Biologia floral e sistema de reprodução de Merostachys riedeliana (Poaceae: Bambusoideae)

Merostachys riedeliana Rupr. é uma espécie monocárpica com floração cíclica e muito freqüente em sub-bosques de fragmentos florestais do sul do estado de Minas Gerais, Brasil. Sua biologia floral e seu sistema de reprodução foram estudados e comparados com os de outros bambus. Devido ao complexo sistema de rizomas, formam touceiras vigorosas no interior da floresta, ocorrendo a interrupção na produção de novos colmos meses antes do aparecimento das primeiras inflorescências. O início da floração maciça e da morte da população ocorreu em outubro de 1998 e maio de 1999, respectivamente, com pico de floração durante a estação quente e chuvosa (dezembro e janeiro). As inflorescências espiciformes possuem, em média, 29 espiguetas. Estas são hermafroditas com três anteras poricidas e dois estigmas plumosos que se expõem durante a antese. O pólen é abundante e facilmente liberado das anteras pelo vento ou pelos visitantes. Apis mellifera L. e Trigona spinipes (F.) foram os visitantes mais freqüentes, atuando como pilhadores de pólen e, ocasionalmente, através de movimentos vibratórios, como elementos auxiliares para a dispersão do pólen. A alta pluviosidade durante a floração e a escassez de vento no sub-bosque da floresta, podem diminuir a efetividade da anemofilia. No entanto, vários caracteres morfológicos das espiguetas, queda de folhas e o hábito espacialmente agrupado, apontam para uma polinização pelo vento. Testes de polinização controlada, mostraram que M. riedeliana é autocompatível (ISI 0,99). A auto-incompatibilidade não favorece a formação de frutos em clones vegetais, ao passo que a autocompatibilidade poderia resultar em uma elevada produção de sementes. Assim, a possível ocorrência de clones de M. riedeliana nos fragmentos florestais, originados pelo crescimento vegetativo durante os intervalos reprodutivos de 30-32 anos, poderiam explicar o alto investimento na produção de espiguetas e a formação de frutos provenientes da autocompatibilidade.

Desenvolvimento floral e estaminal no clone CP76 de Anacardium occidentale L.: cajueiro-anão precoce (Anacardiaceae)

Foram estudados o desenvolvimento floral inicial bem como a ontogênese estaminal em Anacardium occidentale L. As flores apresentam cinco sépalas e cinco pétalas com desenvolvimento helicoidal e unidirecional, respectivamente, androceu com um estame com desenvolvimento heterocrônico e heteromórfico marcante em relação aos nove estames restantes, e um carpelo unilocular terminal. O processo histogênico é idêntico em ambos os tipos de estames. Ao final da ontogênese estaminal, as anteras possuem quatro esporângios, sendo que cada esporângio apresenta epiderme, endotécio, duas camadas médias, tapete e tecido esporogênico. A porção interna do tapete não se origina do conectivo.

Polinização e biologia floral de Clusia arrudae Planchon & Triana (Clusiaceae) na Serra da Calçada, município de Brumadinho, MG

A biologia floral e a polinização de Clusia arrudae foi estudada na Serra da Calçada. C. arrudae não apresenta apomixia mesmo com a deposição de resina nos estigmas. Frutos desenvolvidos a partir de flores polinizadas manualmente produziram mais sementes (6,3 sementes por lóculo) do que frutos desenvolvidos a partir de flores polinizadas naturalmente (4,3 sementes por lóculo). O pico de floração ocorre de dezembro a meados de fevereiro. Plantas masculinas e femininas produzem flores diariamente; todavia, a cada três dias ocorre um pico de anteses que é sincronizado na população. A razão sexual da população é de 1:1, com plantas masculinas produzindo uma maior quantidade de flores que plantas femininas. Flores masculinas produzem cerca de 11 × 10(6) grãos de pólen no decorrer de três dias. A maioria dos grãos (66%) é apresentada no primeiro dia. Os estigmas das flores femininas permanecem receptivos por três dias ou quatro dias quando não ocorre polinização entre o primeiro e o terceiro dias. Flores de C. arrudae foram visitadas por seis espécies de abelhas para coleta de pólen e/ou resina. Operárias de Apis mellifera e Trigona spinipes, fêmeas de Xylocopa frontalis e Neocorynura sp. visitaram flores masculinas para coleta de pólen; operárias de T. spinipes foram também observadas coletando resina em flores femininas. Operárias de Melipona quadrifasciata e fêmeas de Eufriesea nigrohirta foram observadas coletando resina em flores femininas e masculinas. Devido à sua freqüência e comportamento nas flores femininas e masculinas, E. nigrohirta é o polinizador principal de C. arruda na Serra da Calçada.

