The utility of Bambusoideae (Poaceae, Poales) leaf blade anatomy for identification and systematics / A utilidade da anatomia da lâmina foliar para a identificação e sistemática de espécies de Bambuboideae (Poaceae, Poales)

Abstract Bambusoideae is a diverse subfamily that includes herbaceous (Olyreae) and woody (Arundinarieae and Bambuseae) bamboos. Species within Bambusae are particularly difficult to identify due to their monocarpic lifecycle and the often long durations between mass flowering events; whereas the herbaceous bamboos are pluricarpic, but often are found with no reproductive structures. The leaf blade anatomy of 16 sympatric species of native Brazilian bamboos (Olyreae and Bambuseae) from the Atlantic Rainforest was studied in order to detect useful features for their identification. All the studied species share the following features: epidermis with a single stratum of cells; adaxial bulliform cells; mesophyll with arm cells, rosette cells, and fusoid cells; and collateral vascular bundles. Herbaceous bamboos share two features: papillae scattered on the abaxial surface and parallel-sided arrays of bulliform cells; whereas woody bamboos share: centrally organized papillae and fan-shaped arrays of bulliform cells. Also within the woody bamboos, intercostal fibers and a midrib with only one vascular bundle (simple midrib) characterize the subtribe Arthrostylidiinae; whereas a midrib with more than one vascular bundle (complex midrib) and a stomatal apparatus with two pappilae per subsidiary cell characterize the subtribe Chusqueinae. There are also diagnostic features for the sampled species, such as: papillae shape, and the outline and structure of the midrib. An identification key for all the studied species is provided based on the anatomical features.

Resumo Bambusoideae é uma subfamília que inclui diversas espécies de bambus herbáceos (Olyreae) e lignificados (Arundinarie e Bambuseae). Bambus lignificados geralmente apresentam dificuldades de delimitação e identificação, devido principalmente ao ciclo monocárpico e longa amplitude temporal entre florações; enquanto que bambus herbáceos possuem ciclo pluricárpico, porém frequentemente são encontrados em estágio vegetativo. Foi estudada a anatomia da lâmina foliar de 16 espécies de Bambusoideae (Olyreae e Bambuseae), simpátricas e nativas do Brasil, visando levantar caracteres úteis para sua identificação. Todos os táxons estudados compartilham: epiderme uniestratificada; células buliformes na face adaxial; mesofilo com células invaginantes, células em roseta e células fusoides; e feixes vasculares colaterais. Bambus herbáceos compartilham: papilas dispersas na face abaxial e grupos de células buliformes organizadas paralelamente; enquanto que bambos lignificados compartilham: papilas organizadas em colunas centrais e grupos de células buliformes em forma de leque. Ainda dentre os bambus lignificados, fibras intercostais e nervura central com apenas um feixe vascular (nervura central simples) caracterizam a subtribo Arthrostylidiinae; enquanto que nervura central com mais de um feixe vascular (nervura central complexa) e aparelho estomático com duas papilas por célula subsidiária caracterizam a subtribo Chusqueinae. Há ainda caracteres anatômicos diagnósticos, tais como: forma da papila, e forma e estrutura da nervura central. Uma chave de identificação é fornecida baseada nos caracteres anatômicos relevantes à identificação das espécies estudadas.

Priming and temperature limits for germination of dispersal units of Urochloa brizantha (Stapf) Webster cv. basilisk / Priming e temperaturas limites de germinação de unidades de dispersão de Urochloa brizantha (Stapf) Webster cv. basilisk

The objective of this study was to evaluate the effect of priming treatments on the upper and lower thermal limits for germination of Urochloa brizantha cv. basilisk, and testing the hypothesis that pré-imbibition affect thermal parameters of the germination. Pre-imbibed seeds both in distilled water (0 MPa) and PEG 6000 solution (–0.5 MPa) were put to germinate in different temperatures. It is suggested that U. brizantha seeds have low response to priming when they were placed to germinate in medium where water is not limiting. The response of U. brizantha seeds to priming is dependent on the temperature and water potential conditions at which the seeds are pre-imbibed, as well as on the germination temperature. The optimum temperature for germination of U. brizantha shift toward warmer temperatures in primed seeds. Priming effect was more pronounced at temperatures closer to the upper and lower limit for germination, but probably that response cannot be accounted for changes in the thermal time constant (θT(g)) and ceiling temperature (Tc(g)). Otherwise, a decrease in the base temperature (Tb) was observed in primed seeds, suggesting that the Tb distribution in U. brizantha seeds is influenced by priming.

