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

ABSTRACT

Abstract 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.

RESUMO

Resumo 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.