to a seasonal environment. To this aim, we sampled 15 individuals of each plant species every fortnight for one year, between January and December of 2017. To assess when a given phenophase occurred more intensely in the population, the Fournier intensity index was used and the synchrony of individuals of the sample in a given phenological event was estimated using the activity index. The Rayleigh (Z) test was used to determine whether the phenological events have seasonal distribution. The relationship of abiotic factors (photoperiod, precipitation, relative humidity and temperature) with the intensity of phenophases was evaluated for each plant species using generalized linear models (GLMs). The phenophases of all plants showed a seasonal distribution pattern, as well as variation in synchrony of phenophases and specific sets of abiotic factors significantly influenced their phenophases. New leaves, for example, were produced throughout the seasons, with intense leaf fall in the dry season. Flowering periods, on the other hand, did not overlap. Indeed, species exhibited sequential flowering and asynchronous flowering among individuals. Our results suggest that the phenological patterns of four sympatric plant species are directly linked to climatic variables, but different abiotic factors affected different phenophases.

Resumo Neste estudo, avaliamos a variação nos eventos fenológicos vegetativos e reprodutivos de quatro espécies de plantas filogeneticamente relacionadas submetidas a um ambiente sazonal. Para isso, amostramos 15 indivíduos de cada espécie quinzenalmente, pelo período de um ano, entre janeiro e dezembro de 2017. Para avaliar quando uma determinada fenofase ocorreu de modo mais intenso na população foi utilizado o índice de intensidade de Fournier e a sincronia dos indivíduos da amostra em determinado evento fenológico foi estimada utilizando-se o índice de atividade. O teste de Rayleigh (Z) foi usado para determinar se os eventos fenológicos têm distribuição sazonal. A relação dos fatores abióticos (fotoperíodo, precipitação, temperatura e umidade relativa) com a intensidade das fenofases foi avaliada para cada espécie de planta usando modelos lineares generalizados (GLMs). As fenofases de todas as plantas apresentaram um padrão de distribuição sazonal, bem como variação na sincronia das fenofases e conjuntos específicos de fatores abióticos influenciaram significativamente suas fenofases. Folhas novas, por exemplo, foram produzidas ao longo das estações, com intensa queda de folhas na estação seca. Os períodos de floração, por outro lado, não se sobrepuseram. De fato, as espécies exibiram floração sequencial e floração assíncrona entre os indivíduos. Nossos resultados sugerem que os padrões fenológicos das quatro espécies de plantas simpátricas estão diretamente ligados às variáveis climáticas, mas diferentes fatores abióticos afetaram diferentes fenofases.

What triggers phenological events in plants under seasonal environments? A study with phylogenetically related plant species in sympatry / O que desencadeia eventos fenológicos em plantas em ambientes sazonais? Um estudo com espécies de plantas filogeneticamente relacionadas e em simpatria

In this study, we evaluated variation in vegetative and reproductive phenological events of four phylogenetically related plant species subjected to a seasonal environment. To this aim, we sampled 15 individuals of each plant species every fortnight for one year, between January and December of 2017. To assess when a given phenophase occurred more intensely in the population, the Fournier intensity index was used and the synchrony of individuals of the sample in a given phenological event was estimated using the activity index. The Rayleigh (Z) test was used to determine whether the phenological events have seasonal distribution. The relationship of abiotic factors (photoperiod, precipitation, relative humidity and temperature) with the intensity of phenophases was evaluated for each plant species using generalized linear models (GLMs). The phenophases of all plants showed a seasonal distribution pattern, as well as variation in synchrony of phenophases and specific sets of abiotic factors significantly influenced their phenophases. New leaves, for example, were produced throughout the seasons, with intense leaf fall in the dry season. Flowering periods, on the other hand, did not overlap. Indeed, species exhibited sequential flowering and asynchronous flowering among individuals. Our results suggest that the phenological patterns of four sympatric plant species are directly linked to climatic variables, but different abiotic factors affected different phenophases.

Neste estudo, avaliamos a variação nos eventos fenológicos vegetativos e reprodutivos de quatro espécies de plantas filogeneticamente relacionadas submetidas a um ambiente sazonal. Para isso, amostramos 15 indivíduos de cada espécie quinzenalmente, pelo período de um ano, entre janeiro e dezembro de 2017. Para avaliar quando uma determinada fenofase ocorreu de modo mais intenso na população foi utilizado o índice de intensidade de Fournier e a sincronia dos indivíduos da amostra em determinado evento fenológico foi estimada utilizando-se o índice de atividade. O teste de Rayleigh (Z) foi usado para determinar se os eventos fenológicos têm distribuição sazonal. A relação dos fatores abióticos (fotoperíodo, precipitação, temperatura e umidade relativa) com a intensidade das fenofases foi avaliada para cada espécie de planta usando modelos lineares generalizados (GLMs). As fenofases de todas as plantas apresentaram um padrão de distribuição sazonal, bem como variação na sincronia das fenofases e conjuntos específicos de fatores abióticos influenciaram significativamente suas fenofases. Folhas novas, por exemplo, foram produzidas ao longo das estações, com intensa queda de folhas na estação seca. Os períodos de floração, por outro lado, não se sobrepuseram. De fato, as espécies exibiram floração sequencial e floração assíncrona entre os indivíduos. Nossos resultados sugerem que os padrões fenológicos das quatro espécies de plantas simpátricas estão diretamente ligados às variáveis climáticas, mas diferentes fatores abióticos afetaram diferentes fenofases.

Random regression models for the evaluation of the growth of goats of the Anglonubian breed / Modelos de regressão aleatória para avaliação do crescimento de caprinos da raça Anglonubiana

A total of 6593 weight records collected from 796 male and female Anglo-Nubian goats aged up to 130 days, offspring from 29 sires and 225 dams, were used to compare models and estimate genetic parameters throughout the growth curve by applying random regression models. Direct and maternal additive genetic effects and direct and maternal permanent environmental effects were included as random in the models. The contemporary groups were included as fixed effects and goat age at kidding was included as a covariable (linear and quadratic). The choice of the best model was based on the AIC, BIC and AICc criteria. Variance estimates of the four random effects increased as the animals aged. Direct heritability (h2) rose from 0.13 to 0.40 with age, whereas maternal heritability showed a low value. Genetic correlations of weight between closer ages were high. The most suitable random regression model to compare the fitting of random effects was that which employed the Legendre polynomials of quadratic order with homogeneous variance (3333-1).(AU)

Utilizaram-se 6593 pesos de 796 caprinos da raça Anglonubiana, coletados em machos e fêmeas com idade até 130 dias, descendentes de 29 reprodutores e 225 matrizes, com o objetivo de se compararem modelos e de se estimarem parâmetros genéticos ao longo da curva de crescimento com aplicação de modelos de regressão aleatória. Nos modelos, incluíram-se os efeitos genéticos aditivos diretos e maternos e os de ambiente permanente diretos e maternos como aleatórios; os grupos de contemporâneos foram incluídos como efeitos fixos, e a idade da cabra ao parto como covariável (linear e quadrática). A escolha do melhor modelo foi realizada pela avaliação dos critérios AIC, BIC e AICc. As estimativas de variâncias dos quatro efeitos aleatórios cresceram de acordo com o aumento da idade. A herdabilidade direta (h2) aumentou de 0,13 a 0,40 com a idade, e a materna apresentou baixo valor. As correlações genéticas do peso entre idades mais próximas foram altas. O modelo de regressão aleatório mais adequado ao se comparar o ajuste dos efeitos aleatórios foi o que empregou polinômios de Legendre de ordem quadrática com variância homogênea (3333-1).(AU)