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do tratamento pré-germinativo priming sobre os limites térmicos inferior e superior para a germinação de Urochloa brizantha cv. basilisk, e testar a hipótese de que a pré-embebição afeta os parâmetros térmicos da germinação. Sementes pré-embebidas, tanto em água destilada (0 MPa) quanto em solução de PEG 6000 (–0,5 MPa) foram colocadas para germinar em diferentes temperaturas. Os resultados sugerem que sementes de U. brizantha apresentam baixa resposta ao priming quando colocadas para germinar em meio onde a água não é limitante. A resposta de sementes de U. brizantha para o priming é dependente das condições de temperatura e potenciais hídricos em que as sementes são pré-embebidas, bem como para a temperatura de germinação. A temperatura ótima para germinação de sementes de U. brizantha altera-se para temperaturas mais altas em sementes pré-embebidas. O efeito de priming foi mais pronunciado em temperaturas mais próximas do limite superior e inferior para a germinação, mas, provavelmente essa resposta não foi responsável por mudanças na constante tempo térmico (θT(g)) e temperatura teto (Tc (g)). Por outro lado, uma diminuição na temperatura base (Tb) foi observada em sementes pré-embebidas, sugerindo que a distribuição Tb em sementes de U. brizantha é influenciada pelo priming.

Temporal change in species and functional plant traits in the moist grassland on the Sete Cidades National Park, Piauí, Brazil / Mudança temporal nas espécies e atributos funcionais de plantas em campo limpo úmido de Cerrado no Parque Nacional de Sete Cidades, Piauí, Brasil

The present study investigated the dynamic on a short-time scale in the vegetation in moist grassland of the Sete Cidades National Park, Piauí. Herb-subshrub layer samples was carried out in July 2007, 2009 and 2011. Changes in structural, floristic and functional traits in the community were assessed by species richness, diversity and similarity indices between those periods, as well as by hierarchical classification and ordination. Cluster and Principal Component Analyses identified functional groups according to 23 species trait state. To distinguish the contribution of space and time configuration in the community structure, we used the variance partition technique. The functional groups of chamaephytes and therophytes II were associated with wetter sites, while the groups of non-tussock hemicriptophytes I, tussock hemicriptophytes (FG4), and geophytes (FG5) were associated to the drier ones. We found a non-accelerated dynamics, at least on a short-time scale, represented by some descriptors in the community, such as the close similarity between the inventories and ordering of sampling transects in moist grassland. Therefore, besides considering the partition of the temporal niche as a mechanism for the co-existence of species, the heterogeneity of space dictated by environmental filters seems to determine the stability of the this grassland communities over time.

O presente estudo investigou a dinâmica em uma curta escala de tempo na vegetação de campo limpo úmido do Parque Nacional Sete Cidades Park, Piauí. Amostragens da camada herbáceo-subarbustiva foram realizadas em julho de 2007, 2009 e 2011. Mudanças estruturais, florísticas e de atributos funcionais da comunidade foram avaliadas por índices de riqueza de espécies, diversidade e similaridade entre esses períodos, bem como por classificação hierárquica e ordenação. Análise de Componentes Principais e de Cluster identificaram grupos funcionais de acordo com 23 atributos das espécies. Para distinguir a contribuição do espaço e do tempo nas análises, usamos técnicas de partição de variância. Os grupos funcionais das caméfitas e terófitas II foram associados com os locais mais úmidos, enquanto os grupos de hemicriptófitas I não entouceiradas, hemicriptófitos entouceiradas e das geófitas (GF5) foram associados aos mais secos. Nós encontramos uma dinâmica não-acelerada, pelo menos em uma escala de curta duração, representada por alguns descritores da comunidade, tais como a similaridade entre os inventários e a ordenação dos transectos no campo limpo úmido. Assim, além de considerar a partição do nicho temporal como um mecanismo para a coexistência de espécies, a heterogeneidade do espaço ditada por filtros ambientais parece determinar a estabilidade destas comunidades campestres ao longo do tempo.

