Size-dependent sex allocation in Solanum lycocarpum St. Hil. (Solanaceae) / Alocação de sexo dependente de tamanho em Solanum lycocarpum St. Hil. (Solanaceae)

Resource allocation to reproduction can change depending on size, as predicted by the size-dependent sex allocation. This theory is based on the fact that small individuals will invest in the allocation of sex with lower cost of production, usually male gender. In plants, there are some andromonoecy species, presence of hermaphrodite and male flowers in the same individual. Andromonoecy provides a strategy to optimally allocate resources to male and female function, evolving a reproductive energy-saving strategy. Thus, our objective was to investigate the size-dependent sex allocation in Solanum lycocarpum St. Hil. We tested the hypothesis that plants with larger size will invest in the production of hermaphrodite flowers, because higher individuals have greater availability of resources to invest in more complex structures involving greater energy expenditure. The studied species was S. lycocarpum, an andromonoecious species. From June 2016 to March 2017 the data were collected in 38 individuals, divided in two groups: the larger plant group (n=18; height=3-5 m) and the smaller plant group (n=20; height=1-2 m).Our data show that there was effect of plant size on the flower production and the sexual gender allocation. The larger plants showed more flowers and higher production of hermaphrodite flowers. Furthermore, in the flower scale, we observed allometric relationship among the flower's traits with proportional investments in biomass, anther size and gynoecium size. Our results are in agreement with size-dependent sex allocation theory and andromonoecy hypothesis related to mechanisms for optimal resource allocation to male and female function.

A alocação de recursos para reprodução pode mudar dependendo do tamanho, conforme previsto pela alocação sexual dependente do tamanho. Essa teoria é baseada no fato de que indivíduos pequenos investirão na alocação sexual com menor custo de produção, geralmente do sexo masculino. Nas plantas, existem algumas espécies andromonoicas, presença de hermafrodita e flores masculinas no mesmo indivíduo. A andromonoicia fornece uma estratégia para alocar recursos de maneira ideal às funções masculina e feminina, desenvolvendo uma estratégia reprodutiva de economia de energia. Assim, nosso objetivo foi investigar a alocação sexual dependente do tamanho em Solanum lycocarpum St. Hil. Testamos a hipótese de que plantas de maior tamanho investirão na produção de flores hermafroditas, pois indivíduos mais altos economizam mais disponibilidade de recursos para investir em estruturas mais complexas que envolvem maior gasto de energia. A espécie estudada foi S. lycocarpum, uma espécie andromonoica. De junho de 2016 a março de 2017, os dados foram coletados em 38 indivíduos, divididos em dois grupos: o maior grupo de plantas (n = 18; altura = 3-5 m) e o menor grupo de plantas (n = 20; altura = 1-2 m). Nossos dados mostram que houve efeito do tamanho da planta na produção de flores e na alocação sexual. As plantas maiores apresentaram mais flores e maior produção de flores hermafroditas. Além disso, observamos uma relação alométrica entre as características da flor, com investimentos proporcionais em biomassa, tamanho da antera e tamanho do gineceu. Nossos resultados estão de acordo com a teoria de alocação de sexo dependente de tamanho e a hipótese de andromonoicia relacionada a mecanismos para a alocação ótima de recursos para a função masculina e feminina.

Size-dependent sex allocation in Solanum lycocarpum St. Hil. (Solanaceae)

Abstract Resource allocation to reproduction can change depending on size, as predicted by the size-dependent sex allocation. This theory is based on the fact that small individuals will invest in the allocation of sex with lower cost of production, usually male gender. In plants, there are some andromonoecy species, presence of hermaphrodite and male flowers in the same individual. Andromonoecy provides a strategy to optimally allocate resources to male and female function, evolving a reproductive energy-saving strategy. Thus, our objective was to investigate the size-dependent sex allocation in Solanum lycocarpum St. Hil. We tested the hypothesis that plants with larger size will invest in the production of hermaphrodite flowers, because higher individuals have greater availability of resources to invest in more complex structures involving greater energy expenditure. The studied species was S. lycocarpum, an andromonoecious species. From June 2016 to March 2017 the data were collected in 38 individuals, divided in two groups: the larger plant group (n=18; height=3-5 m) and the smaller plant group (n=20; height=1-2 m).Our data show that there was effect of plant size on the flower production and the sexual gender allocation. The larger plants showed more flowers and higher production of hermaphrodite flowers. Furthermore, in the flower scale, we observed allometric relationship among the flowers traits with proportional investments in biomass, anther size and gynoecium size. Our results are in agreement with size-dependent sex allocation theory and andromonoecy hypothesis related to mechanisms for optimal resource allocation to male and female function.

