Awn length variation and its effect on dispersal unit burial of Trachypogon spicatus (Poaceae) / Efecto de la variación en longitud de la arista de la unidad dispersante de Trachypogon spicatus (Poaceae) en la profundidad de su entierro

ABSTRACT

Trachypogon spicatus, formerly known as Trachypogon plumosus, is a dominant grass in some savannas of Northern South America. Its dispersal unit, like many other species of the Andropogoneae tribe, bears a hygroscopic awn which facilitates its establishment in favorable microsites. Some authors have previously proposed that there is a positive correlation between awn length and dispersal unit burial, and that this relationship increases the probability of seed survival in the event of a fire, since soil acts as insulator. In this study we experimentally tested this relationship for T. spicatus. A total of 192 diaspores were placed in randomized blocks, in aluminum trays filled with soil under greenhouse conditions. Diaspores were sprayed with water daily for a month to guarantee awn movement; on the last day of the experiment, they were sprayed with red aerosol paint to determine burial depth. The effects of awn length, presence of caryopses, and presence of a pivot for the passive segment of the awn on diaspore burial were evaluated. Germination viability was tested using a tetrazolium salt test for 35 caryopses. No significant differences in diaspore burial were observed between diaspores with and without caryopses (F(2,126)= 0.034, p=0.853). A positive correlation between awn length and diaspore burial was observed only if the passive awn lacked a pivot (r(66)=0.394, p<0.05). Diaspores whose awns had a pivot point achieved significantly deeper burial distances than their counterparts (F(2,126)=7.063, p=0.005). Viability test found that 0% of caryopses tested were able to germinate; this is possibly due to the time difference between sampling and testing. We considered the presence or absence of caryopsis as an important factor, since previous studies have not yet considered it and the high production of sterile diaspores in grasses. These results suggest that the physical mechanism behind T. spicatus diaspore burial is awn torque. This would explain why our results partially support the hypothesis previously proposed by other authors regarding the effect of awn length upon dispersal unit burial, but would also account for the differences observed in burial depth between diaspores with an available pivot point for the passive awn and diaspores lacking thereof. Rev. Biol. Trop. 62 (1) 321-326. Epub 2014 March 01.

RESUMEN

Trachypogon spicatus es una gramínea dominante de algunas sabanas del norte de Suramérica. Su unidad dispersante presenta una arista higroscópica la cual facilita su inserción en irregularidades del suelo, facilitando su ubicación en microhábitats favorables para su establecimiento. Igualmente, se ha sugerido que existe una relación positiva entre la longitud de la arista y la capacidad de entierro de la unidad dispersante. Esta relación incrementa la probabilidad de supervivencia de la semilla ante el fuego al ser el suelo aislante de las altas temperaturas. Se colocaron 192 diásporas de T. spicatus, en bloques aleatorios, en bandejas de sustrato bajo condiciones de invernadero. Luego, se sometieron a cambios de humedad para garantizar el movimiento de la arista y pintaron con aerosol rojo el último día del experimento para determinar la profundidad de entierro. Se evaluó el efecto de la presencia de cariópsis, la longitud de la arista y la presencia de un punto de apoyo para la arista sobre la profundidad de entierro de la diáspora. Se realizó una prueba de sal de Tetrazolio para probar la viabilidad de germinación de 35 cariópsis. No se observaron diferencias significativas en la profundidad de entierro entre diásporas provistas y desprovistas de cariópsis (F(2,126)=0.034, p=0.853). La longitud de la arista parece guardar una relación positiva con la profundidad de entierro únicamente para aquellas unidades dispersantes cuyas aristas no cuentan con un punto de apoyo (r(66)=0.394, p<0.05). Por otro lado, aquellas diásporas cuyas aristas contaban con un punto de apoyo lograron profundidades de entierro significativamente mayores (F(2,126)=7.063, p=0.005). La prueba de viabilidad determinó que 0% de las cariópsis analizadas eran capaces de germinar, esto posiblemente sea debido a la diferencia entre el tiempo de recolección y de prueba. Consideramos que el factor presencia/ausencia de cariópsis era importante ya que había sido ignorado en estudios previos y por la alta producción de diásporas estériles en las gramíneas. Los resultados sugieren que el mecanismo físico que opera sobre la capacidad de entierro de la unidad dispersante de T. spicatus es el torque. Esto explica por qué solo se apoyaron parcialmente las hipótesis propuestas previamente por otros autores, y justifica las diferencias observadas en cuanto a la profundidad de entierro entre unidades dispersantes cuyas aristas contaban o carecían de un punto de apoyo.