Herbivory and leaf expansion of Cyathea phalerata Mart (Cyatheaceae) in subtropical Atlantic Forest, southern Brazil / Herbivoria e expansão foliar de Cyathea phalerata Mart. (Cyatheaceae) em Floresta Atlântica subtropical no sul do Brasil

Herbivory is an interaction with great impact on plant communities since relationships between herbivores and plants are fundamental to the distribution and abundance of species over time and space. The aim of this study was to monitor the rate of leaf expansion in the tree fern Cyathea phalerata and evaluate the damage caused by herbivores to leaves of different ages and whether such damage is related to temperature and precipitation. The study was performed in a subtropical Atlantic Forest fragment located in the municipality of Caraá, in the northeast hillside of Rio Grande do Sul state, in southern Brazil. We monitored 24 mature individuals of C. phalerata with croziers in a population of approximately 50 plants. Leaf expansion rate, percentage of damaged leaves and leaf blade consumption rate by herbivory were calculated. Monthly means for temperature and accumulated rainfall were calculated from daily data. Croziers of C. phalerata were found to expand rapidly during the first and second months after emergence (3.98 cm day-¹; 2.91 cm day-¹, respectively). Damage caused by herbivory was observed in all of the monitored leaves, but none of the plants experienced complete defoliation. The highest percentage (57%) of damaged leaves was recorded at 60 days of monitoring, and also the highest monthly consumption rate of the blade (6.04%) occurred with young, newly-expanded leaves, while this rate remained between 1.50 and 2.21% for mature leaves. Rates of monthly leaf consumption and damaged leaves showed positive and strong relationship with each other and with temperature. The rapid leaf expansion observed for C. phalerata can be considered a phenological strategy to reduce damage to young leaves by shortening the developmental period and accelerating the increase of defenses in mature leaves.

A herbivoria é uma interação de grande impacto sobre as comunidades de plantas, uma vez que as relações entre herbívoros e plantas são fundamentais para a distribuição e abundância das espécies ao longo do tempo e do espaço. O objetivo deste estudo foi monitorar a taxa de expansão foliar da samambaia arborescente Cyathea phalerata e avaliar o dano causado por herbívoros a folhas de diferentes idades, assim como verificar se este dano está relacionado à temperatura e à precipitação. O estudo foi realizado em um fragmento de Floresta Atlântica subtropical localizado no município de Caraá, na encosta nordeste do estado do Rio Grande do Sul, no sul do Brasil. Nós monitoramos 24 indivíduos maduros de C. phalerata com báculos em uma população de aproximadamente 50 plantas. A taxa de expansão foliar, a porcentagem de folhas danificadas e a taxa de consumo da lâmina foliar por herbivoria foram calculados. Médias mensais de temperatura e precipitação acumulada foram calculadas a partir de dados diários. Báculos de C. phalerata expandiram rapidamente durante o primeiro e o segundo mês após emergência (3,98 cm dia-¹; 2,91 cm dia-¹, respectivamente). O dano causado por herbivoria foi observado em todas as folhas monitoradas, mas nenhuma das plantas sofreu desfolhação completa. A maior porcentagem (57%) de folhas danificadas foi registrada aos 60 dias de monitoramento, e também a maior taxa de consumo mensal (6,04%) ocorreu em folhas jovens, recém expandidas, enquanto esta taxa permaneceu entre 1,50 e 2,21% em folhas maduras. As taxas mensais de consumo da lâmina foliar e de folhas danificadas mostraram relação positiva e forte entre si e com a temperatura. A rápida expansão foliar observada em C. phalerata pode ser considerada uma estratégia fenológica para reduzir o dano a folhas jovens, abreviando o período de desenvolvimento e acelerando o aumento das defesas em folhas maduras.