Ultraestructura de la epidermis foliar de Zeugites (Poaceae: Panicoideae)

Leaf epidermis ultrastructure of Zeugites (Poaceae: Panicoideae). The genus Zeugites comprises eleven species of neotropical grasses and it is principally distributed in Mexico, with some species extending to the Caribbean region, Central and South America. In this work, leaf epidermis ultrastructure of 11 species is described by the use of scanning electron microscopy. At least three specimens per species, that included herbarium and collected specimens, were used. An identification key and specific descriptions are included, in which the distinctive epidermal features are highlighted. The taxonomic valuable characters found were the following: presence or absence of prickles and macrohairs, intercostals short cells form and silica body form. Based on leaf epidermis characteristics, Zeugites species can be arranged into three groups: (1) species that lack prickles (Z. americana, Z. mexicana, Z. pringlei, Z. munroana and Z. sagittata); and lack macro hairs, with the exception of Z. pringlei; (2) species that have prickles (Z. latifolia and Z. smilacifolia); (3) species that have both, prickles and macrohairs (Z. capillaris, Z. hackelii, Z. pittieri and Z. sylvatica). The morphological features of leaf epidermis, support the relationship between the tribes Centotheceae and Paniceae. Rev. Biol. Trop. 59 (2): 557-568. Epub 2011 June 01.

El género Zeugites incluye once especies de pastos con distribución neotropical, en México, el Caribe, Centro y Sudamérica. En este trabajo se describe la epidermis foliar de las once especies, se utilizaron técnicas de microscopía electrónica de barrido y revisaron al menos tres especímenes de cada especie, algunas muestras proceden de ejemplares de herbario y otras fueron recolectadas por la primera autora. Se presenta una clave y descripciones para las especies del género, en las cuales se resaltan las características epidérmicas distintivas. Los caracteres que resultaron informativos, desde el punto de vista taxonómico fueron: la presencia o ausencia de aguijones y macropelos, la forma de las células cortas intercostales y la forma de los cuerpos de sílice. Con base en estas características, las especies de Zeugites se pueden separar en tres grupos: (1) especies que no presentan aguijones (Z. americana, Z. mexicana, Z. pringlei, Z. munroana y Z. sagittata) y que con excepción de Z. pringlei tampoco presentan macropelos; (2) especies que presentan sólo aguijones (Z. latifolia y Z. smilacifolia); y (3) especies que presentan aguijones y macropelos (Z. capillaris, Z. hackelii, Z pittieri y Z. sylvatica). Las características morfológicas de la epidermis foliar, sustentan la relación de las tribus Centotheceae y Paniceae.

Monitoring coral reefs, seagrasses and mangroves in Costa Rica (CARICOMP)

The coral reefs, seagrasses and mangroves from the Costa Rican Caribbean coast have been monitored since 1999 using the CARICOMP protocol. Live coral cover at Meager Shoal reef bank (7 to 10m depth) at the Parque Nacional Cahuita (National Park), increased from 13.3% in 1999, to 28.2% in 2003, but decreased during the next 5 years to around 17.5%. Algal cover increased significantly since 2003 from 36.6% to 61.3% in 2008. The density of Diadema antillarum oscillated between 2 and 7ind/m2, while Echinometra viridis decreased significantly from 20 to 0.6ind/m2. Compared to other CARICOMP sites, live coral cover, fish diversity and density, and sea urchin density were low, and algal cover was intermediate. The seagrass site, also in the Parque Nacional Cahuita, is dominated by Thalassia testudinum and showed an intermediate productivity (2.7±1.15 g/m2/d) and biomass (822.8±391.84 g/m2) compared to other CARICOMP sites. Coral reefs and seagrasses at the Parque Nacional Cahuita continue to be impacted by high sediment loads from terrestrial origin. The mangrove forest at Gandoca, within the Refugio Nacional de Vida Silvestre Gandoca-Manzanillo (National Wildlife Refuge), surrounds a lagoon and it is dominated by the red mangrove, Rhizophora mangle. Productivity and flower production peak was in July. Biomass (14kg/m2) and density (9.0±0.58 trees/100m2) in Gandoca were relatively low compared to other CARICOMP sites, while productivity in July in Costa Rica (4g/m2/d) was intermediate, similar to most CARICOMP sites. This mangrove is expanding and has low human impact thus far. Management actions should be taken to protect and preserve these important coastal ecosystems. Rev. Biol. Trop. 58 (Suppl. 3): 1-22. Epub 2010 October 01.

