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.

Reproductive cycle and embryonic development of the gastropod Melampus coffeus (Linnaeus, 1758) (Ellobiidae) in the Brazilian Northeast / Ciclo reprodutivo e desenvolvimento embrionário do gastrópode Melampus coffeus (Linnaeus, 1758) (Ellobiidae) no Nordeste do Brasil

Melampus coffeus belongs to a primitive group of pulmonate mollusks found mainly in the upper levels of the marine intertidal zone. They are common in the neotropical mangroves. Little is known about the biology of this species, particularly about its reproduction. The aim of this study was to 1) characterize the morphology and histology of M. coffeus' gonad; 2) describe the main gametogenesis events and link them to a range of maturity stages; 3) chronologically evaluate the frequency of the different maturity stages and their relation to environmental factors such as water, air and sediment temperatures, relative humidity, salinity and rainfall; and 4) characterize M. coffeus' spawning, eggs and newly hatched veliger larvae. Samples were collected monthly between February, 2007 and January, 2009 from the mangroves of Praia de Arpoeiras, Acaraú County, State of Ceará, northeastern Brazil. The characterization of the gonad development stages was carried out using routine histological techniques. The results of this study show that Melampus coffeus is a simultaneous hermaphrodite. The follicles have masculine and feminine elements, interleaved within the gonad. M. coffeus presents a well-defined synchronous reproductive cycle, showing successive maturation, release and resting periods. The average diameter of the oocytes was negatively correlated with salinity and positively correlated with rainfall. The results show that no reproductive activity occurs during periods of drought. After the dry season, the increasing rainfall levels and reduced salinity lead to the appearance of very dense populations, predominantly composed of small individuals.

Melampus coffeus encontra-se em um grupo primitivo de moluscos pulmonados, primordialmente marinhos, habitantes dos níveis superiores da zona entremarés, comum em manguezais do Oceano Atlântico. Pouco se sabe sobre a biologia da espécie, em especial, sobre a sua reprodução. Os objetivos deste trabalho foram: 1) caracterizar morfo-histologicamente a gônada de M. coffeus; 2) descrever os principais eventos da gametogênese e associá-los a uma escala de estágios de maturidade; 3) avaliar temporalmente a frequência dos estágios de maturidade e sua possível relação com os fatores ambientais, como a temperatura da água, do ar e do sedimento, a umidade relativa, a salinidade e a pluviosidade, e 4) caracterizar a postura, os ovos e a véliger recém-eclodida de M. coffeus. Foram realizadas coletas mensais de fevereiro de 2007 a janeiro de 2009, no manguezal da Praia de Arpoeiras, município de Acaraú-Ceará, na Região Nordeste do Brasil. A caracterização das fases de desenvolvimento da gônada foi realizada utilizando-se técnicas histológicas de rotina. Os resultados deste estudo mostram que Melampus coffeus é um hermafrodita simultâneo. Os folículos apresentam elementos masculinos e femininos, distribuindo-se na gônada intercalados radialmente. M. coffeus apresenta um ciclo reprodutivo sincrônico bem definido, evidenciando-se períodos sucessivos de amadurecimento, de liberação e de repouso. O diâmetro médio dos oócitos apresentou correlação negativa com a salinidade e positiva com a pluviosidade. Os resultados indicam que, nos períodos de estiagem, não há atividade reprodutiva. Após essa estação, quando os valores de pluviosidade aumentam e a salinidade diminui, as populações são bastante densas e predominam indivíduos pequenos.