Resumo A alocação de recursos para reprodução pode mudar dependendo do tamanho, conforme previsto pela alocação sexual dependente do tamanho. Essa teoria é baseada no fato de que indivíduos pequenos investirão na alocação sexual com menor custo de produção, geralmente do sexo masculino. Nas plantas, existem algumas espécies andromonoicas, presença de hermafrodita e flores masculinas no mesmo indivíduo. A andromonoicia fornece uma estratégia para alocar recursos de maneira ideal às funções masculina e feminina, desenvolvendo uma estratégia reprodutiva de economia de energia. Assim, nosso objetivo foi investigar a alocação sexual dependente do tamanho em Solanum lycocarpum St. Hil. Testamos a hipótese de que plantas de maior tamanho investirão na produção de flores hermafroditas, pois indivíduos mais altos economizam mais disponibilidade de recursos para investir em estruturas mais complexas que envolvem maior gasto de energia. A espécie estudada foi S. lycocarpum, uma espécie andromonoica. De junho de 2016 a março de 2017, os dados foram coletados em 38 indivíduos, divididos em dois grupos: o maior grupo de plantas (n = 18; altura = 3-5 m) e o menor grupo de plantas (n = 20; altura = 1-2 m). Nossos dados mostram que houve efeito do tamanho da planta na produção de flores e na alocação sexual. As plantas maiores apresentaram mais flores e maior produção de flores hermafroditas. Além disso, observamos uma relação alométrica entre as características da flor, com investimentos proporcionais em biomassa, tamanho da antera e tamanho do gineceu. Nossos resultados estão de acordo com a teoria de alocação de sexo dependente de tamanho e a hipótese de andromonoicia relacionada a mecanismos para a alocação ótima de recursos para a função masculina e feminina.

Size-dependent sex allocation in Solanum lycocarpum St. Hil. (Solanaceae) / Alocação de sexo dependente de tamanho em Solanum lycocarpum St. Hil. (Solanaceae)

Resource allocation to reproduction can change depending on size, as predicted by the size-dependent sex allocation. This theory is based on the fact that small individuals will invest in the allocation of sex with lower cost of production, usually male gender. In plants, there are some andromonoecy species, presence of hermaphrodite and male flowers in the same individual. Andromonoecy provides a strategy to optimally allocate resources to male and female function, evolving a reproductive energy-saving strategy. Thus, our objective was to investigate the size-dependent sex allocation in Solanum lycocarpum St. Hil. We tested the hypothesis that plants with larger size will invest in the production of hermaphrodite flowers, because higher individuals have greater availability of resources to invest in more complex structures involving greater energy expenditure. The studied species was S. lycocarpum, an andromonoecious species. From June 2016 to March 2017 the data were collected in 38 individuals, divided in two groups: the larger plant group (n=18; height=3-5 m) and the smaller plant group (n=20; height=1-2 m).Our data show that there was effect of plant size on the flower production and the sexual gender allocation. The larger plants showed more flowers and higher production of hermaphrodite flowers. Furthermore, in the flower scale, we observed allometric relationship among the flower's traits with proportional investments in biomass, anther size and gynoecium size. Our results are in agreement with size-dependent sex allocation theory and andromonoecy hypothesis related to mechanisms for optimal resource allocation to male and female function.(AU)