Seedling growth of fifteen Brazilian tropical tree species differing in successional status

Growth of seedlings of fifteen tropical tree species representative, at the adult stage, of different successional positions, was studied under field conditions. Seedlings were grown in three treatments: full sun (FS), artificial shade imposed by neutral screens (AS) and natural shade imposed by a closed canopy in a Forest Reserve in Southeast Brazil (NS). Most of the studied species survived in both shade treatments, although their growth was severely affected. Decreases in height, internode numbers, dry weight, leaf area, root:shoot ratio (R:S) and increases in leaf mass ratio (LMR), leaf area ratio (LAR) and specific leaf area (SLA) were common responses to shade. Relative growth rates (RGRs) and net assimilation rates (NARs) were consistently lower in the shaded treatments than in full sun. RGR was significantly correlated with NAR in the FS and NS treatments, whereas it was correlated with LAR in the AS treatment. Natural shade had more severe effects than artificial shade on leaf area reduction and RGR. Between-species differences in R:S, LMR, SLA and LAR were not related to the successional status of species. However, there was a tendency for early-successional species to have higher RGRs than late successional ones, regardless of the light environment. Late-successional species also showed less pronounced responses to shade than early ones. The characteristics presented by the late-successional species may be associated with shade tolerance, enabling their persistence under dense canopies.

Biologia floral de Cleistes macrantha (Barb. Rodr.) Schltr. (Orchidaceae: Vanilloideae: Pogoniinae)

Cleistes macrantha (Barb. Rodr.) Schltr. distribui-se amplamente em regiões de Mata Atlântica do sul e sudeste brasileiros, onde ocorre em áreas perturbadas e em restinga. Aspectos da biologia floral de C. macrantha foram investigados na região de Intervales, no interior do Estado de São Paulo. Esta espécie oferece néctar como recompensa e é polinizada principalmente por espécies de abelhas do gênero Bombus. O néctar é secretado antes da antese, não havendo secreção após a abertura das flores. Beija-flores do gênero Phaethornis também podem atuar como polinizadores. No entanto, é necessária uma prévia visita de Bombus spp. para que possa ocorrer a deposição de pólen no bico dos beija-flores. Abelhas Bombus são responsáveis pela realização da maioria das polinizações cruzadas. Os beija-flores realizam principalmente autopolinização. Tratamentos preliminares revelam que C. macrantha é auto-compatível, mas dependente de um agente polinizador. Apesar da autocompatibilidade, fatores ecológicos favorecem a polinização cruzada para a espécie. Este estudo faz, ainda, uma comparação da biologia floral de C. macrantha com o que é conhecido sobre os gêneros pertencentes ao clado norte-americano-asiático em Pogoniinae.

Diversity and structure of the tree community of a fragment of tropical secondary forest of the brazilian Atlantic Forest domain 15 and 40 years after logging

Two adjacent tracts of tropical secondary forest, situated in Itambé do Mato Dentro, south-eastern Brazil, which had been regenerating for 15 and 40 years after clearing, were compared with the purpose of detecting differences in species diversity and composition, species guild composition (regeneration, stratification and dispersion), and stand structure. Four and three 1,125 m² plots laid on the 15- and 40-year-old stands, respectively, sampled 2,430 trees with diameter at the base of the stem > 5 cm. The number of species (S = 199) was high for this forest type and significantly higher for the older stand. Tree density was significantly higher in the younger stand, particularly for smaller trees, whereas the two stands did not differ in both basal area and volume per hectare. Trees of shade-tolerant and understory species were significantly more abundant in the older stand. Though sharing a large proportion of species (49%), the two stands differed significantly in the abundance of many species. Live stumps probably contributed to the relatively quick restoration of some forest characteristics, particularly species diversity, basal area and volume.