Los arrecifes coralinos, pastos marinos y manglares de la costa Caribe de Costa Rica han sido monitoreados desde 1999 siguiendo el protocolo de CARICOMP. La cobertura de coral vivo en el arrecife de Meager Shoal (7 a 10m de profundidad) en el Parque Nacional Cahuita, aumentó de 13.3% en 1999, a 28.2% en 2003, pero después bajó, por los siguientes 5 años, a aproximadamente 17.5%; la cobertura de algas aumentó significativamente de 36.6% en 2003 a 61.3% en 2008. La densidad de Diadema antillarum osciló entre 2 y 7 ind/m2 mientras que Echinometra viridis decreció significativamente de 20 a 0.6 ind/m2. Comparado con otros sitios CARICOMP, la cobertura de coral vivo, diversidad y densidad de peces, y densidades de erizos de mar fueron bajas y la cobertura algal intermedia. El sitio de pastos marinos, también en el Parque Nacional Cahuita, está dominado por Thalassia testudinum y tiene una productividad (2.7±1.15g/m2/d) y biomasa (822.8±391.84g/m2) intermedia comparado a otros sitios CARICOMP. Los arrecifes coralinos y pastos marinos en el Parque Nacional Cahuita continúan siendo impactados por sedimentos terrígenos. El bosque de manglar en Laguna Gandoca, dentro del Refugio Nacional de Vida Silvestre Gandoca-Manzanillo, está bordeado por una laguna y predomina el mangle rojo, Rhizophora mangle. El pico de productividad y producción de flores fue en julio. La biomasa (14 kg/m2) y densidad (9.0±0.58 árboles/100 m2) en Gandoca fueron relativamente bajas comparadas con otros sitios CARICOMP, mientras que la productividad en julio en Costa Rica (4g/m2/d) fue intermedia, similar a la mayoría de los sitios CARICOMP. Este manglar se está expandiendo y tiene muy poco impacto humano hasta ahora. Se deben tomar acciones de manejo para proteger y preservar estos importantes ecosistemas costeros.

Temporal patterns in coral reef, seagrass and mangrove communities from Chengue bay CARICOMP site (Colombia): 1993-2008

Few monitoring programs have simultaneously assessed the dynamics of linked marine ecosystems (coral reefs, seagrass beds and mangroves) to document their temporal and spatial variability. Based on CARICOMP protocol we evaluated permanent stations in coral reefs, seagrass beds and mangroves from 1993 to 2008 in Chengue Bay at the Tayrona Natural Park, Colombian Caribbean. Overall, the studied ecosystems showed a remarkable stability pattern over the monitoring period. While there were annual variations in coral reefs (coral cover) and mangroves (litterfall) caused by hurricane Lenny in 1999, particular trends in seagrass (leaf area index and leaf productivity) appear to reflect the natural variability in this ecosystem. We suggest that monitoring sites at the three marine ecosystems had in general a healthy development in the last 16 years. Our results are critical to locally improve the management strategies (Tayrona Natural Park) and to understand the long-term dynamics of closely associated marine ecosystems in the Caribbean. Rev. Biol. Trop. 58 (Suppl. 3): 45-62. Epub 2010 October 01.

Pocos programas de monitoreo han estudiado simultáneamente la dinámica de ecosistemas marinos estrechamente relacionados (arrecifes coralinos, pastos marinos y manglares) para documentar su variabilidad espacial y temporal. Siguiendo el protocolo de monitoreo del programa CARICOMP, estaciones permanentes de monitoreo en estos ecosistemas fueron evaluadas entre 1993 y 2008 en la Bahía de Chengue del Parque Nacional Natural Tayrona (Caribe Colombiano). En general los ecosistemas monitoreados han presentado un patrón de estabilidad durante los años de estudio. Mientras los arrecifes coralinos (cobertura de coral) y manglares tuvieron algunas variaciones anuales debidas al paso del huracán Lenny en 1999, los pastos marinos registraron tendencias particulares de cambio (índicece de área foliar y productividad de hojas) que podrían estar reflejando la variabilidad natural de la pradera estudiada.Por lo tanto se sugiere que los sitios monitoreados en cada ecosistema han tenido un desarrollo saludable en los últimos 16 años. Estos resultados son importantes para mejorar localmente las estrategias de manejo (Parque Nacional Natural Tayrona) y para evaluar la dinámica a largo plazo en los ecosistemas marinos del Caribe.

