Water level-dependent morphological plasticity in Sagittaria montevidensis Cham. and Schl. (Alismataceae)

Aquatic plants are able to alter their morphology in response to environmental condition variation, such as water level fluctuations. The aim of this study was to evaluate the effect of water level on Sagittaria montevidensis morphology through measures of vegetative structures formed in drought and flood periods. We hypothesised that the plant height and the biomass of S. montevidensis leaves will increase during flood periods, while the biomass and diameter of petioles, and the basal plant area will increase during dry periods. We sampled a total amount of 270 individuals in nine sediment banks per visit, totalling 1080 plants. In order to compare plant morphology between dry and flood periods, we measured the water level in each bank and took the following variables for each plant: diameter, height and diameter of the biggest petiole. In order to compare biomass allocation between dry and flood periods, we sampled a total amount of 90 individuals in nine sediment banks per visit, totalling 360 plants. Plants were dried and weighed in the laboratory. All measured morphologic traits, as well as the biomass of leaf blades and petioles, were higher during flood periods, indicating that water level highly influences the morphology of S. montevidensis individuals. Our results suggest that these morphological responses allow survival and maintenance of S. montevidensis populations under environmental stress. These results can be linked to the invasive potential of S. montevidensis and sheds light on basic management practices that may be applied in the future.

As plantas aquáticas são capazes de alterar a sua morfologia em resposta a variações nas condições ambientais, tais como mudanças no nível da água. Nosso objetivo foi avaliar o efeito do nível da água na morfologia de Sagittaria montevidensis através de medidas de estruturas vegetativas formadas em períodos de seca e de cheia. Nós hipotetizamos que a altura dos indivíduos e a biomassa das folhas de S. montevidensis aumentarão durante períodos de cheia, enquanto a biomassa e diâmetro dos pecíolos, além da área basal da planta, aumentarão durante períodos de seca. Nós amostramos um total de 270 indivíduos, distribuídos em nove bancos de sedimento, por visita, totalizando 1080 plantas. Para comparar a morfologia das plantas entre os períodos de cheia e seca nós medimos o nível de água em cada banco e tomamos as seguintes medidas para cada planta: diâmetro, altura e diâmetro do maior pecíolo. Para comparar a alocação de biomassa entre os períodos de cheia e seca nós amostramos um total de 90 indivíduos em nove bancos de sedimento por visita, totalizando 360 plantas. As plantas foram secas em estufa e pesadas em laboratório. As plantas foram maiores no período de cheia e também apresentaram maior número e biomassa de folhas, maior diâmetro e biomassa de pecíolos e maiores áreas basais das rosetas. Nós concluímos que o nível da água influencia muito na morfologia de S. montevidensis. Nossos resultados sugerem que essas respostas morfológicas podem permitir a sobrevivência e manutenção de populações de S. montevidensis em estresse ambiental. Esses resultados podem ser ligados ao potencial invasivo de S. montevidensis e lançam luzes sobre práticas de manejo que poderão ser aplicadas no futuro.

Water level-dependent morphological plasticity in Sagittaria montevidensis Cham. and Schl. (Alismataceae). / Plasticidade morfológica dependente do nível da água em Sagittaria montevidensis Cham. And Schl. (Alismataceae).

Aquatic plants are able to alter their morphology in response to environmental condition variation, such as water level fluctuations. The aim of this study was to evaluate the effect of water level on Sagittaria montevidensis morphology through measures of vegetative structures formed in drought and flood periods. We hypothesised that the plant height and the biomass of S. montevidensis leaves will increase during flood periods, while the biomass and diameter of petioles, and the basal plant area will increase during dry periods. We sampled a total amount of 270 individuals in nine sediment banks per visit, totalling 1080 plants. In order to compare plant morphology between dry and flood periods, we measured the water level in each bank and took the following variables for each plant: diameter, height and diameter of the biggest petiole. In order to compare biomass allocation between dry and flood periods, we sampled a total amount of 90 individuals in nine sediment banks per visit, totalling 360 plants. Plants were dried and weighed in the laboratory. All measured morphologic traits, as well as the biomass of leaf blades and petioles, were higher during flood periods, indicating that water level highly influences the morphology of S. montevidensis individuals. Our results suggest that these morphological responses allow survival and maintenance of S. montevidensis populations under environmental stress. These results can be linked to the invasive potential of S. montevidensis and sheds light on basic management practices that may be applied in the future.