Herbivory and leaf expansion of Cyathea phalerata Mart (Cyatheaceae) in subtropical Atlantic Forest, southern Brazil / Herbivoria e expansão foliar de Cyathea phalerata Mart. (Cyatheaceae) em Floresta Atlântica subtropical no sul do Brasil

Herbivory is an interaction with great impact on plant communities since relationships between herbivores and plants are fundamental to the distribution and abundance of species over time and space. The aim of this study was to monitor the rate of leaf expansion in the tree fern Cyathea phalerata and evaluate the damage caused by herbivores to leaves of different ages and whether such damage is related to temperature and precipitation. The study was performed in a subtropical Atlantic Forest fragment located in the municipality of Caraá, in the northeast hillside of Rio Grande do Sul state, in southern Brazil. We monitored 24 mature individuals of C. phalerata with croziers in a population of approximately 50 plants. Leaf expansion rate, percentage of damaged leaves and leaf blade consumption rate by herbivory were calculated. Monthly means for temperature and accumulated rainfall were calculated from daily data. Croziers of C. phalerata were found to expand rapidly during the first and second months after emergence (3.98 cm day-¹; 2.91 cm day-¹, respectively). Damage caused by herbivory was observed in all of the monitored leaves, but none of the plants experienced complete defoliation. The highest percentage (57%) of damaged leaves was recorded at 60 days of monitoring, and also the highest monthly consumption rate of the blade (6.04%) occurred with young, newly-expanded leaves, while this rate remained between 1.50 and 2.21% for mature leaves. Rates of monthly leaf consumption and damaged leaves showed positive and strong relationship with each other and with temperature. The rapid leaf expansion observed for C. phalerata can be considered a phenological strategy to reduce damage to young leaves by shortening the developmental period and accelerating the increase of defenses in mature leaves.(AU)

A herbivoria é uma interação de grande impacto sobre as comunidades de plantas, uma vez que as relações entre herbívoros e plantas são fundamentais para a distribuição e abundância das espécies ao longo do tempo e do espaço. O objetivo deste estudo foi monitorar a taxa de expansão foliar da samambaia arborescente Cyathea phalerata e avaliar o dano causado por herbívoros a folhas de diferentes idades, assim como verificar se este dano está relacionado à temperatura e à precipitação. O estudo foi realizado em um fragmento de Floresta Atlântica subtropical localizado no município de Caraá, na encosta nordeste do estado do Rio Grande do Sul, no sul do Brasil. Nós monitoramos 24 indivíduos maduros de C. phalerata com báculos em uma população de aproximadamente 50 plantas. A taxa de expansão foliar, a porcentagem de folhas danificadas e a taxa de consumo da lâmina foliar por herbivoria foram calculados. Médias mensais de temperatura e precipitação acumulada foram calculadas a partir de dados diários. Báculos de C. phalerata expandiram rapidamente durante o primeiro e o segundo mês após emergência (3,98 cm dia-¹; 2,91 cm dia-¹, respectivamente). O dano causado por herbivoria foi observado em todas as folhas monitoradas, mas nenhuma das plantas sofreu desfolhação completa. A maior porcentagem (57%) de folhas danificadas foi registrada aos 60 dias de monitoramento, e também a maior taxa de consumo mensal (6,04%) ocorreu em folhas jovens, recém expandidas, enquanto esta taxa permaneceu entre 1,50 e 2,21% em folhas maduras. As taxas mensais de consumo da lâmina foliar e de folhas danificadas mostraram relação positiva e forte entre si e com a temperatura. A rápida expansão foliar observada em C. phalerata pode ser considerada uma estratégia fenológica para reduzir o dano a folhas jovens, abreviando o período de desenvolvimento e acelerando o aumento das defesas em folhas maduras.(AU)

Coleoptera associated with macrophytes of the genus Salvinia in four oxbow lakes in two river basins in southeast Brazil / Coleoptera associados à Salvinia em quatro lagoas marginais pertencentes a duas bacias hidrográficas no estado de São Paulo, Brasil

