Physical characterization of Rhipsalis (Cactaceae) fruits and seeds germination in different temperatures and light regimes / Caracterização física de frutos de Rhipsalis (Cactaceae) e germinação de sementes em diferentes regimes de temperatura e luz

Abstract The germination characteristics of the native cactus species are poorly known, being the temperature and the light the factors that the most interferes in that process. Thus, the objective of the present work was to characterize the fruits and evaluate the influence of the temperature and the light in the seed germination of Rhipsalis floccosa, Rhipsalis pilocarpa and Rhipsalis teres. The tested constant temperatures were 15, 20, 25, 30 and 35 °C and the alternate of 20-30 °C and 25-35 °C in a photoperiod of 10 hours, and with determination of the most appropriate temperature, the germination was tested in light absence. The germination percentage, the index of germination speed and medium time of germination were evaluated. For R. floccosa, the highest germination percentage was at 20 °C. For R. pilocarpa and R. teres, the highest germination percentages occurred in 15 °C and 20 °C. There was correlation to germination percentage between the three species, indicating that they had similar germination behavior. Total absence of germination was verified for the three species in condition of light absence. In conclusion, the temperature of 20 °C is the most suitable for the seed germination of R. floccosa. For the species R. pilocarpa and R. teres, the temperatures of 15 and 20 °C are the most suitable.

Resumo Existem poucos estudos sobre características germinativas de espécies de cactos nativos, sendo a temperatura e a luz, os fatores que mais interferem nesse processo. Assim, objetivou-se caracterizar os frutos e avaliar a influência da temperatura e luminosidade na germinação de sementes de Rhipsalis floccosa, Rhipsalis pilocarpa and Rhipsalis teres. Testou-se temperaturas constantes de 15, 20, 25, 30 e 35 °C e alternadas de 20-30 °C e 25-35 °C com fotoperíodo de 10 horas, e com a determinação da temperatura mais adequada, testou-se a germinação na ausência de luz. A porcentagem de germinação, o índice de velocidade de germinação e o tempo médio de germinação foram avaliados. Para R. floccosa, a maior porcentagem de germinação foi obtida a 20 °C. Para R. pilocarpa e R. teres, as maiores porcentagens de germinação ocorreram a 15 °C e 20 °C. Verificou-se correlação entre as três espécies para a porcentagem de germinação, indicando comportamento semelhante entre essas. Na ausência de luz não ocorreu a germinação das sementes das espécies estudas. Em conclusão, a temperatura de 20 °C é a mais indicada para a germinação de sementes de R. floccosa. Para as espécies R. pilocarpa e R. teres, as temperaturas de 15 e 20 °C são as mais indicadas.

Frugivory and seed dispersal by birds in Cereus jamacaru DC. ssp. jamacaru (Cactaceae) in the Caatinga of Northeastern Brazil / Frugivoria e dispersão de sementes por aves em Cereus jamacaru DC. ssp. jamacaru (Cactaceae) na Caatinga, uma floresta seca no Nordeste do Brasil

Studies of the dispersal modes of plants aid our understanding of the dynamics of resource and its availability for dispersal agents. The present work sought to characterize the fruiting patterns of the native Caatinga (dryland) cactus Cereus jamacaru, identify its principal dispersers, and evaluate the effects of seed passage through digestive tract of dispersers on its germination. Cereus jamacaru present an annual fruiting pattern and fruiting peaks occurred during June/2009 and February/2010. A total of 135 visits by nine species of resident Caatinga bird species were recorded. The most frequent visiting bird species were Paroaria dominicana and Euphonia chlorotica. Length of bird visits varied from 15 seconds to 4 minutes and seeds removed by birds travelled 10.6 ± 11.2 m until dispersers make the first landing perch, in some cases more than 40 meters away. Germination tests show birds had a high quantity of viable seeds of C. jamacaru in its feces. Seeds that passed through the digestive tract of birds showed a similar germinability of the seeds of the control group. However, the seeds dispersed by birds showed lowest mean germination time related to the control group seeds. This study highlights the potential role of birds as seed dispersers of C. jamacaru, swallowing the whole seeds and defecating intact seeds, accelerating the germination process and transporting seeds away from the mother plant.

