ABSTRACT
Goniorrhachis marginata Taub. (Leguminosae: Caesalpinioideae) is a tree species found in Brazilian tropical dry forests that retain their leaves during the dry season. That being, we addressed the following question: i) How do insect diversity (sap-sucking and chewing), leaf herbivory and defensive traits (tannin and leaf sclerophylly) vary on the evergreen tree species G. marginata between seasons? The abundance of sap-sucking insects was higher in the dry season than in the rainy season. However, we did not verify any difference in the species richness and abundance of chewing insects between seasons. Leaf herbivory was higher in the rainy season, whereas leaf sclerophylly was higher in the dry season. However, herbivory was not related to sclerophylly. Insect herbivores likely decrease their folivory activity during the dry season due to life history patterns or changes in behaviour, possibly entering diapause or inactivity during this period. Therefore, G. marginata acts as a likely keystone species, serving as a moist refuge for the insect fauna during the dry season in tropical dry forest, and the presence of this evergreen species is crucial to conservation strategies of this threatened ecosystem.
Goniorrhachis marginata Taub. (Leguminosae: Caesalpinioideae) é uma árvore encontrada em florestas tropicais secas do Brasil que mantém as suas folhas durante a estação seca. Baseado neste fato, nós levantamos a seguinte questão: i) como a diversidade de insetos herbívoros (sugadores e mastigadores), herbivoria foliar e características defensivas (taninos e esclerofilia foliar) variam em G. marginata entre as estações seca e chuvosa. A abundância de insetos sugadores foi maior na estação seca, entretanto, a riqueza e abundância de insetos mastigadores não diferiram entre as estações. A herbivoria foliar foi maior na estação chuvosa, enquanto a esclerofilia foliar foi maior na estação seca. Não foi observado efeito significativo da esclerofilia sobre os níveis de herbivoria foliar. Insetos herbívoros reduzem a sua atividade de consumo foliar durante a estação seca, fato este devido à sua história natural e/ou mudança comportamental, provavelmente, entrando em diapausa durante este período. Nossos resultados demonstram que G. marginata atua como refúgio para fauna de insetos durante a estação seca, e que a presença desta espécie merece relevante destaque em estratégias de conservação deste ameaçado ecossistema.
Subject(s)
Animals , Caesalpinia/parasitology , Ecosystem , Herbivory/physiology , Insecta/physiology , Brazil , Caesalpinia/classification , Forests , Insecta/classification , SeasonsABSTRACT
Goniorrhachis marginata Taub. (Leguminosae: Caesalpinioideae) is a tree species found in Brazilian tropical dry forests that retain their leaves during the dry season. That being, we addressed the following question: i) How do insect diversity (sap-sucking and chewing), leaf herbivory and defensive traits (tannin and leaf sclerophylly) vary on the evergreen tree species G. marginata between seasons? The abundance of sap-sucking insects was higher in the dry season than in the rainy season. However, we did not verify any difference in the species richness and abundance of chewing insects between seasons. Leaf herbivory was higher in the rainy season, whereas leaf sclerophylly was higher in the dry season. However, herbivory was not related to sclerophylly. Insect herbivores likely decrease their folivory activity during the dry season due to life history patterns or changes in behaviour, possibly entering diapause or inactivity during this period. Therefore, G. marginata acts as a likely keystone species, serving as a moist refuge for the insect fauna during the dry season in tropical dry forest, and the presence of this evergreen species is crucial to conservation strategies of this threatened ecosystem.(AU)
Goniorrhachis marginata Taub. (Leguminosae: Caesalpinioideae) é uma árvore encontrada em florestas tropicais secas do Brasil que mantém as suas folhas durante a estação seca. Baseado neste fato, nós levantamos a seguinte questão: i) como a diversidade de insetos herbívoros (sugadores e mastigadores), herbivoria foliar e características defensivas (taninos e esclerofilia foliar) variam em G. marginata entre as estações seca e chuvosa. A abundância de insetos sugadores foi maior na estação seca, entretanto, a riqueza e abundância de insetos mastigadores não diferiram entre as estações. A herbivoria foliar foi maior na estação chuvosa, enquanto a esclerofilia foliar foi maior na estação seca. Não foi observado efeito significativo da esclerofilia sobre os níveis de herbivoria foliar. Insetos herbívoros reduzem a sua atividade de consumo foliar durante a estação seca, fato este devido à sua história natural e/ou mudança comportamental, provavelmente, entrando em diapausa durante este período. Nossos resultados demonstram que G. marginata atua como refúgio para fauna de insetos durante a estação seca, e que a presença desta espécie merece relevante destaque em estratégias de conservação deste ameaçado ecossistema.(AU)
Subject(s)
Animals , Caesalpinia/parasitology , Ecosystem , Herbivory/physiology , Insecta/physiology , Brazil , Caesalpinia/classification , Forests , Insecta/classification , SeasonsABSTRACT
In general, perennial species contain higher concentrations of certain secondary compounds, such as phenolics, lower levels of nitrogenous compounds, and greater specific leaf mass (SLM) than deciduous species. The aim of this study was to verify whether the comparative data reported in the literature regarding deciduous and evergreen species, also applies to four selected species of a semideciduous tropical forest (a remnant of the Atlantic Forest). The four species chosen for this study, each with apparently different leaf life spans, were two semideciduous (Hymenaea courbaril L. var. stilbocarpa (Hayne) Lee et Lang., and Lonchocarpus guilleminianus (Tul.) Malme, and two deciduous (Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong., and Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.). Plants were grown in a greenhouse in plastic pots containing soil taken from their natural habitat. Mature leaves were harvested for determination of the SLM and contents of phenolic compounds, tannins, nitrate, protein, free amino acids, chlorophyll, and nitrogen. Data registered are in agreement with those of the literature. Leaves with the longest life span had the highest content of phenolics and the lowest levels of tannins, nitrate, protein, amino acids, chlorophyll and nitrogen, as well as presenting the greatest SLM.