Macrophytes in oxbow lakes represent an important substrate for the Coleoptera. Two oxbow lakes the Rio Paranapanema were studied and the other two Rio Mogi-Guaçu, in the State de São Paulo, Brasil. In this study, there is greater similarity between the communities of Coleoptera of lakes greater connectivity with the main river channel or the difference in the species of Salvinia collected in the lakes studied interferes Coleoptera fauna that uses as substrate. A total of 9,222 specimens of Coleoptera were collected and identified in 10 families and 40 genera. The analysis MDS for abundance of Coleoptera showed the grouping of the oxbow lakes the Paranapanema River and a distancing the oxbow lakes the Mogi-Guaçu. The PERMANOVA test did not reveal any difference in the fauna between the wet and dry periods. It was concluded that the connectivity between river and lake is not decisive for the richness and abundance of aquatic fauna of Coleoptera. Therefore, the richness and abundance of aquatic Coleoptera associated vary with the species of Salvinia used as substrate.(AU)

As macrófitas em lagoas marginais constituem um importante substrato para os Coleoptera. Foram estudadas duas lagoas marginais ao Rio Paranapanema e outras duas ao Rio Mogi-Guaçu, no estado de São Paulo, Brasil. Neste estudo, haverá maior similaridade entre as comunidades de Coleoptera das lagoas de maior conectividade com o canal princial do rio ou a diferença na espécie de Salvinia coletada nas lagoas estudadas interfere na fauna de Coleoptera que a utiliza como substrato. Foram coligidos 9.222 espécimes de Coleoptera sendo identificadas 10 famílias e 40 gêneros. A análise MDS para abundância de Coleoptera mostrou o agrupamento das lagoas marginais ao Rio Paranapanema e um distanciamento das lagoas marginais ao Rio Mogi-Guaçu. Os resultados da análise PERMANOVA não mostraram diferença na composição faunística entre os períodos de chuva e seca. Concluiu-se que a conectividade entre rio e lagoa não é determinante para a riqueza e abundância da fauna de Coleoptera aquáticos. Portanto, a riqueza e a abundância de Coleoptera aquáticos associados variam com as espécies de Salvinia utilizadas como substrato.(AU)

Germination and gametophyte development of Cyathea corcovadensis (Raddi) Domin (Cyatheaceae) from spores stored at low temperatures / Germinação e desenvolvimento gametofítico de Cyathea corcovadensis (Raddi) Domin (Cyatheaceae) com esporos armazenados em baixas temperaturas

The tree fern Cyathea corcovadensis (Raddi) Domin is an endangered species in the state of Rio Grande do Sul, Brazil. It currently occurs only in the northern segment of the coastal region. Spore storage would help in conservation programs since it maintains genetic variability and provides material for in vitro cultures. Current study evaluates the effect of low temperatures combined to different spore storage times on the germination and initial gametophyte development of C. corcovadensis. Spores were divided into two groups: spores of the first group were sowed immediately in Meyer culture medium with nystatin, at pH 4.0, while spores of the second group were stored at 7, -20 and -196C during 60, 120, 180, and 365 days and then sowed in the same medium. Spore storage at 7 and -196C for 365 days not only provided higher germination percentages than those reported for recently-collected spores but also stimulated gametophytic development. The latter was demonstrated by the higher percentages of laminar gametophytes in these treatments. The possibility of storing spores provides material for in vitro experiments, which is of special interest for C. corcovadensis due to its ornamental potential and conservation status.(AU)