The distribution of seagrasses in Dominica, Lesser Antilles

Seagrass beds are the largest organism-built marine habitat in Dominica, yet have only been surveyed since 2007. Standardized examinations along a depth gradient between 0 and 24m, focusing on magnoliophyte species composition and benthic cover of shoots at 17 seagrass bed sites, were carried out between September 10 and December 7, 2008. The Cymodoceaceae Syringodium filiforme (Kuetzing 1860) and Halodule wrightii (Ascherson 1868), as well as the Hydrocharitaceae Halophila decipiens (Ostenfeld 1902), H. stipulacea (Fosskal & Ascherson 1867) and Thalassia testudinum (Banks ex König 1805) displayed distinct regional and horizontal distribution patterns. Syringodium filiforme is the island’s dominant seagrass along the western and northern coasts, occurring at depths between 2 and 18m and with a mean benthic cover ranging from 0.9-10% along the West coast. Along the North coast it grew between 0.2 and 1m depth with a mean maximum benthic cover of 48.9%. Halodule wrightii grew along the North and West coasts, in depths between 1 and 14m in areas of recent and chronic disturbances. Its delicate morphology and sparse benthic cover (<0.1%) did not constitute seagrass beds. Halophila decipiens grew along the deep, shallow and lateral margins of west coast S. filiforme beds and monospecifically in depths between 3 and 24m. Halophila stipulacea, an invasive species, was widespread along 45km of the West coast and was found in depths between 5 and 24m. Both Halophila species formed extensive beds at depths beyond the survey limit of 24m thus playing a potentially important role in the resettlement of shallow areas after storms. H. decipiens and H. stipulacea are currently the second and third most common seagrasses on the island respectively, despite their absence along the North coast. T. testudinum was confined to North coast’s sheltered reef flats at depths 1m or less with mean a benthic cover ranging from 2 to 76%. It grew monospecifically in the most turbulent and in the calmest locations, yet intermixed with S. filiforme in areas of moderate turbulence. Strong surge along the West coast (October 15-16, 2008), associated with Hurricane Omar, caused uprooting and burial of seagrass beds in varying degrees, in particular along the shallow margins between 2 and 10m depth. This event also demonstrated the dynamic nature of Dominica’s shallow seagrass bed margins and the resistance level of individual beds to storm disturbances. Rev. Biol. Trop. 58 (Suppl. 3): 89-98. Epub 2010 October 01.

Pastos marinos son los ambientes más grandes constituidos por organismos en Dominica. Sin embargo, sólo se han examinado desde 2007. Entre el 10 de septiembre y 9 de diciembre 2008, se examinaron la composicion de especies y la densidad de magnoliofitas en profundidades de 0 a 24m. Los Cymodoceaceae: Syringodium filiforme y Halodule wrightii, tal como los Hydrocharitaceae: Halophila decipiens, H. stipulacea y Thalassia testudinum, mostraron una distribución regional y horizontal muy distinta. Syringodium filiforme fue la especie dominante en las costas del oeste y del norte de la isla. Se encontró en profundidades de 2 a 18m y con un promedio de cobertura béntica de 0.9-10% en la costa del oeste. En las costas del norte creció entre 0.2 y 1m de profundidad con un pormedio de cobertura béntica de 48.9%. Halodule wrightii creció en las costad del norte y oeste, en profundidades de 1 a 14m en áreas de perturbaciones recientes o crónicas. Su morfología delicada y su baja cobertura béntica (<0.1%) no constituyeron pastos. Halophila decipiens creció en los márgenes profundos, llanos y laterales de pastos dominados por S. filiforme, pero también en forma mono-específica entre 3 y 24m. Halophila stipulacea, una especie invasora, se encontró comúnmente a lo largo de 45km de la costa del oeste en profundidades entre 5 y 24m. Ambas especies de Halophila formaron pastos extensos en profudidades mayores al límite de este estudio y puden ser importantes en la recolonización de áreas llanas después de tormentas destructivas. H. decipiens y H. stipulacea ahora son las especies más comunes después de S. filiforme, a pesar de su ausencia en la costa del norte. T. testudinum, sólo creció en la costa del norte, encima de áreas arrecifales con un pormedio de cobertura béntica entre 2 y 76%, en aguas con 1m o menos de profundidad. Crecieron mono-específicamente en áreas de turbulencia máxima y mínima, pero entre S. filiforme en áreas de turbulencia moderada. Oleaje fuerte en la costa del oeste (octubre 16), asociado con el Huracán Omar, causó la erosión y el enterramiento variado de las márgenes llanas de pastos marinos, particularmente entre 2 y 10m de profundidad. Este evento demostró la dinámica en las márgenes llanas de pastos marinos de Dominica y el nivel de resistencia a perturbaciones de pastos individuales.