A alocação de recursos para reprodução pode mudar dependendo do tamanho, conforme previsto pela alocação sexual dependente do tamanho. Essa teoria é baseada no fato de que indivíduos pequenos investirão na alocação sexual com menor custo de produção, geralmente do sexo masculino. Nas plantas, existem algumas espécies andromonoicas, presença de hermafrodita e flores masculinas no mesmo indivíduo. A andromonoicia fornece uma estratégia para alocar recursos de maneira ideal às funções masculina e feminina, desenvolvendo uma estratégia reprodutiva de economia de energia. Assim, nosso objetivo foi investigar a alocação sexual dependente do tamanho em Solanum lycocarpum St. Hil. Testamos a hipótese de que plantas de maior tamanho investirão na produção de flores hermafroditas, pois indivíduos mais altos economizam mais disponibilidade de recursos para investir em estruturas mais complexas que envolvem maior gasto de energia. A espécie estudada foi S. lycocarpum, uma espécie andromonoica. De junho de 2016 a março de 2017, os dados foram coletados em 38 indivíduos, divididos em dois grupos: o maior grupo de plantas (n = 18; altura = 3-5 m) e o menor grupo de plantas (n = 20; altura = 1-2 m). Nossos dados mostram que houve efeito do tamanho da planta na produção de flores e na alocação sexual. As plantas maiores apresentaram mais flores e maior produção de flores hermafroditas. Além disso, observamos uma relação alométrica entre as características da flor, com investimentos proporcionais em biomassa, tamanho da antera e tamanho do gineceu. Nossos resultados estão de acordo com a teoria de alocação de sexo dependente de tamanho e a hipótese de andromonoicia relacionada a mecanismos para a alocação ótima de recursos para a função masculina e feminina.(AU)

Size-dependent sex allocation in Solanum lycocarpum St. Hil. (Solanaceae) / Alocação de sexo dependente de tamanho em Solanum lycocarpum St. Hil. (Solanaceae)

Resource allocation to reproduction can change depending on size, as predicted by the size-dependent sex allocation. This theory is based on the fact that small individuals will invest in the allocation of sex with lower cost of production, usually male gender. In plants, there are some andromonoecy species, presence of hermaphrodite and male flowers in the same individual. Andromonoecy provides a strategy to optimally allocate resources to male and female function, evolving a reproductive energy-saving strategy. Thus, our objective was to investigate the size-dependent sex allocation in Solanum lycocarpum St. Hil. We tested the hypothesis that plants with larger size will invest in the production of hermaphrodite flowers, because higher individuals have greater availability of resources to invest in more complex structures involving greater energy expenditure. The studied species was S. lycocarpum, an andromonoecious species. From June 2016 to March 2017 the data were collected in 38 individuals, divided in two groups: the larger plant group (n=18; height=3-5 m) and the smaller plant group (n=20; height=1-2 m).Our data show that there was effect of plant size on the flower production and the sexual gender allocation. The larger plants showed more flowers and higher production of hermaphrodite flowers. Furthermore, in the flower scale, we observed allometric relationship among the flower's traits with proportional investments in biomass, anther size and gynoecium size. Our results are in agreement with size-dependent sex allocation theory and andromonoecy hypothesis related to mechanisms for optimal resource allocation to male and female function.

A alocação de recursos para reprodução pode mudar dependendo do tamanho, conforme previsto pela alocação sexual dependente do tamanho. Essa teoria é baseada no fato de que indivíduos pequenos investirão na alocação sexual com menor custo de produção, geralmente do sexo masculino. Nas plantas, existem algumas espécies andromonoicas, presença de hermafrodita e flores masculinas no mesmo indivíduo. A andromonoicia fornece uma estratégia para alocar recursos de maneira ideal às funções masculina e feminina, desenvolvendo uma estratégia reprodutiva de economia de energia. Assim, nosso objetivo foi investigar a alocação sexual dependente do tamanho em Solanum lycocarpum St. Hil. Testamos a hipótese de que plantas de maior tamanho investirão na produção de flores hermafroditas, pois indivíduos mais altos economizam mais disponibilidade de recursos para investir em estruturas mais complexas que envolvem maior gasto de energia. A espécie estudada foi S. lycocarpum, uma espécie andromonoica. De junho de 2016 a março de 2017, os dados foram coletados em 38 indivíduos, divididos em dois grupos: o maior grupo de plantas (n = 18; altura = 3-5 m) e o menor grupo de plantas (n = 20; altura =1-2 m). Nossos dados mostram que houve efeito do tamanho da planta na produção de flores e na alocação sexual. As plantas maiores apresentaram mais flores e maior produção de flores hermafroditas. Além disso, observamos uma relação alométrica entre as características da flor, com investimentos proporcionais em biomassa, tamanho da antera e tamanho do gineceu. Nossos resultados estão de acordo com a teoria de alocação de sexo dependente de tamanho e a hipótese de andromonoicia relacionada a mecanismos para a alocação ótima de recursos para a função masculina e feminina.

