Characterization of biominerals in species of Canna (Cannaceae)

Plant biominerals are not always well characterized, although this information is important for plant physiology and can be useful for taxonomic purposes. In this work, fresh plant material of seven wild neotropical species of genus Canna, C. ascendens, C. coccinea, C. indica, C. glauca, C. plurituberosa, C. variegatifolia and C. fuchsina sp. ined., taken from different habitats, were studied to characterize the biominerals in their internal tissues. For the first time, samples from primary and secondary veins of leaves were investigated by means of infrared spectroscopy, complemented with X-ray powder diffractometry and scanning electron microscopy. The spectroscopic results, supported by X-ray powder diffractometry, suggest that the calcium oxalate is present in the form of whewellite (CaC2O4×H2O) in all the investigated samples. It is interesting to emphasize that all IR spectra obtained were strongly similar in all species studied, thus indicating an identical chemical composition in terms of the biominerals found. In this sense, the results suggest that the species of Canna show similar ability to produce biogenic silica and produce an identical type of calcium oxalate within their tissues. These results can be an additional trait to support the relationship among the families of Zingiberales. Rev. Biol. Trop. 58 (4): 1507-1515. Epub 2010 December 01.

Los biominerales de las plantas no siempre han sido bien caracterizados aunque esta información es importante en fisiología vegetal y puede ser de utilidad para fines taxonómicos. En este trabajo se estudió material vegetal fresco de siete especies silvestres neotropicales: Canna, C. ascendens, C. coccinea, C. indica, C. glauca, C. plurituberosa, C. variegatifolia and C. fuchsina sp. ined., provenientes de diferentes localidades, con el fin de caracterizar los biominerales presentes en sus tejidos foliares internos. Por vez primera, muestras de venas primarias (ejes foliares) y secundarias de hojas de estas especies se investigaron por medio de espectroscopia de infarrojo, complementada con estudios por difracción de rayos X de polvos y microscopía electrónica de barrido. Los resultados indicaron la presencia de ópalo (sílice biogénica) y oxalato de calcio en los tejidos vegetales analizados. Además, se determinó que el oxalato de calcio está presente en forma de whewellita (CaC2O4×H2O), información nueva para el género. Tanto el ópalo como la whewellita están presentes en todas las especies analizadas, que representan aproximadamente un tercio de las especies silvestres del género. La capacidad de biomineralizar SiO2 en forma de ópalo en especies de Canna de diversos ambientes resulta también un rasgo altamente sugerente para futuros estudios.

Ácaros (Arachnida: Acari) associados a plantas ornamentais tropicais na região litoral sul da Bahia / Mites (Arachnida: Acari) associated with tropical ornamental plants in the southern coastal region of Bahia, Brazil

Em razão da expansão do agronegócio de flores tropicais na região Litoral Sul da Bahia e da inexistência de estudos com ácaros associados a essas culturas na região foram realizadas coletas no período de setembro de 2006 a junho de 2007 em 34 espécies/cultivares de plantas ornamentais tropicais das famílias Costaceae, Heliconiaceae, Musaceae e Zingiberaceae de onze propriedades localizadas em seis municípios (13º 21' a 14º 58' de latitude Sul e 39º 04' a 39º 27' de longitude Oeste), com o objetivo de se determinar a composição de grupos funcionais nos cultivos analisando-se a comunidade no nível de família por meio de índices faunísticos. Os ácaros foram coletados, mensalmente, em folhas e inflorescências. Foram registradas 22 famílias. Mais da metade dos ácaros pertenceu a famílias predominantemente predadoras, com destaque para os fitoseídeos. Com base em índices faunísticos, as famílias Phytoseiidae e Tetranychidae atingiram os índices máximos de dominância, abundância, frequência e constância. Tetraniquídeos (Tetranychus aff. abacae Baker & Pritchard) foram registrados em Alpinia purpurata (Viell.) Schum, Etlingera elatior (Jack) R. M. Smith, Musa coccinea H.C. Andrews, Strelitzia reginae Aiton, Zingiber spectabilis Griffith, Heliconia latispatha Benth., Heliconia rivularis L. Emygd. & E. Santos, Heliconia rostrata Ruiz & Pavon, Heliconia wagneriana Petersen e nos cultivares de helicônias 'Nappi Yellow', 'Jacquinii', 'She', 'Golden Torch', 'Red Opal', 'Alan Carle', 'Fire Bird' e 'Nappi Red'. As espécies/cultivares com maior número de famílias de ácaros foram H. latispatha. H. rostrata. M. coccinea, 'Fire Bird', E. elatior 'Vermelha', Z. spectabilis. E. elatior 'Rosa', A. purpurata 'Vermelha' e helicônias 'Alan Carle', 'Sassy' e 'She'. Não foram detectados nas plantas danos que causassem prejuízos econômicos aos produtores. As pequenas populações de fitófagos sugerem um eficiente controle natural por predadores, patógenos ou outros fatores.

