How dehydration affects stem bending stiffness and leaf toughness after sampling of the liana Amphilophium crucigerum (L.) L.G.Lohmann (Bignoniaceae) / Como a desidratação afeta a flexibilidade do caule e a tenacidade das folhas pós-coleta na liana Amphilophium crucigerum (L.) L.G.Lohmann (Bignoniaceae)

ABSTRACT

Lianas are woody climbers and their stems and leaves deal with different environmental pressures such as resistance to mechanical damage and dehydration. The damage resistance of plants can be biomechanically evaluated by their stiffness, bending and toughness. Despite the well-known relationship between physical resistance and moisture of plant organs in woody plants, this relationship is uncertain and has not been previously evaluated in lianas. Thus, this study investigated experimentally the effect of stems and leaf dehydration on the structural Young's modulus in the stem and fracture toughness in leaves across time in the liana Amphilophium crucigerum (Bignoniaceae). Ten stem and leaf samples were collected and assigned to two distinct conditions (i) samples kept moist and (ii) samples underwent gradual dehydration with natural moisture loss by air exposition. Successive measures of structural Young's modulus and fracture toughness were taken every 4 hours during a 48-hour period for both conditions. Stem and leaf samples which underwent gradual dehydration showed greater bending stiffness and fracture toughness, respectively, while the samples kept moist presented no changes in any studied biomechanical features during the entire experiment. We concluded that the moisture of both stem and leaf samples are critical factors to estimate the biomechanical properties of lianas stem and leaves.

RESUMO

Lianas são trepadeiras lenhosas e seus caules e folhas lidam com diferentes pressões ambientais, como a resistência aos danos mecânicos e de desidratação. A resistência ao dano das plantas pode ser biomecanicamente avaliada pelas propiedades de dureza, flexão e tenacidade. Apesar da conhecida relação entre resistência física e umidade dos órgãos das plantas em espécies lenhosas, essa relação não foi avaliada anteriormente e é incerta em lianas. Assim, este estudo investigou experimentalmente o efeito da desidratação de caules e folhas na estimativa do módulo estrutural de Young do caule e da tenacidade à fratura da folha ao longo do tempo, na liana Amphilophium crucigerum (Bignoniaceae). Dez amostras de caules e folhas foram coletadas e distribuídas em duas condições distintas (i) amostras mantidas úmidas e (ii) amostras em processo de desidratação gradativa com perda natural de umidade quando expostas ao ar. Medidas sucessivas do módulo de Young e da resistência à fratura dos órgãos foram tomadas a cada 4 horas durante um período de 48 horas em ambas as condições. Amostras de caule e folhas que sofreram desidratação gradual apresentaram maior rigidez à flexão e tenacidade à fratura, respectivamente, enquanto as amostras mantidas úmidas não alteraram essas características durante o experimento. Concluímos que a umidade das amostras de caules e folhas em lianas também é um fator crítico para estimar as propriedades biomecânicas desses órgãos em seu ambiente natural.