A samambaia arborescente Cyathea corcovadensis (Raddi) Domin está em perigo de extinção no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil, ocorrendo somente no norte da região costeira. O armazenamento de esporos pode auxiliar programas de conservação, uma vez que oferece a possibilidade de manutenção da variabilidade genética e fornece material para culturas in vitro. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de temperaturas baixas combinadas com diferentes tempos de armazenamento de esporos sobre a germinação e o desenvolvimento inicial de gametófitos de C. corcovadensis. Os esporos foram divididos em dois grupos: os do primeiro grupo foram semeados imediatamente em meio de cultura Meyer com nistatina, com pH 4,0 e os do segundo grupo foram armazenados a 7, -20 e -196C durante 60, 120, 180 e 365 dias e então semeados no meio supra mencionado. O armazenamento de esporos a 7 e -196C durante 365 dias propiciou porcentagens de germinação superiores àquelas observadas para esporos recém coletados e também estimulou o desenvolvimento gametofítico, o que foi demonstrado pelos elevados valores de porcentagem de gametófitos laminares observados nestes tratamentos. A possibilidade de armazenar esporos oferece material para experimentos in vitro, o que é de especial interesse para C. corcovadensis, considerando seu potencial ornamental e estado de conservação.(AU)

Edge effects on fern community in an Atlantic Forest remnant of Rio Formoso, PE, Brazil / Efeitos de borda na comunidade de samambaias em um remanescente de Floresta Atlântica de Rio Formoso, PE, Brasil

We have investigated how edge effects influence the fern community of Jaguarão Forest (08º 35' 49" S and 35º 15' 39" W), located in the district of Rio Formoso, Pernambuco, Brazil. A comparative analysis was made of the interior and edge of the fragment of forest, regarding the richness, abundance and diversity of ferns in the two areas. Six plots of 10 × 20 m were chosen, three in each area. A total of 381 ferns were recorded, which were distributed among 25 species, 17 genera and 12 families. The two areas (edge and interior) were found to differ, with distinct relative air humidities and temperatures (p = 0.00254 and p = 0.00019, respectively). The interior showed higher diversity (t = 7.251 and p = 0.018) and richness (t = 6.379 and p = 0.023) than the edge area, but the same abundance (t = 1.728; p = 0.226) as the edge. Regarding the composition of the flora, it was clear that the interior is a habitat completely distinct from the edge with regard to the fern community, given that only one species, Adiantum petiolatum Desv., was common to both environments. It was concluded that the edge effect causes a decrease in richness and abundance of the fern species found in Jaguarão Forest, where the more sensitive species are being replaced by species that are tolerant to the disturbance caused by the creation of an edge.(AU)

Este trabalho verificou como os efeitos de borda influenciam as comunidades de pteridófitas presentes na Mata do Jaguarão (08º 35' 49" S e 35º 15' 39" W), município de Rio Formoso, Pernambuco. O estudo foi feito através de análise comparativa entre os ambientes de interior e de borda. Para verificar a riqueza, abundância e diversidade das pteridófitas nos dois ambientes, foram estabelecidas seis parcelas de 10 × 20 m (200 m²), sendo três para cada ambiente. Foram contabilizados 381 indivíduos de pteridófitas, distribuídos em 25 espécies, 17 gêneros e 12 famílias. Os dois ambientes (interior e borda) caracterizaram-se diferentes entre si, com umidade relativa do ar e temperatura distintas (p = 0,00254 e p = 0,00019, respectivamente). O ambiente de interior apresentou maior diversidade (t = 7,251 e p = 0,018) e riqueza (t = 6,379 e p = 0,023) que o ambiente de borda, de acordo com o teste estatístico empregado (teste t pareado). A abundância, por outro lado, foi a mesma em interiores e bordas do fragmento (t = 1,728 e p = 0,226). Quanto à composição florística, ficou claro que o interior do fragmento estudado constitui um ambiente totalmente distinto da borda, no que se refere à comunidade pteridofítica, com apenas uma espécie comum aos dois ambientes, Adiantum petiolatum Desv. Assim, o presente estudo constatou que o efeito de borda causa diminuição na riqueza e abundancia das espécies de pteridófitas ocorrentes na Mata do Jaguarão, com a existência de substituição das espécies mais sensíveis pelas espécies tolerantes aos impactos causados por esse efeito.(AU)