Estudos do modo de dispersão das espécies vegetais permitem o entendimento da dinâmica dos recursos e sua disponibilidade para os dispersores. O objetivo deste trabalho foi caracterizar o padrão de frutificação de Cereus jamacaru, uma espécie nativa da Caatinga, identificar os seus principais dispersores e avaliar o efeito da passagem das sementes pelo trato digestivo destes animais sobre sua germinação. Cereus jamacaru apresentou um padrão de frutificação anual, com pico de frutificação nos meses de Junho/2009 e Fevereiro/2010. No total foram registradas 135 visitas de nove espécies de aves frugívoras da Caatinga, sendo os dispersores mais frequentes Paroaria dominicana e Euphonia chlorotica. O tempo de duração das visitas foi curto, variando de 15 segundos a 4 minutos, e a distância média dos voos pós-alimentação foi 10,6 ± 11,2 m da planta-mãe, podendo também alcançar distâncias superiores a 40 metros. Os resultados dos testes de germinação mostraram que as aves apresentam uma alta quantidade de sementes viáveis de C. jamacaru em suas fezes. As sementes que passaram pelo trato digestivo das aves mostraram germinabilidade semelhante aquelas do grupo controle. No entanto, as sementes dispersadas pelas aves apresentaram um menor tempo médio necessário para germinação. Esse estudo destaca o papel das aves como potenciais dispersores de C. jamacaru, eliminando sementes intactas, acelerando o processo de germinação e carregando as sementes para longe da planta mãe.

Factors affecting establishment success of the endangered Caribbean cactus Harrisia portoricensis (Cactaceae)

Early plant stages may be the most vulnerable within the life cycle of plants especially in arid ecosystems. Interference from exotic species may exacerbate this condition. We evaluated germination, seedling survival and growth in the endangered Caribbean cactus Harrisia portoricensis, as a function of sunlight exposure (i.e., growing under open and shaded areas), different shade providers (i.e., growing under two native shrubs and one exotic grass species), two levels of predation (i.e., exclusion and non-exclusion) and variable microenvironmental conditions (i.e., temperature, PAR, humidity). Field experiments demonstrated that suitable conditions for germination and establishment of H. portoricensis seedling are optimal in shaded areas beneath the canopy of established species, but experiments also demonstrated that the identity of the shade provider can have a significant influence on the outcome of these processes. Harrisia portoricensis seedlings had higher probabilities of survival and grew better (i.e., larger diameters) when they were transplanted beneath the canopy of native shrubs, than beneath the exotic grass species, where temperature and solar radiation values were on average much higher than those obtained under the canopies of native shrubs. We also detected that exclusión from potential predators did not increase seedling survival. Our combined results for H. portoricensis suggested that the modification of microenvironmental conditions by the exotic grass may lower the probability of recruitment and establishment of this endangered cactus species. Rev. Biol. Trop. 60 (2): 867-879. Epub 2012 June 01.

Las etapas iniciales de las plantas parecen ser las más vulnerables de su ciclo de vida, especialmente en ecosistemas áridos. Interferencias de especies exóticas pueden exacerbar esta condición. Evaluamos la germinación, supervivencia y crecimiento de plántulas del cactus en peligro de extinción Harrisia portoricensis, en función de la exposición a la luz solar, diferentes proveedores de sombra, exclusión de potenciales depredadores y condiciones micro-ambientales variables. Los experimentos demostraron que las condiciones adecuadas para la germinación y el establecimiento de plántulas de H. portoricensis son óptimas en áreas de sombra, bajo el dosel de especies establecidas, pero también demostraron que la identidad de los proveedores de sombra puede tener una influencia significativa sobre los resultados de estos procesos y que la exclusión de depredadores no aumentó la probabilidad de supervivencia de las plántulas. Las plántulas de H. portoricensis tuvieron mayores probabilidades de supervivencia y crecieron mejor cuando fueron transplantadas bajo la sombra de los arbustos nativos que bajo la sombra del pasto exótico, donde la temperatura y la radiación solar fueron en promedio mucho mayores que las obtenidas bajo la sombra de los arbustos nativos. Nuestros resultados sugieren que las modificaciones de las condiciones micro-ambientales por este pasto exótico pueden disminuir la probabilidad de reclutamiento y establecimiento de esta especie en peligro.