Seasonal variation of soluble carbohydrates and starch in Echinolaena inflexa, a native grass species from the Brazilian savanna, and in the invasive grass Melinis minutiflora / Variações sazonais de carboidratos solúveis e amido em Echinolaena inflexa, uma espécie nativa do cerrado, e na gramínea invasora Melinis minutiflora

Echinolaena inflexa (Poir.) Chase is an abundant C3 grass species with high biomass production in the Brazilian savanna (cerrado); Melinis minutiflora Beauv. is an African C4 forage grass widespread in cerrado and probably displacing some native herbaceous species. In the present work, we analysed seasonally the content and composition of soluble carbohydrates, the starch amounts and the above-ground biomass (phytomass) of E. inflexa and M. minutiflora plants harvested in two transects at 5 and 130 m from the border in a restrict area of cerrado at the Biological Reserve and Experimental Station of Mogi-Guaçu (SP, Brazil). Results showed that water soluble carbohydrates and starch amounts from the shoots of both species varied according to the time of the year, whilst in the underground organs, variations were observed mainly in relation to the transects. Marked differences in the pattern of the above-ground biomass production between these two grasses relative to their location in the Reserve were also observed, with two peaks of the invasive species (July and January) at the Reserve border. The differences in carbohydrate accumulation, partitioning and composition of individual sugars concerning time of the year and location in the Reserve were more related to the annual growth cycle of both grasses and possibly to specific physiological responses of M. minutiflora to disturbed environments in the Reserve border.

Echinolaena inflexa (Poir.) Chase é uma gramínea C3 muito abundante em áreas de cerrado e com alta produção de biomassa. Melinis minutiflora Beauv. é uma gramínea C4 de origem africana introduzida no Brasil para fins forrageiros, que se espalhou amplamente por áreas de cerrado, provavelmente deslocando espécies nativas. No presente trabalho, o conteúdo e a composição de carboidratos solúveis, o teor de amido e a biomassa aérea foram analisados sazonalmente em plantas de E. inflexa e M. minutiflora coletadas em dois transectos, a 5 e 130 m da borda da Reserva Biológica e Estação Experimental de Mogi-Guaçu, uma área restrita de cerrado (SP, Brasil). Os resultados mostraram que os carboidratos solúveis e o conteúdo de amido da parte aérea de ambas as espécies variaram de acordo com a época do ano, enquanto que nos órgãos subterrâneos as variações foram observadas principalmente em relação aos transectos. Diferenças marcantes no padrão de distribuição de biomassa aérea das duas espécies em relação à localização na reserva também foram observadas, com dois picos de produção da espécie invasora (em julho e janeiro) na borda da reserva. As diferenças observadas no acúmulo de carboidratos, partição e composição dos açúcares em relação à época do ano e localização na reserva foram mais relacionadas ao ciclo anual de crescimento de ambas as espécies e possivelmente a respostas fisiológicas específicas de M. minutiflora a ambientes perturbados na borda da reserva.

Soil chemical factors and grassland species density in Emas National Park (central Brazil) / Características químicas do solo e densidade de espécies em comunidades herbáceas no Parque Nacional das Emas (Brasil central)

Studies of grasslands on specific soil types suggest that different nutrients can limit biomass production and, hence, species composition and number. The Brazilian cerrado is the major savanna region in America and once covered about 2 million km², mainly in the Brazilian Central Plateau, under seasonal climate, with wet summer and dry winter. In view of the importance of soil chemical factors in the distribution of the vegetation forms within the Cerrado domain and which may influence the number of species, we analyzed some soil characteristics in three herbaceous vegetation forms - hyperseasonal cerrado, seasonal cerrado, and wet grassland - in Emas National Park, a core cerrado site, to investigate the relationship between number of species and soil characteristics. We collected vegetation and soil samples in these three vegetation forms and submitted the obtained data to multiple linear regression. We found out that aluminum and pH were the best predictors of species density, the former positively related to species density and the latter negatively related. Since the predictable variation in species density is important in determining areas of conservation, we can postulate that these two soil factors are indicators of high species density areas in tropical grasslands, which could be used in selecting priority sites for conservation.