Biomass allocation and nutrients balance related to the concentration of Nitrogen and Phosphorus in Salvinia auriculata (Salviniaceae) / Alocação de biomassa e o Balanço de nutrientes relacionados à concentração de Nitrogênio e Fósforo em Salvinia auriculata (Salviniaceae)

Abstract Aquatic plants can use differential allocation (trade-off) of carbon among their structures depending on the nutrition concentration. Given that N and P are limiting in the growth of plants, our questions were: Are the N and P concentrations in S. auriculata related to the biomass allocation to its structures? Is a differential allocation of N and P between floating and submerged leaves? We evaluated the relation between the nutrients and the biomass allocation, and the trade-off among the leaves using the Spearman correlation. Our results showed that N and P concentrations in S. auriculata are related to the biomass allocation to its structures, and that there is no trade-off of these nutrients between shoot and root. Thus, we can see the importance of N and P concentration in the biomass of S. auriculata, and why this plant is capable to development in different environments as a weedy.(AU)

Resumo Plantas aquáticas podem realizar alocação diferencial (trade-off) de carbono entre as suas estruturas dependo da disponibilidade de nutrientes. Considerando que N e P são limitantes para o crescimento de plantas, nossas perguntas foram: As concentrações de N e P em S. auriculata estão relacionadas com a alocação de biomassa para suas estruturas? Existe alocação diferencial de N e P entre os folíolos aéreos e a raiz? Avaliamos a relação entre os nutrientes e a biomassa, e o trade-off entre as folhas utilizando correlação de Spearman. Os resultados encontrados mostram que as concentrações de N e P em S. auriculata estão relacionadas com a alocação de biomassa para as suas estruturas, e que não há um trade-off de N e P entre os folíolos aéreos e a raiz. Dessa maneira, é possível observar a importância de N e P no ganho de biomassa de S. auriculata, e porque a espécie é capaz de se desenvolver em diferentes ambientes como uma planta daninha.(AU)

Biomass allocation and nutrients balance related to the concentration of Nitrogen and Phosphorus in Salvinia auriculata (Salviniaceae)

Abstract Aquatic plants can use differential allocation (trade-off) of carbon among their structures depending on the nutrition concentration. Given that N and P are limiting in the growth of plants, our questions were: Are the N and P concentrations in S. auriculata related to the biomass allocation to its structures? Is a differential allocation of N and P between floating and submerged leaves? We evaluated the relation between the nutrients and the biomass allocation, and the trade-off among the leaves using the Spearman correlation. Our results showed that N and P concentrations in S. auriculata are related to the biomass allocation to its structures, and that there is no trade-off of these nutrients between shoot and root. Thus, we can see the importance of N and P concentration in the biomass of S. auriculata, and why this plant is capable to development in different environments as a weedy.

Resumo Plantas aquáticas podem realizar alocação diferencial (trade-off) de carbono entre as suas estruturas dependo da disponibilidade de nutrientes. Considerando que N e P são limitantes para o crescimento de plantas, nossas perguntas foram: As concentrações de N e P em S. auriculata estão relacionadas com a alocação de biomassa para suas estruturas? Existe alocação diferencial de N e P entre os folíolos aéreos e a raiz? Avaliamos a relação entre os nutrientes e a biomassa, e o trade-off entre as folhas utilizando correlação de Spearman. Os resultados encontrados mostram que as concentrações de N e P em S. auriculata estão relacionadas com a alocação de biomassa para as suas estruturas, e que não há um trade-off de N e P entre os folíolos aéreos e a raiz. Dessa maneira, é possível observar a importância de N e P no ganho de biomassa de S. auriculata, e porque a espécie é capaz de se desenvolver em diferentes ambientes como uma planta daninha.