Performance of Azolla caroliniana Willd. and Salvinia auriculata Aubl. on fish farming effluent / Performance de Azolla caroliniana Willd. e Salvinia auriculata Aubl. em efluente de piscicultura

The increasing release of untreated fish farming effluents into water courses that flow to the Pantanal wetlands in Mato Grosso (Brazil) may drive this ecosystem to eutrophication. Therefore, the growth of Azolla caroliniana Willd. and Salvinia auriculata Aubl. in fish farming effluent and their effect on its quality were evaluated for 48 days in a greenhouse. The results were compared to those obtained in a nutrient rich solution (Hoagland ½ medium). Azolla caroliniana showed lower relative growth rate in fish farming effluent (0.020 d-1) than in Hoagland ½ medium (0.029 d-1). However, S. auriculata grew slightly better in fish farming effluent (0.030 d-1) than in Hoagland ½ medium (0.025 d-1). The species apparently contributed to reduce nitrate and phosphate concentration in Hoagland ½ medium. However, in fish farming effluent, only electrical conductivity and pH were reduced by plants compared to the control without plants. Thus, A. caroliniana and S. auriculata show low potential for improving effluent quality.

A crescente liberação de efluentes de piscicultura sem tratamento nos cursos d'água que alimentam as áreas inundáveis do Pantanal Mato-grossense (Brasil) pode conduzir à eutrofização desse ecossistema. Assim, o crescimento de Azolla caroliniana Willd. e Salvinia auriculata Aubl. e seu potencial para melhoramento da qualidade de efluente de piscicultura foi avaliada por 48 dias em casa de vegetação. Os resultados foram comparados aos obtidos em uma solução nutritiva (meio Hoagland ½). Azolla caroliniana apresentou menor taxa de crescimento relativo em efluente de piscicultura (0.020 d-1) do que em meio Hoagland ½ (0.029 d-1). Entretanto, S. auriculata apresentou um crescimento ligeiramente mais rápido em efluente de piscicultura (0.030 d-1) do que em meio Hoagland ½ (0.025 d-1). As duas espécies aparentemente contribuíram para redução das concentrações de nitrato e fosfato no meio Hoagland ½. No entanto, em efluente de piscicultura, somente a condutividade elétrica e o pH tiveram os valores reduzidos pelas plantas em comparação com o controle sem plantas. Assim, A. caroliniana e S. auriculata apresentam baixo potencial para melhorar a qualidade do efluente de piscicultura.

Spore germination and gametophyte development of Cyathea atrovirens (Langsd. & Fisch.) Domin (Cyatheaceae) under different pH conditions / Germinação de esporos e desenvolvimento gametofítico de Cyathea atrovirens (Langsd. & Fisch.) Domin sob diferentes condições de pH

Cyathea atrovirens (Langsd. & Fisch.) Domin, an intensely exploited tree fern, is found inside forests in several succession stages, as well as in swamps, roadsides and unused fields in the Rio dos Sinos basin, in the state of Rio Grande do Sul, southern Brazil. This study evaluated the in vitro germination and gametophyte development of C.atrovirens under different pH conditions, as well as spore viability after different storage times at 7 ºC. The lowest germination rate of spores was obtained at pH 7.0. At pH 5.0 to 6.5, laminar gametophyte development started at 20 to 30 days of culture. Antheridia and archegonia were first observed at 35 and 128 days, respectively. Storage at 7 ºC did not affect germination rates. The capability of germination at different pH levels may explain the occurrence of the species in a wide range of habitats. The present study contributes to the understanding of the full life-cycle of C. atrovirens and to the analysis of the influence of abiotic components, providing information for the cultivation, management and conservation of the species.