Estudos em comunidades herbáceas em tipos específicos de solos sugerem que diferentes nutrientes podem limitar a produção de biomassa e, também, a composição e o número de espécies. O cerrado brasileiro é a maior região de savana na América e ocupava, originalmente, cerca de 2 milhões de km², principalmente no Planalto Central Brasileiro. Encontra-se sob clima estacional, com verão chuvoso e inverno seco. Como as variáveis químicas do solo são importantes na distribuição das formas de vegetação no domínio do Cerrado e podem influenciar no número de espécies, analisamos algumas variáveis edáficas em três formas vegetacionais herbáceas - cerrado hiperestacional, cerrado estacional e campo úmido - no Parque Nacional das Emas, uma região nuclear de cerrado, para investigar quais seriam as relações entre o número de espécies e as características do solo. Coletamos amostras de solo e vegetação nesses três ambientes e submetemos os dados obtidos a uma análise de regressão múltipla linear. Encontramos que o alumínio e o pH foram os melhores previsores da densidade de espécies, sendo o primeiro relacionado positivamente com a densidade de espécies, e o último, negativamente. Já que a variação previsível na densidade de espécies é importante para se determinar áreas de conservação, podemos postular que esses dois fatores do solo podem ser indicadores de áreas com alta densidade de espécies em comunidades herbáceas tropicais, que poderiam ser usados para a escolha de locais prioritários para conservação.

Species-environment relationship in the herb-subshrub layer of a moist Savanna site, Federal District, Brazil

The soils are seasonally or permanently saturated in the moist grassland savanna, locally known as Campo Limpo Úmido. Soil moisture variation seems to determine spatial distribution of communities. The objective of this study is to analyse the relationship between environmental variables and the patterns of spatial distribution of species in the herbaceous-subshrub layer of an area of moist grassland at the Água Limpa Farm, Brasília, DF (15° 56’ to 15° 59’ S and 47° 55’ to 47° 58’ W Gr.). An area of 400 x 400 m was divided into four sections of 200 x 200 m where four transects were randomly sampled. A line intercept method was adopted for the phytossociological study. Superficial soils samples (0-20 cm) were collected for chemical and textural analyses. Gravimetric soil moisture was measured quarterly during the study-year. A total of 85 species in 67 genera and 24 families were found. The diversity was high, Shannon’s index, H’, was 2.60 nats.cover-1. Floristic composition of the transects in soils with a high gravimetric soil moisture and high content of organic matter and sand differed from those transects in soils with a lower gravimetric soil moisture indicating seasonal variation. A Canonical Correspondence Analysis (CCA) showed significant correlations between soil texture and soil moisture features and species distribution. Gravimetric soil moisture, organic matter, clay, silt and sand were significantly correlated to species distribution in the moist grassland determining mosaics in the vegetation.

O solo é sazonal ou permanentemente saturado nas savanas campestres úmidas, localmente conhecidas como Campo Limpo Úmido. A variação na umidade do solo parece determinar a distribuição espacial desta comunidade. O objetivo deste estudo foi analisar a relação entre as variáveis ambientais e o padrão de distribuição espacial das espécies do estrato herbáceo-subarbustivo em uma área de Campo Limpo Úmido na Fazenda Água Limpa, Brasília, DF (15° 56’ a 15° 59’ S e 47° 55’ a 47° 58’ WGr.). Uma área de 400 x 400 m foi subdividida em quatro porções de 200 x 200 m onde foram sorteadas as linhas de amostragem. No levantamento, fitossociológico adotou-se o método de inventário por interseção na linha. Foram coletadas amostras de solo superficial (0-20 cm) para análise química e textural. A umidade gravimétrica do solo foi obtida quinzenalmente durante o ano de estudo. Foram amostradas 85 espécies incluídas em 67 gêneros e 24 famílias. A diversidade da área segundo o índice de Shannon foi de H’ = 2,60 nats.cobertura-1. A composição florística dos transectos em solos com alta umidade gravimétrica, altos teores de matéria orgânica e areia diferiu da dos transectos em solos com menor umidade gravimétrica e com variação sazonal na umidade. Uma análise de correspondência canônica (CCA) mostrou correlações significativas entre a textura e a umidade do solo e a distribuição das espécies. As variáveis ambientais mais fortemente correlacionadas foram umidade gravimétrica, matéria orgânica, argila, silte e areia, que foram preponderantes na determinação da distribuição das espécies do campo limpo úmido da FAL, determinando a formação de mosaicos na vegetação.

Comparative genomics of grasses tolerant to aluminum

The family Poaceae includes over 10,000 species, among which are the most economically important cereals: maize, sorghum, rice, wheat, rye, barley, and oat. These cereals are very important components of human and animal food. Although divergence of the members of this family occurred about 40 million years ago, comparative genome analyses demonstrated that gene orders among species of this family remain largely conserved, which can be very useful for understanding their roles and evolution. Even with an intricate evolutionary history in which chromosome fragments, losses and duplications have to be considered at the ploidy level, grasses present a genetic model system for comparative genomics. The availability of mapped molecular markers, rice genome sequences and BAC and EST libraries from several grass species, such as rice, wheat, sorghum, and maize, facilitates biology and phylogeny studies of this group. The value of using information from different species in modern plant genetics is unquestionable, especially in the study of traits such as tolerance to aluminum in soils, which affects plant growth and development. Comparative genomic approaches to aluminum tolerance can identify genomic regions and genes responsible for aluminum tolerance in grasses.