Germination response of Hylocereus setaceus (Salm-Dyck ex DC: ) Ralf Bauer (Cactaceae) seeds to temperature and reduced water potentials / Resposta de germinação das sementes de Hylocereus setaceus (Salm-Dyck ex DC: ) Ralf Bauer (Cactaceae) à temperatura e à redução do potencial de água

The germination response of Hylocereus setaceus seeds to isothermic incubation at different water potentials was analysed by using the thermal time and hydrotime models, aiming to describe some germination parameters of the population and to test the validity of the models to describe the response of the seeds to temperature and water potential. Hylocereus setaceus seeds germinated relatively well in a wide range of temperatures and the germination was rate limited from 11 to 20 °C interval and beyond 30 °C until 40 °C, in which the germination rate respectively shifts positively and negatively with temperature. The minimum or base temperature (Tb) for the germination of H. setaceus was 7 °C, and the ceiling temperature varied nearly from 43.5 to 59 °C depending on the percent fraction, with median set on 49.8 °C. The number of degrees day necessary for 50 percent of the seeds to germinate in the infra-optimum temperature range was 39.3 °C day, whereas at the supra-optimum interval the value of θ = 77 was assumed to be constant throughout. Germination was sensitive to decreasing values of ψ in the medium, and both the germinability and the germination rate shift negatively with the reduction of ψ, but the rate of reduction changed with temperature. The values of base water potential (ψb) shift to zero with increasing temperatures and such variation reflects in the relatively greater effect of low ψ on germination in supra optimum range of T. In general, the model described better the germination time courses at lower than at higher water potentials. The analysis also suggest that Tb may not be independent of ψ and that ψb(g) may change as a function of temperature at the infra-otimum temperature range.

As respostas de germinação de sementes de Hylocereus setaceus para incubações isotérmicas sob diferentes potenciais de água foram analisadas utilizando-se modelos de graus dia e psi dia, com o objetivo de descrever alguns parâmetros da população e para testar a viabilidade do modelo para descrever as respostas da semente a temperatura e potencial de água. Sementes de H. setaceus germinaram relativamente bem em uma ampla faixa de temperaturas e a germinação foi limitada pela velocidade nos intervalos de 11 a 20 °C, e de 30 até 40 °C, nos quais a velocidade de germinação aumenta e diminui, respectivamente, com a temperatura. A temperatura mínima ou base (Tb) para germinação de H. setaceus foi 7 °C, e a temperatura máxima variou de 43,5 a 59 °C dependendo da fração percentual, com média de 49,8 °C. O número de graus dia necessário para 50 por cento das sementes germinarem na faixa de temperatura infra-ótima foi de 39,3 °C dia, enquanto que, no intervalo supra-ótimo o valor de 77 °C dia foi assumido como constante para todo o intervalo. A germinação foi sensível à diminuição do ψ no meio, e tanto a germinabilidade como a velocidade de germinação mudaram negativamente com a redução do ψ, sendo que a taxa de redução mudou com a temperatura. Os potenciais base de água (ψb(g)) tendem a zero com o aumento da temperatura e essa variação se reflete no efeito relativamente maior do ψ sobre a germinação na faixa supra-ótima de temperatura. No geral, o modelo descreveu melhor as curvas de germinação em potenciais de água baixos do que em altos. As análises também sugerem que Tb pode não depender do ψ e que o ψb(g) pode mudar em função da temperatura na faixa infra-ótima de temperatura.