RESUMO
ResumenLa morfología funcional corresponde a las respuestas de adaptación a los cambios en el medio ambiente. En fitoplancton, rasgos como el desarrollo de mucílago, vesículas de aceite, filamentos y variación en la relación superficie/ volumen, permiten enfrentar la sedimentación, optimizar la captación lumínica y de nutrientes. El objetivo del presente estudio fue evaluar la relación entre los rasgos y la variación de las condiciones físicas y químicas en el lago de Tota (Boyacá, Colombia). Para esto, se realizaron diez muestreos mensuales entre octubre 2013 y julio 2014. Se midieron el pH, conductividad eléctrica, temperatura, oxígeno disuelto, saturación de oxígeno, alcalinidad y dureza total del agua. Además se recolectaron muestras para la cuantificación en laboratorio de Nitrógeno Total Kjeldahl y Fósforo Total. Las algas se obtuvieron en diferentes profundidades según la transparencia Secchi. Se caracterizó la composición taxonómica y se estimó la abundancia por el método de sedimentación en cámaras. Se midieron los rasgos morfológicos de cada taxa según la correspondencia a modelos geométricos, se clasificaron en grupos funcionales basados en morfología (GFBM) y se calculó su biomasa expresada como biovolumen. Las variables fueron evaluadas mediante Análisis de Componentes Principales, que incluyó el efecto espacio-temporal y fue interpretado según la variación en el nivel del agua. Mediante Análisis de Correspondencia Canónica se estableció la relación entre el biovolumen del fitoplancton acumulado en categorías de forma y las variables ambientales. La ordenación mostró que las condiciones limnológicas son influenciadas por cambios estacionales, principalmente representadas por el porcentaje de saturación de oxígeno, la transparencia Secchi, el NTK, la dureza y la alcalinidad. Se encontraron cuatro GFBM: IV, V, VI y VII, siendo los GFBM IV y VII, los más representativos. El ACC fue significativo (Test de Monte-Carlo, p<0.05). En conclusión, la respuesta morfológica y funcional del fitoplancton del lago de Tota esta condicionada principalmente por la variabilidad a corto plazo, en la transparencia, el fósforo, el nitrógeno, la dureza y la conductividad eléctrica, que son afectados por los cambios estacionales en el nivel del lago.
AbstractFunctional morphology corresponds to adaptive responses to changes in the environment. In phytoplankton, traits such as the development of mucilage, oil vesicles, filaments and variation in the surface/volume ratio, allow algae to deal with sedimentation, optimizing light and nutrient uptake. The aim of this research was to evaluate the relationship between traits and variation in physical and chemical conditions in Tota Lake (Boyacá, Colombia). For this, ten samplings were undertaken in a monthly basis between October 2013 and July 2014. We measured water pH, conductivity, temperature, dissolved oxygen, oxygen saturation, alkalinity and total hardness; we also quantified Total Kjeldahl nitrogen and Total phosphorus. Algae were collected at different depths according to Secchi transparency. Taxonomic composition and abundance were estimated by the chamber sedimentation method. Morphological traits were measured for each taxa according to geometric models, allowing traits classification into morphologically based functional groups (MBFG) and having algae biomass expressed as biovolume. The variables were evaluated through Principal Components Analysis, which included time-space effect and it was interpreted according to variation in water level. Through Canonical Correspondence Analysis we established the relationship between phytoplankton biovolume accumulated in form categories and environmental variables. The ordination showed that limnological conditions are influenced by seasonal changes, which are mainly represented by oxygen saturation percentage, Secchi transparency, TKN, hardness and alkalinity. Four MBFG were found: IV, V, VI and VII, being MBFG IV and VII the most representatives. ACC was significant (Monte-Carlo Test, p<0.05). In conclusion, the morphological and functional response of phytoplankton in Tota Lake is driven by short-term variability in transparency, phosphorus, nitrogen, hardness, and electrical conductivity, which are all affected by seasonal changes in the lake level.