Floristic composition, environmental variation and species distribution patterns in burned grassland in southern Brazil

In regularly burned grassland on Morro Santana, Porto Alegre, RS, Brazil, we investigated differences in the floristic composition and their relation to soil properties, aspect and distance from the forest border. In 48 plots of 0.75 m², we identified a total of 201 species from a local species pool of approximately 450 to 500 species. Most species occurred in low frequencies, showing clumpy distribution patterns in the studied area. Multivariate analysis showed that plots close to the forest edge clearly differed from plots in the open grassland concerning composition and structure. Plots exposed to the north differed from plots on the top of the hill both in the composition of species as well as in soil variables, mainly due to shallower soil in the former. No strong relation between soil properties and variation in vegetation composition could be detected at a finer scale. The studied grassland, as all grassland vegetation in southern Brazil, is very rich in species compared to other grassland formations worldwide. However, this high biodiversity and conservational value of Campos vegetation in general has so far not been recognized properly. Disturbance is essential to maintain this open vegetation type and its species richness. Fire should be considered as a management option in the absence of grazing.

Em um campo regularmente queimado no Morro Santana, Porto Alegre, RS, Brasil, foram investigadas diferenças na composição florística e suas relações com as propriedades do solo, a distância da borda florestal e a exposição do relevo. Em 48 parcelas de 0,75 m², foram amostradas 201 espécies identificadas, de um total estimado para o local de aproximadamente 450 a 500 espécies. A maioria das espécies apresentou baixas freqüências e uma distribuição aglomerada na área de estudo. A análise multivariada dos dados indicou que as parcelas adjacentes à borda florestal claramente diferem florística e estruturalmente das parcelas do campo. As parcelas com exposição norte diferiram das do topo do morro, tanto pela composição florística quanto pelas variáveis do solo, principalmente em relação à menor profundidade do solo no norte. Nenhuma relação forte foi detectada entre as propriedades do solo e a variação na composição da comunidade em escala mais fina. A área estudada, assim como a vegetação campestre no sul do Brasil em geral, apresenta-se muito rica em espécies, se comparada a outras formações de campo ou savana no mundo. Apesar disso, a alta biodiversidade e o valor de conservação da vegetação campestre não têm sido reconhecidos. Na ausência do pastejo, o fogo é um imporante fator de manejo para a conservação da vegetação campestre, uma vez que o distúrbio parece ser necessário para manter esse tipo de vegetação aberta, com alta riqueza em espécies.

A biodiversity approach to check Parthenium hysterophorus L.

Data collected during our on-going studies on the phytodiversity in the Upper Bari Doab Region of Punjab, show an inverse relationship between the level of phytodiversity and incidence of the congress grass-Parthenium hysterophorus. The open vegetation at Khiala Khurd (31 degrees -33' N-74 degrees .18' E), a site typical of the whole region, has a Shannon-Weaver index value of 2.544, which is fairly good for any dry tropical area. At this site the weed has an insignificant presence (IVI = 0.834%). In contrast, at Fatahpur (31 degrees .33' N-74 degrees .21' E), a site bereft of vegetation, it is the dominant species with an IVI of 79.1%. The corollary emerges that restoration of a natural cover of vegetation is the best strategy to check the weed. However, for replantation, the choice of species depends on the combination of climatic and edaphic factors obtaining at a location.

Leaf anatomy of three herbaceous bamboo species

Fully developed leaves of Cryptochloa capillata (Swallen) Soderstrom, Raddia brasilienses Bertol and Pharus lappulaceus Aublet (Poaceae: Bambusoideae) were collected at Restinga de Jacarepiá, Environment Proctection Area of Massambaba, county of Rio de Janeiro, State of Rio de Janeiro, Brazil, and studied by optical microscope. Leaf anatomy is described in order to contribute to the Poaceae family study. Anatomic features observed in the three studied species such as: midrib with complex vascular system, mesophyll consisting of tabular lobed chlorophyllous elements and fusoid cells, vascular bundles with double sheath, epidermis made up of long cells, short cells, micro-hairs, prickles and silica bodies correspond to the "bambusoid type" of leaf anatomy