Em geral as espécies perenifólias possuem maior concentração de alguns compostos secundários, como por exemplo fenóis, menor concentração de compostos nitrogenados e maior massa foliar específica (MFE), quando comparadas a espécies decíduas. O objetivo deste trabalho foi verificar se as observações encontradas na literatura, comparando espécies perenifólias e decíduas aplicam-se também a quatro espécies de uma mata semidecídua, remanescente da Mata Atlântica. Das quatro espécies usadas neste estudo, que aparentemente apresentavam longevidades foliares diferentes, duas eram semidecíduas (Hymenaea courbaril L. var. stilbocarpa (Hayne) Lee et Lang. e Lonchocarpus guilleminianus (Tul.) Malme) e duas decíduas (Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong. e Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.). As plantas foram cultivadas em vasos plásticos, contendo solo da mata. O cultivo foi feito em casa de vegetação. Folhas maduras foram coletadas para análise de fenóis totais, taninos condensados, nitrato, proteínas totais, aminoácidos livres totais, clorofila total, nitrogênio total e MFE. Os resultados obtidos corroboram os da literatura, já que as espécies com folhas mais longevas apresentaram concentrações maiores de fenóis totais, menores de taninos condensados, nitrato, proteínas solúveis totais, aminoácidos livres totais, clorofilas totais, nitrogênio total e maior MFE.
ABSTRACT
In general, perennial species contain higher concentrations of certain secondary compounds, such as phenolics, lower levels of nitrogenous compounds, and greater specific leaf mass (SLM) than deciduous species. The aim of this study was to verify whether the comparative data reported in the literature regarding deciduous and evergreen species, also applies to four selected species of a semideciduous tropical forest (a remnant of the Atlantic Forest). The four species chosen for this study, each with apparently different leaf life spans, were two semideciduous (Hymenaea courbaril L. var. stilbocarpa (Hayne) Lee et Lang., and Lonchocarpus guilleminianus (Tul.) Malme, and two deciduous (Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong., and Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.). Plants were grown in a greenhouse in plastic pots containing soil taken from their natural habitat. Mature leaves were harvested for determination of the SLM and contents of phenolic compounds, tannins, nitrate, protein, free amino acids, chlorophyll, and nitrogen. Data registered are in agreement with those of the literature. Leaves with the longest life span had the highest content of phenolics and the lowest levels of tannins, nitrate, protein, amino acids, chlorophyll and nitrogen, as well as presenting the greatest SLM.
Em geral as espécies perenifólias possuem maior concentração de alguns compostos secundários, como por exemplo fenóis, menor concentração de compostos nitrogenados e maior massa foliar específica (MFE), quando comparadas a espécies decíduas. O objetivo deste trabalho foi verificar se as observações encontradas na literatura, comparando espécies perenifólias e decíduas aplicam-se também a quatro espécies de uma mata semidecídua, remanescente da Mata Atlântica. Das quatro espécies usadas neste estudo, que aparentemente apresentavam longevidades foliares diferentes, duas eram semidecíduas (Hymenaea courbaril L. var. stilbocarpa (Hayne) Lee et Lang. e Lonchocarpus guilleminianus (Tul.) Malme) e duas decíduas (Enterolobium contortisiliquum (Vell.) Morong. e Peltophorum dubium (Spreng.) Taub.). As plantas foram cultivadas em vasos plásticos, contendo solo da mata. O cultivo foi feito em casa de vegetação. Folhas maduras foram coletadas para análise de fenóis totais, taninos condensados, nitrato, proteínas totais, aminoácidos livres totais, clorofila total, nitrogênio total e MFE. Os resultados obtidos corroboram os da literatura, já que as espécies com folhas mais longevas apresentaram concentrações maiores de fenóis totais, menores de taninos condensados, nitrato, proteínas solúveis totais, aminoácidos livres totais, clorofilas totais, nitrogênio total e maior MFE.