Cyathea atrovirens (Langsd. & Fisch.) Domin, uma samambaia arborescente alvo de exploração extrativista, é encontrada no interior de florestas em diferentes estádios de sucessão, banhados, margens de estradas e campos abandonados da bacia do rio dos Sinos, no Estado do Rio Grande do Sul, sul do Brasil. Este estudo avaliou a germinação e o desenvolvimento gametofítico in vitro de C. atrovirens sob diferentes condições de pH, bem como a viabilidade de esporos após diferentes períodos de armazenamento a 7 ºC. A menor taxa de germinação de esporos foi obtida no pH 7,0. Entre os pHs 5,0 e 6,5, o início de desenvolvimento laminar dos gametófitos ocorreu entre 20 e 30 dias de cultura. Anterídios e arquegônios foram observados a partir do 35º e do 128º dia, respectivamente. A estocagem a 7ºC não afetou as taxas de germinação. A capacidade de germinação em diferentes pHs pode explicar a ocorrência da espécie em um amplo espectro de hábitats. O presente estudo contribui para a compreensão do ciclo de vida completo de C. atrovirens e para a análise da influência de fatores abióticos, fornecendo subsídios para o cultivo, o manejo e a conservação da espécie.

Biodiversity and spatial distribution of epiphytic ferns on Alsophila setosa Kaulf. (Cyatheaceae) caudices in Rio Grande do Sul, Brazil / Biodiversidade e distribuição espacial de filicíneas epifíticas sobre cáudices de Alsophila setosa Kaulf. (Cyatheaceae) no Rio Grande do Sul, Brasil

The extractive exploitation of the tree fern Alsophila setosa Kaulf. alters forest formations and diminishes the availability of micro-habitat for epiphytes. A survey of epiphytic fern communities on A. setosa at 16 study sites in different forest formations in the State of Rio Grande do Sul, Brazil, documented the occurrence of 31 species representing 16 genera and six families. The greatest richness of species occurred in Polypodiaceae (39 percent) and in the genus Asplenium L. (22 percent). Habitual holoepiphyte was the predominant ecological category, representing 61 percent of the species. Similarity analysis demonstrated heterogeneity in the composition of the epiphytic ferns at the study sites and indicated that the vegetation type is not the main factor for floristic difference. The lowest total specific richness (5) was recorded for the seasonal deciduous forest site. The majority of the sites presented similar averages of phorophyte height and epiphyte richness per caudex. In 25 percent of the sites the height of the host plants presented significant correlation with specific richness. Considering that the majority of the epiphytes are habitual and that some of them occur exclusively or preferentially on tree ferns, the maintenance of these host plants in the vegetation is essential for the conservation of epiphytic species.(AU)

A exploração extrativista da samambaia arborescente Alsophila setosa Kaulf. altera as formações florestais e diminui a disponibilidade de microhabitats para epífitos. Um levantamento das comunidades de filicíneas epifíticas sobre A. setosa em 16 sítios de diferentes formações florestais, no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil, documentou a ocorrência de 31 espécies representando 16 gêneros e seis famílias. A maior riqueza de espécies ocorreu em Polypodiaceae (39 por cento) e no gênero Asplenium L. (22 por cento). A categoria ecológica predominante foi a de holoepífito habitual, representando 61 por cento das espécies. A análise de similaridade evidenciou heterogeneidade na composição de filicíneas epifíticas dos sítios estudados e indicou que o tipo vegetacional não é o principal fator de diferenciação florística. A menor riqueza específica total (5) foi registrada em sítio de floresta estacional decidual. A maioria dos sítios apresentou médias similares de altura dos forófitos e de riqueza de epífitos por cáudice. Em 25 por cento dos sítios, a altura das plantas hospedeiras apresentou correlação significativa com riqueza específica. Considerando que a maioria dos epífitos é habitual e que alguns deles ocorrem exclusivamente ou preferencialmente sobre samambaias arborescentes, a manutenção dessas plantas hospedeiras, na vegetação, é essencial para a conservação de espécies epifíticas.(AU)