Body size and clonality consequences for sexual reproduction in a perennial herb of Brazilian rupestrian grasslands / Consequências do tamanho de corpo e da clonalidade para a reprodução sexuada de uma herbácea perene doa campos rupestres brasileiros

Body size is one of the most important factors regarding herbaceous perennial plants life-histories, and several fitness components of these organisms are related to size. Clonal plants show distinct kinds of reproduction and can develop offspring by sexual or asexual ways. We aimed to understand how body size affects Comanthera nivea (Eriocaulaceae) sexual reproduction and to verify how clonal growth is related to flower head production in this species. We sampled 600 rosettes in rupestrian grasslands and performed linear regression analysis between body size and number of produced flower heads. We also compared the flower head production between isolated rosettes and rosettes within clones. Our results showed that body size was significantly related, but explained only a small part of flower head production. The flower head production was higher in rosettes within clones than in isolated ones. The clones presented a rosette or a small group of rosettes that concentrated the sexual reproduction. Clonality was positively associated with sexual reproduction. Clonality can represent an important way of allowing the persistence of plants by sexual reproduction in markedly seasonal stressful environments. The cases of clonality enhancing the sexual reproduction must be considered and put in focus on reproductive biology research.(AU)

O tamanho de corpo é um dos atributos de história de vida mais importantes para plantas herbáceas perenes e muitos componentes da aptidão desses organismos são relacionados ao tamanho. As plantas clonais apresentam diferentes tipos de reprodução e podem gerar prole por vias sexuadas ou assexuadas. Nosso objetivo foi compreender como o tamanho de corpo afeta a reprodução sexual em Comanthera nivea e verificar como o crescimento clonal relaciona-se à produção de capítulos dessa espécie. Nós amostramos 600 rosetas em campos rupestres e utilizamos regressões lineares para verificar a relação entre o tamanho de corpo e o número de capítulos produzidos pela planta. Nós também comparamos a produção de capítulos entre rosetas isoladas e rosetas pertencentes a clones. Nossos resultados mostram que o tamanho de corpo tem influência positiva significativa na produção de capítulos, mas explica apenas parte da variação nos dados. A produção de capítulos é maior em rosetas pertencentes a clones que em rosetas isoladas. Os clones geralmente apresentam uma roseta, ou um grupo de rosetas, que concentra a reprodução sexual. A clonalidade apresentou ligações significativas com a reprodução sexuada. Em ambientes sazonais a clonalidade pode representar uma importante forma de persistência das plantas já que pode permitir um melhor desempenho da reprodução sexuada em vista dos estresses ambientais. Os casos nos quais a clonalidade representa uma via de melhor desempenho para a reprodução sexuada devem ser considerados e colocados em foco na pesquisa em biologia reprodutiva.(AU)

Water level-dependent morphological plasticity in Sagittaria montevidensis Cham. and Schl. (Alismataceae). / Plasticidade morfológica dependente do nível da água em Sagittaria montevidensis Cham. And Schl. (Alismataceae).

Aquatic plants are able to alter their morphology in response to environmental condition variation, such as water level fluctuations. The aim of this study was to evaluate the effect of water level on Sagittaria montevidensis morphology through measures of vegetative structures formed in drought and flood periods. We hypothesised that the plant height and the biomass of S. montevidensis leaves will increase during flood periods, while the biomass and diameter of petioles, and the basal plant area will increase during dry periods. We sampled a total amount of 270 individuals in nine sediment banks per visit, totalling 1080 plants. In order to compare plant morphology between dry and flood periods, we measured the water level in each bank and took the following variables for each plant: diameter, height and diameter of the biggest petiole. In order to compare biomass allocation between dry and flood periods, we sampled a total amount of 90 individuals in nine sediment banks per visit, totalling 360 plants. Plants were dried and weighed in the laboratory. All measured morphologic traits, as well as the biomass of leaf blades and petioles, were higher during flood periods, indicating that water level highly influences the morphology of S. montevidensis individuals. Our results suggest that these morphological responses allow survival and maintenance of S. montevidensis populations under environmental stress. These results can be linked to the invasive potential of S. montevidensis and sheds light on basic management practices that may be applied in the future.(AU)