Due to the expansion of the tropical flower agribusiness in the southern coastal region of Bahia State, Brazil, and the lack of studies on mites associated to these cultures in the region, mite surveys were conducted from September 2006 to June 2007 in 34 species/cultivars of ornamental plants of the families Costaceae, Heliconiaceae, Musaceae and Zingiberaceae on 11 properties located in 6 counties (13º 21' to 14º 58' of south latitude and 39º 04' to 39º 27' of west longitude) with the aim of determining the composition of functional groups in the field through the analysis of the community at the family level using faunistic indexes. Mites were collected monthly from leaves and inflorescences. Twenty-two families were recorded. More than half of the mites pertained to predominantly predatory families, mainly to phytoseiids. Based on faunistic indexes, the families Phytoseiidae and Tetranychidae showed the maximum indexes of dominance, abundance, frequency and constancy. Tetranychids (Tetranychus aff. abacae Baker & Pritchard) were reported on Alpinia purpurata (Viell.) Schum, Etlingera elatior (Jack) R. M. Smith, Musa coccinea H.C. Andrews, Strelitzia reginae Aiton, Zingiber spectabilis Griffith, Heliconia latispatha Benth., Heliconia rivularis L. Emygd. & E. Santos, Heliconia rostrata Ruiz & Pavon, Heliconia wagneriana Petersen and on the cultivars of heliconia 'Nappi Yellow,' 'Jacquinii,' 'She,' 'Golden Torch,' 'Red Opal,' 'Alan Carle,' 'Fire Bird' and 'Nappi Red.' The species/cultivars with the largest number of mite families were H. latispatha. H. rostrata. M. coccinea, 'Fire Bird,' E. elatior 'Vermelha,' Z. spectabilis. E. elatior 'Rosa,' A. purpurata 'Vermelha' and heliconias 'Alan Carle,' 'Sassy' and 'She.' No mite-induced economic losses on tropical flower cultures were observed. The low population levels of phytophagous mites suggest an efficient natural control by predators, pathogens and other factors.

Morfología del polen en especies de Canna (Cannaceae) y su implicancia sistemática

Pollen morphology in species of Canna (Cannaceae), and systematics implications. The morphology of pollen grains of eight taxa of Canna, C. ascendens, C. coccinea, C. compacta, C. glauca, C. indica, C. paniculata, C. variegatifolia and C. fuchsina, an unpublished new species, were studied using light and scanning electronic microscopes. We used the Wodehouse technique on samples of 20 grains per specimen to measure the intine with a light microscope; and the density of spines (in 400μm2 fields) with scanning electronic microscopy. Pollen grains are spherical, echinate, omniaperturate. The sporoderm presents a very thin exine covering a thicker intine. Corrugate micro-perforate, sub-reticulate, rugate, rugulate, striate to folded, micro-striate, micro-granulate, and smooth types of the external surface of the sporoderm were found. The spines consist of exine, partially to completely covered by tryphine. The two-layered intine is the thicker part of the wall. Echinate ornamentation is a generic character in Canna, but size, surface and color of pollen walls, and density and shape of spines, are diagnostic for species. Pollen morphology supports the view of C. indica and C. coccinea as different species. Canna fuchsina grows in wild, dense colonies, in humid riverside forests from Buenos Aires and Santa Fe Provinces, Argentina; its characters suggest relationships with a not well known group of taxa, some of them hybrids, such as C. x generalis. However, as these plants showed normal, well formed grains, close to those of C. coccinea, that germinate over the stigmatic surfaces in fresh flowers, we decided to include their pollen in this study. Rev. Biol. Trop. 58 (1): 63-79. Epub 2010 March 01.