Horizontal and vertical tree community structure in a lowland atlantic rain forest, southeastern Brazil

The horizontal and vertical tree community structure in a lowland Atlantic Rain Forest was investigated through a phytosociological survey in two 0.99 ha plots in the Intervales State Park, São Paulo State. All trees > 5 cm diameter at breast height were recorded. 3,078 individuals belonging to 172 species were identified and recorded. The Shannon diversity index was H' = 3.85 nat.ind.-1. The Myrtaceae family showed the greatest floristic richness (38 species) and the highest density (745 individuals) in the stand. Euterpe edulis Mart. had the highest importance value (33.98%) accounting for 21.8% of all individuals recorded. The quantitative similarity index was higher than the qualitative index, showing little structural variation between plots. However, the large number of uncommon species resulted in pronounced floristic differences. A detrended correspondence analysis (DCA) generated three arbitrary vertical strata. Stratum A (> 26 m), where Sloanea guianensis (Aubl.) Benth. and Virola bicuhyba (Schott. ex A.DC.) Warb. were predominant showed the lowest density. Stratum B (8 m < h < 26 m) had the greatest richness and diversity, and stratum C (< 8 m) showed the highest density. Euterpe edulis, Guapira opposita (Vell.) Reitz, Garcinia gardneriana (Planch. & Triana) Zappi, and Eugenia mosenii (Kausel) Sobral were abundant in strata B and C. The occurrence of strata in tropical forests is discussed and we recommend the use of DCA for others studies of the vertical distribution of tropical forest tree communities.

Network connectance and autonomy analyses of the photosynthetic apparatus in tropical tree species from different successional groups under contrasting irradiance conditions

Biological systems are complex dynamical systems whose relationships with environment have strong implications on their regulation and survival. From the interactions between plant and environment can emerge a quite complex network of plant responses rarely observed through classical analytical approaches. The objective of this current study was to test the hypothesis that photosynthetic responses of different tree species to increasing irradiance are related to changes in network connectances of gas exchange and photochemical apparatus, and alterations in plant autonomy in relation to the environment. The heat dissipative capacity through daily changes in leaf temperature was also evaluated. It indicated that the early successional species (Citharexylum myrianthum Cham. and Rhamnidium elaeocarpum Reiss.) were more efficient as dissipative structures than the late successional one (Cariniana legalis (Mart.) Kuntze), suggesting that the parameter deltaT (T ºCair - T ºCleaf) could be a simple tool in order to help the classification of successional classes of tropical trees. Our results indicated a pattern of network responses and autonomy changes under high irradiance. Considering the maintenance of daily CO2 assimilation, the tolerant species (C. myrianthum and R. elaeocarpum) to high irradiance trended to maintain stable the level of gas exchange network connectance and to increase the autonomy in relation to the environment. On the other hand, the late successional species (C. legalis) trended to lose autonomy, decreasing the network connectance of gas exchange. All species showed lower autonomy and higher network connectance of the photochemical apparatus under high irradiance.

Variação floral e biologia reprodutiva de Manettia cordifolia Mart. (Rubiaceae)

Rubiaceae é a maior família que contém espécies distílicas dentre as Angiospermas. A distilia nessas espécies pode apresentar variações de diferentes formas e graus, originando derivações como homostilia, monomorfia e dioicia. Este estudo tem objetivo de descrever a biologia floral, a polinização e o sistema reprodutivo de Manettia cordifolia Mart. O estudo foi realizado na Estação Ecológica do Panga e margens do Rio Uberabinha (Uberlândia, MG) e complementado com observações de material botânico depositado em herbários. Manettia cordifolia é uma liana com flores tipicamente ornitóflias. Seu polinizador principal foi o beija-flor Phaetornis pretrei. A espécie não foi considerada distílica, apesar de estar dentro de gênero considerado distílico. Suas características indicam ocorrência de monomorfismo longistílico, provavelmente derivado de um ancestral distílico, não sendo encontrados indivíduos brevistilos. Os testes de polinizações controladas indicam que a espécie é auto-incompatível e não apomítica. O crescimento do tubo polínico até o ovário após autopolinização é similar ao observado em flores longistilas de espécies verdadeiramente distílicas. A interpretação dos resultados é dificultada pela ausência de informações sobre o controle genético da heterostilia nas Rubiaceae.