As plantas aquáticas são capazes de alterar a sua morfologia em resposta a variações nas condições ambientais, tais como mudanças no nível da água. Nosso objetivo foi avaliar o efeito do nível da água na morfologia de Sagittaria montevidensis através de medidas de estruturas vegetativas formadas em períodos de seca e de cheia. Nós hipotetizamos que a altura dos indivíduos e a biomassa das folhas de S. montevidensis aumentarão durante períodos de cheia, enquanto a biomassa e diâmetro dos pecíolos, além da área basal da planta, aumentarão durante períodos de seca. Nós amostramos um total de 270 indivíduos, distribuídos em nove bancos de sedimento, por visita, totalizando 1080 plantas. Para comparar a morfologia das plantas entre os períodos de cheia e seca nós medimos o nível de água em cada banco e tomamos as seguintes medidas para cada planta: diâmetro, altura e diâmetro do maior pecíolo. Para comparar a alocação de biomassa entre os períodos de cheia e seca nós amostramos um total de 90 indivíduos em nove bancos de sedimento por visita, totalizando 360 plantas. As plantas foram secas em estufa e pesadas em laboratório. As plantas foram maiores no período de cheia e também apresentaram maior número e biomassa de folhas, maior diâmetro e biomassa de pecíolos e maiores áreas basais das rosetas. Nós concluímos que o nível da água influencia muito na morfologia de S. montevidensis. Nossos resultados sugerem que essas respostas morfológicas podem permitir a sobrevivência e manutenção de populações de S. montevidensis em estresse ambiental. Esses resultados podem ser ligados ao potencial invasivo de S. montevidensis e lançam luzes sobre práticas de manejo que poderão ser aplicadas no futuro.

Body size and clonality consequences for sexual reproduction in a perennial herb of Brazilian rupestrian grasslands / Consequências do tamanho de corpo e da clonalidade para a reprodução sexuada de uma herbácea perene doa campos rupestres brasileiros

Body size is one of the most important factors regarding herbaceous perennial plants life-histories, and several fitness components of these organisms are related to size. Clonal plants show distinct kinds of reproduction and can develop offspring by sexual or asexual ways. We aimed to understand how body size affects Comanthera nivea (Eriocaulaceae) sexual reproduction and to verify how clonal growth is related to flower head production in this species. We sampled 600 rosettes in rupestrian grasslands and performed linear regression analysis between body size and number of produced flower heads. We also compared the flower head production between isolated rosettes and rosettes within clones. Our results showed that body size was significantly related, but explained only a small part of flower head production. The flower head production was higher in rosettes within clones than in isolated ones. The clones presented a rosette or a small group of rosettes that concentrated the sexual reproduction. Clonality was positively associated with sexual reproduction. Clonality can represent an important way of allowing the persistence of plants by sexual reproduction in markedly seasonal stressful environments. The cases of clonality enhancing the sexual reproduction must be considered and put in focus on reproductive biology research.

O tamanho de corpo é um dos atributos de história de vida mais importantes para plantas herbáceas perenes e muitos componentes da aptidão desses organismos são relacionados ao tamanho. As plantas clonais apresentam diferentes tipos de reprodução e podem gerar prole por vias sexuadas ou assexuadas. Nosso objetivo foi compreender como o tamanho de corpo afeta a reprodução sexual em Comanthera nivea e verificar como o crescimento clonal relaciona-se à produção de capítulos dessa espécie. Nós amostramos 600 rosetas em campos rupestres e utilizamos regressões lineares para verificar a relação entre o tamanho de corpo e o número de capítulos produzidos pela planta. Nós também comparamos a produção de capítulos entre rosetas isoladas e rosetas pertencentes a clones. Nossos resultados mostram que o tamanho de corpo tem influência positiva significativa na produção de capítulos, mas explica apenas parte da variação nos dados. A produção de capítulos é maior em rosetas pertencentes a clones que em rosetas isoladas. Os clones geralmente apresentam uma roseta, ou um grupo de rosetas, que concentra a reprodução sexual. A clonalidade apresentou ligações significativas com a reprodução sexuada. Em ambientes sazonais a clonalidade pode representar uma importante forma de persistência das plantas já que pode permitir um melhor desempenho da reprodução sexuada em vista dos estresses ambientais. Os casos nos quais a clonalidade representa uma via de melhor desempenho para a reprodução sexuada devem ser considerados e colocados em foco na pesquisa em biologia reprodutiva.