Se estudió la morfología de los granos de polen de ocho táxones de Canna, C. ascendens, C. coccinea, C. compacta, C. glauca, C. indica, C. paniculata, C. variegatifolia y C. fuchsina, nueva especie aún no descrita, que fueron estudiadas usando microscopio de luz y microscopio electrónico de barrido. Nosotros utilizamos la técnica de Wodehouse en muestras de 20 granos por espécimen para medir la intina con el microscopio de luz; y la densidad de espinas (en campos de 400μm2) con el microscopio electrσnico de barrido. Los granos de polen son esfιricos, equinados y omniaberturados. El esporodermo presenta una exina muy delgada cubriendo una intina gruesa. La superficie del esporodermo puede ser corrugada, microperforada, sub-reticulada, rugada, rugulada, plegada-estriada, micro-estriada, microgranulada o lisa. Las espinas están formadas por exina, cubiertas total o parcialmente por trifina. La intina esta formada por dos capas, es la parte más gruesa de la pared. La ornamentación equinada es un rasgo genérico en Canna, pero el tamaño, la superficie y el color del polen, y la densidad y forma de las espinas, son rasgos diagnósticos de las especies. La morfología del polen apoya el tratamiento de C. coccinea y C. indica como especies diferentes. Canna fuchsina crece formando densas colonias silvestres en selvas ribereñas húmedas de las provincias de Buenos Aires y Santa Fe, Argentina; sus características sugieren relaciones no muy bien entendidas en el grupo de taxones, algunos son híbridos tales como C. x generalis. Sin embargo, estas plantas muestran granos normales, bien formados, cercanos a los de C. coccinea, que germinan sobre el estigma de flores frescas, nosotros decidimos incluir su polen en este estudio.

Structure of the herb stratum under different light regimes in the Submontane Atlantic Rain Forest / Estrutura do estrato herbáceo sob diferentes regimes de luz na Floresta Pluvial Atlântica Submontana

This study aimed to characterize the structure of the herb stratum in relation to light availability in the Submontane Atlantic Rain Forest at the Carlos Botelho State Park, SP, Brazil. Fortyone 10 x10 m plots were established under the closed canopy (18 plots), small and medium canopy gaps (11) and large canopy gaps dominated by Guadua tagoara (Ness) Kunth (12). Inside each plot, the line intercept method was applied to assess soil coverage as an estimate of density of herb stratum vegetation. Hemispherical photographs were taken at the centre of the plots to evaluate the annual light regime. Overall, Calathea communis Wanderley and S. Vieira had the greater mean coverage, followed by woody seedlings, ground ferns and other herbs (mainly, Araceae, Acanthaceae, Amaranthaceae and Cyperaceae). There were strong correlations among several groups of the herb stratum, such as the negative correlations between woody seedlings with the coverage of C. communis and with rocks. The analysis of the hemispherical photographs confirmed the difference among environments that led to significant differences in the soil coverage of the herb stratum vegetation but woody seedlings. For instance, C. communis showed great coverage in large gaps while ferns were more abundant in small and medium gaps and in the understorey. Other herbs, in turn, demonstrated bigger soil coverage in small and medium gaps. Although this study represents a rough assessment of the structure and composition of the herb stratum, the results found here illustrated the evident relation between herb species density and the environmental variation promoted by changes on canopy structure and topography.

O objetivo deste estudo foi caracterizar a estrutura do estrato herbáceo em relação à disponibilidade de luz na Floresta Pluvial Atlântica Submontana do Parque Estadual Carlos Botelho, SP, Brasil. Para tanto, foram instaladas 41 parcelas de 10 x 10 m em ambientes sob o dossel fechado (18 parcelas), em clareiras pequenas e médias (11), e em clareiras grandes com dominância de Guadua tagoara (Ness) Kunth (12). Em cada parcela a percentagem de cobertura de solo, avaliada através do método de interceptação em linha, foi usada como estimativa da densidade da vegetação do estrato herbáceo. Fotografias hemisféricas foram tomadas ao centro de cada uma das parcelas para avaliar o regime anual de luz nos ambientes. No geral, a maior média obtida foi para Calathea communis Wanderley e S. Vieira, seguida por plântulas de regenerantes lenhosos, pteridófitas terrestres e outras ervas (principalmente Araceae, Acanthaceae, Amaranthaceae e Cyperaceae). Houve ainda fortes correlações entre vários grupos do estrato herbáceo, como as correlações negativas entre plântulas de regenerantes com a cobertura de C. communis e de rochas. A análise das fotografias hemisféricas confirmou a existência de ambientes com diferentes regimes de luz, que promoveram diferenças significativas na cobertura do solo de todos os grupos do estrato herbáceo, exceto para plântulas de regenerantes. Por exemplo, C. communis apresentou grande cobertura nas grandes clareiras, enquanto que as pteridófitas terrestres foram mais abundantes no subbosque e nas clareiras pequenas e médias. O grupo Outras Ervas, por sua vez, apresentou maiores coberturas nas clareiras pequenas e médias. Apesar de representar uma análise grosseira da estrutura e composição, os resultados encontrados aqui ilustraram uma evidente relação entre a densidade de formas de vida herbácea e as variações ambientais promovidas por mudanças na estrutura do dossel da floresta e na topografia.