As plantas aquáticas são capazes de alterar a sua morfologia em resposta a variações nas condições ambientais, tais como mudanças no nível da água. Nosso objetivo foi avaliar o efeito do nível da água na morfologia de Sagittaria montevidensis através de medidas de estruturas vegetativas formadas em períodos de seca e de cheia. Nós hipotetizamos que a altura dos indivíduos e a biomassa das folhas de S. montevidensis aumentarão durante períodos de cheia, enquanto a biomassa e diâmetro dos pecíolos, além da área basal da planta, aumentarão durante períodos de seca. Nós amostramos um total de 270 indivíduos, distribuídos em nove bancos de sedimento, por visita, totalizando 1080 plantas. Para comparar a morfologia das plantas entre os períodos de cheia e seca nós medimos o nível de água em cada banco e tomamos as seguintes medidas para cada planta: diâmetro, altura e diâmetro do maior pecíolo. Para comparar a alocação de biomassa entre os períodos de cheia e seca nós amostramos um total de 90 indivíduos em nove bancos de sedimento por visita, totalizando 360 plantas. As plantas foram secas em estufa e pesadas em laboratório. As plantas foram maiores no período de cheia e também apresentaram maior número e biomassa de folhas, maior diâmetro e biomassa de pecíolos e maiores áreas basais das rosetas. Nós concluímos que o nível da água influencia muito na morfologia de S. montevidensis. Nossos resultados sugerem que essas respostas morfológicas podem permitir a sobrevivência e manutenção de populações de S. montevidensis em estresse ambiental. Esses resultados podem ser ligados ao potencial invasivo de S. montevidensis e lançam luzes sobre práticas de manejo que poderão ser aplicadas no futuro.(AU)

Soil factors effects on life history attributes of Leiothrix spiralis and Leiothrix vivipara (Eriocaulaceae) on rupestrian grasslands in Southeastern Brazil / Efeitos de fatores do solo nos atributos de história de vida de Leiothrix spiralis e Leiothrix vivipara (Eriocaulaceae) nos campos rupestres no Sudeste do Brasil

In this study, we hypothesized that the life history traits of Leiothrix spiralis and L. vivipara would be linked to soil factors of the rupestrian grasslands and that rosette size would be influenced by soil moisture. Soil analyses were performed from five populations of L. spiralis and four populations of L. vivipara. In each area, three replicates were employed in 19 areas of occurrence of Leiothrix species, and we quantified the life history attributes. The microhabitats of these species show low favorability regarding to soil factors. During the dry season, their rosettes decreased in diameter due the loss of its most outlying leaves. The absence of seedlings indicated the low fecundity of both species. However, both species showed rapid population growth by pseudovivipary. Both L. spiralis and L. vivipara exhibit a kind of parental care that was quantified by the presence of connections between parental-rosettes and ramets. The findings of the present study show that the life history traits are linked to soil factors.(AU)

Neste estudo, testamos a hipótese de que os traços da história de vida de Leiothrix spiralis e L.vivipara estariam ligados a fatores do solo dos campos rupestres, e que o tamanho de roseta seria influenciado pela umidade do solo. As análises de solo foram realizadas a partir de cinco populações de L. spiralis e quatro populações de L. vivipara. Em cada área, três repetições foram empregadas em 19 áreas de ocorrência das espécies de Leiothrix, e quantificamos os atributos de história de vida. Os microhabitats destas espécies apresentam baixa “favorabilidade” em relação aos fatores de solo. Durante a estação seca, as rosetas diminuíram de diâmetro devido à perda de suas folhas mais periféricas. A ausência de plântulas indicou a baixa fecundidade de ambas as espécies. No entanto, ambas as espécies apresentaram crescimento rápido da população por pseudoviviparidade. Tanto L. spiralis quanto L. vivipara exibem um tipo de cuidado parental que foi quantificada pela presença de conexões entre rosetas parentais e rametes. Os resultados do presente estudo mostram que os traços da história de vida estão ligados aos fatores do solo.(AU)