ABSTRACT
In comparison to deciduous species, evergreen plants have lower leaf nutrient contents and higher leaf life span, important mechanisms for nutrient economy, allowing the colonization of low fertility soils. Strategies to conserve nitrogen in two semideciduous tropical forest tree species, with different leaf life spans were analyzed. The hypothesis was the fact that the two species would present different nitrogen conservation mechanisms in relation to chemical (total nitrogen, protein, chlorophyll, and proteolytic activity), functional (leaf life span, N-use efficiency, and N-resorption efficiency), morphological (specific leaf mass) leaf characteristics, and total nitrogen in the soil. Hymenaea courbaril L. presented lower nitrogen compounds in leaves, longer leaf life span, higher N-use efficiency, and higher specific leaf mass, while absorbing proportionally less nitrogen from the soil than Croton priscus Croizat. These characteristics can contribute for a better nitrogen economy strategy of H. courbaril. No relationship was found between leaf life span and N resorption efficiency, nor between leaf life span, protease activity and nitrogen mobilization. The electrophoretic profiles of proteolytic enzymes in young leaves of the two species presented more bands with enzymatic activity than other kinds of leaves.
Comparadas a espécies decíduas, as sempre-verdes têm menos nutrientes nas folhas, que também são mais longevas. Estes mecanismos são importantes para economia de nutrientes, e permitem a colonização de solos com baixa fertilidade. Foram analisadas estratégias de conservação de nitrogênio em duas espécies de floresta semidecídua, que aparentemente apresentavam longevidades foliares diferentes. Para isto foram comparados mecanismos químicos (concentrações de nitrogênio total, de proteína e clorofila e atividade proteolítica), funcionais (duração de vida das folhas, eficiência do uso de nitrogênio e eficiência de redistribuição de nitrogênio) e morfológico (massa foliar específica) de conservação de nitrogênio nas folhas e a concentração de nitrogênio no solo. Hymenaea courbaril L. apresentou menor concentração de compostos nitrogenados nas folhas, maior longevidade foliar, maior eficiência do uso do nitrogênio e maior massa foliar específica, além de ter retirado proporcionalmente menos nitrogênio do solo do que Croton priscus Croizat. Estas características podem contribuir com uma melhor estratégia de conservação de nitrogênio em H. courbaril. Não foi encontrada relação entre a duração de vida da folha e a eficiência de redistribuição de nitrogênio, ou entre a duração de vida da folha, atividade de proteases e mobilização de nitrogênio. As folhas jovens das duas espécies apresentaram mais bandas com atividades enzimáticas nos perfís eletroforéticos de enzimas proteolíticas.
ABSTRACT
In comparison to deciduous species, evergreen plants have lower leaf nutrient contents and higher leaf life span, important mechanisms for nutrient economy, allowing the colonization of low fertility soils. Strategies to conserve nitrogen in two semideciduous tropical forest tree species, with different leaf life spans were analyzed. The hypothesis was the fact that the two species would present different nitrogen conservation mechanisms in relation to chemical (total nitrogen, protein, chlorophyll, and proteolytic activity), functional (leaf life span, N-use efficiency, and N-resorption efficiency), morphological (specific leaf mass) leaf characteristics, and total nitrogen in the soil. Hymenaea courbaril L. presented lower nitrogen compounds in leaves, longer leaf life span, higher N-use efficiency, and higher specific leaf mass, while absorbing proportionally less nitrogen from the soil than Croton priscus Croizat. These characteristics can contribute for a better nitrogen economy strategy of H. courbaril. No relationship was found between leaf life span and N resorption efficiency, nor between leaf life span, protease activity and nitrogen mobilization. The electrophoretic profiles of proteolytic enzymes in young leaves of the two species presented more bands with enzymatic activity than other kinds of leaves.
Comparadas a espécies decíduas, as sempre-verdes têm menos nutrientes nas folhas, que também são mais longevas. Estes mecanismos são importantes para economia de nutrientes, e permitem a colonização de solos com baixa fertilidade. Foram analisadas estratégias de conservação de nitrogênio em duas espécies de floresta semidecídua, que aparentemente apresentavam longevidades foliares diferentes. Para isto foram comparados mecanismos químicos (concentrações de nitrogênio total, de proteína e clorofila e atividade proteolítica), funcionais (duração de vida das folhas, eficiência do uso de nitrogênio e eficiência de redistribuição de nitrogênio) e morfológico (massa foliar específica) de conservação de nitrogênio nas folhas e a concentração de nitrogênio no solo. Hymenaea courbaril L. apresentou menor concentração de compostos nitrogenados nas folhas, maior longevidade foliar, maior eficiência do uso do nitrogênio e maior massa foliar específica, além de ter retirado proporcionalmente menos nitrogênio do solo do que Croton priscus Croizat. Estas características podem contribuir com uma melhor estratégia de conservação de nitrogênio em H. courbaril. Não foi encontrada relação entre a duração de vida da folha e a eficiência de redistribuição de nitrogênio, ou entre a duração de vida da folha, atividade de proteases e mobilização de nitrogênio. As folhas jovens das duas espécies apresentaram mais bandas com atividades enzimáticas nos perfís eletroforéticos de enzimas proteolíticas.