RESUMO
AbstractThe initial phase of a plant life cycle is a short and critical period, when individuals are more vulnerable to environmental factors. The morphological and anatomical study of seedlings and saplings leaf type enables the understanding of species strategies of fundamental importance in their establishment and survival. The objective of this study was to analyze the structure of seedlings and saplings leaf types of three mangrove species, Avicennia schaueriana, Laguncularia racemosa, Rhizophora mangle, to understand their early life adaptive strategies to the environment. A total of 30 fully expanded cotyledons (A. schaueriana and L. racemosa), 30 leaves of seedlings, and 30 leaves of saplings of each species were collected from a mangrove area in Guaratuba Bay, Paraná State, Brazil. Following standard methods, samples were prepared for morphological (leaf dry mass, density, thickness) and anatomical analysis (epidermis and sub-epidermal layers, stomata types, density of salt secretion glands, palisade and spongy parenchyma thickness). To compare leaf types among species one-way ANOVA and Principal Component Analysis were used, while Cluster Analysis evaluated differences between the species. We observed significant structural differences among species leaf types. A. schaueriana showed the thickest cotyledons, while L. racemosa presented a dorsiventral structure. Higher values of the specific leaf area were observed for seedlings leaves of A. schaueriana, cotyledons of L. racemosa and saplings leaves of A. schaueriana and R. mangle. Leaf density was similar to cotyledons and seedlings leaves in A. schaueriana and L. racemosa, while R. mangle had seedlings leaves denser than saplings. A. schaueriana and R. mangle showed hypostomatic leaves, while L. racemosa amphistomatic; besides, A. chaueriana showed diacytic stomata, while L. racemosa anomocytic, and R. mangle ciclocytic. Seedling leaves were thicker in R. mangle (535 µm) and L.racemosa (520 µm) than in A. schaueriana (470.3 µm); while saplings leaves were thicker in L. racemosa (568.3 µm) than in A. schaueriana seedlings (512.4 µm) and R. mangle (514.6 µm). Besides, seedlings leaves palisade parenchyma showed increasing thickness in L. racemosa (119.2 µm) <A. schaueriana (155.5 µm) <R. mangle (175.4 µm); while in saplings leaves as follows R. mangle (128.4 µm) <A. schaueriana (183.4 µm) <L. racemosa (193.9 µm). Similarly, seedlings leaves spongy parenchyma thickness values were as follows A. schaueriana (182.6 µm) = R. mangle (192.8 µm) <L. racemosa (354.4 µm); while in saplings were A. schaueriana (182.6 µm) = R. mangle (187.3 µm) <L. racemosa (331.3 µm). The analyzed traits, in different combinations, represent morphological adjustments of leaf types to reduce water loss, eliminate salt excess, increase the absorption of light, allowing a higher efficiency on the maintenance of physiological processes in this initial growth stage. Rev. Biol. Trop. 64 (1): 305-317. Epub 2016 March 01.
ResumenLa fase inicial del ciclo de vida de una planta es un período corto y crítico, cuando los individuos son más vulnerables a factores ambientales. El estudio morfológico y anatómico del tipo de hojas de las plántulas y árboles pequeños, permite la comprensión de las estrategias de las especies, que es de importancia fundamental para su establecimiento y supervivencia. El objetivo de este estudio fue analizar la estructura de los tipos de hojas de las plántulas y árboles pequeños de tres especies de mangle: Avicennia schaueriana, Laguncularia racemosa y Rhizophora mangle, para entender sus estrategias de vida tempranas de adaptación al ambiente. Un total de 30 cotiledones completamente abiertos (A. schaueriana y L. racemosa), 30 hojas de plántulas, y 30 hojas de árboles pequeños de cada especie se recolectaron en una área de manglar en Bahía Guaratuba, Estado de Paraná, Brasil. Siguiendo los métodos estándares, se prepararon muestras para análisis morfológicos (biomasa de hoja seca, densidad y espesor) y anatómicos (epidermis y capas sub-epidérmicas, tipos de estomas, densidad de glándulas secretoras de sal y grosor del parénquima empalizado y del esponjoso). Para comparar los tipos de hojas entre las especies se utilizaron un modelo lineal y Análisis de Componentes Principales, mientras que un análisis de conglomerados evaluó las diferencias entre las especies. Observamos diferencias estructurales significativas entre tipos de hoja en las especies. A.schaueriana mostró cotiledones más gruesos, mientras que L. racemosa presenta una estructura dorsiventral. Se observaron valores más altos del área foliar específica para las hojas de las plántulas de A. schaueriana, cotiledones de L. racemosa y hojas de árboles pequeños de A. schaueriana y R. mangle. La densidad de la hoja fue similar a la de los cotiledones y hojas de plántulas de A. schaueriana y L. racemosa, mientras que R. mangle tenía las hojas de las plántulas más gruesas que los árboles pequeños. A. schaueriana y R. mangle mostraron hojas hipostomáticas; L. racemosa anfiestomáticas; por otro lado A. chaueriana mostró estomas diacíticos, L. racemosa anomocíticos y R. mangle ciclocíticos. Las hojas de las plántulas eran más gruesas en R. mangle (535 micras) y L. racemosa (520 micras) que en A. schaueriana (470.3 m); mientras que las hojas de las plántulas eran más gruesas en L. racemosa (568.3 m) que en A. schaueriana (512.4 micras) y R. mangle (514.6 m). Además el parénquima empalizado de las plántulas mostró un aumento de espesor en L. racemosa (119.2 m) <A. schaueriana (155.5 m) <R. mangle (175.4 m); mientras que en las hojas de los árboles pequeños fue de siguiente manera: R. mangle (128.4 m) <A. schaueriana (183.4 m) <L. racemosa (193.9 m). Del mismo modo, en las hojas de las plántulas los valores del espesor del parénquima esponjoso fueron: A. schaueriana (182.6 m) = R. mangle (192.8 m) <L. racemosa (354.4 m); mientras que en los árboles pequeños: A. schaueriana (182.6 m) = R. mangle (187.3 m) <L. racemosa (331.3 m). Los rasgos analizados, en diferentes combinaciones, representan ajustes morfológicos de tipos de hojas para reducir la pérdida de agua, eliminar el exceso de sal, aumentar la absorción de la luz, lo que permite una mayor eficiencia en el mantenimiento de los procesos fisiológicos en esta etapa de crecimiento inicial.