Photosynthetic responses of tropical tree species from different successional groups under contrasting irradiance conditions

This study evaluated the photosynthetic responses of seven tropical trees of different successional groups under contrasting irradiance conditions, taking into account changes in gas exchange and chlorophyll a fluorescence. Although early successional species have shown higher values of CO2 assimilation (A) and transpiration (E), there was not a defined pattern of the daily gas exchange responses to high irradiance (FSL) among evaluated species. Cariniana legalis (Mart.) Kuntze (late secondary) and Astronium graveolens Jacq. (early secondary) exhibited larger reductions in daily-integrated CO2 assimilation (DIA) when transferred from medium light (ML) to FSL. On the other hand, the pioneer species Guazuma ulmifolia Lam. had significant DIA increase when exposed to FSL. The pioneers Croton spp. trended to show a DIA decrease around 19%, while Cytharexyllum myrianthum Cham. (pioneer) and Rhamnidium elaeocarpum Reiss. (early secondary) trended to increase DIA when transferred to FSL. Under this condition, all species showed dynamic photoinhibition, except for C. legalis that presented chronic photoinhibition of photosynthesis. Considering daily photosynthetic processes, our results supported the hypothesis of more flexible responses of early successional species (pioneer and early secondary species). The principal component analysis indicated that the photochemical parameters effective quantum efficiency of photosystem II and apparent electron transport rate were more suitable to separate the successional groups under ML condition, whereas A and E play a major role to this task under FSL condition.

Distyly and variation in floral traits in natural populations of Psychotria ipecacuanha (Brot.) Stokes (Rubiaceae)

Psychotria ipecacuanha is a perennial, medicinal herb that grows in clusters in the understory of humid, shady areas of the Atlantic Rain Forest of southeastern Brazil. The present study characterized the variation in floral traits among 35 clusters from three natural populations of this plant species. Field observations showed that the clusters are isomorphic, that is, a given cluster will either set long-styled or short-styled flowers. Stigmas and anthers are reciprocally placed in each morph, a dimorphism characteristic of distyly. The populations are isoplethic, that is, a given population exhibits an equilibrium 1:1 ratio of floral morphs. Morphometric analyses revealed that anther length, stigma length, corolla diameter, and pollen grain diameter were consistently greater in short-styled flowers, regardless of the population investigated. Significant differences for floral traits in the short-styled morph were found among populations. Floral traits in the long-styled morph also showed some significant differences among populations, but not for stigma height and corolla length. Controlled pollinations carried out in natural populations showed that fruit production was higher after inter-morph pollination. Nevertheless, observations of pollen tube growth in style, and also fruit production after spontaneous self-pollination and intra-morph pollination, indicated partial intramorph compatibility in this plant species.

Tree population and community dynamics in a Brazilian tropical semideciduous forest

The dynamics of the tree community and 30 tree populations were examined in an area of tropical semideciduous forest located on the margin of the Rio Grande, SE Brazil, based on surveys done in 1990 and 1997 in three 0.18 ha plots. The main purpose was to assess whether variations in dynamics were related to topography and the effects of a catastrophic flood in 1992. Rates of mortality and recruitment of trees and gain and loss of basal area in two topographic sites, lower (flooded) and upper (non-flooded), were obtained. Projected trajectories of mean and accelerated growth in diameter were obtained for each species. In both topographic sites, mortality rates surpassed recruitment rates, gain rates of basal area surpassed loss rates, and size distributions changed, with declining proportions of smaller trees. These overall changes were possibly related to increased underground water supply after the 1992 flood as well as to a c. 250-year-old process of primary succession on abandoned gold mines. Possible effects of the 1992 flood showed up in the higher proportions of dead trees in the flooded sites and faster growth rates in the flood-free sites. Species of different regeneration guilds showed particular trends with respect to their demographic changes and diameter growth patterns. Nevertheless, patterns of population dynamics differed between topographic sites for only two species.

The site of self-incompatibility action in cupuassu (Theobroma grandiflorum)

Cupuassu (Theobroma grandiflorum (Willd. ex Spreng.) Schumann) is a fruit tree that is attracting attention in Brazil and also in other tropical countries. Its pulp is used to prepare ice-cream, juices, jellies and many other home-made sweets. This species has a very low fecundity, attributed to problems with pollination and self-incompatibility, noted as being restrictive to the agronomic productivity of the species. Controlled pollinations between compatible and incompatible parents were made and flowers were collected at three times: 24, 48 and 72 h after pollinations, during the floral seasons of 1995 and 1998. In flowers collected 24 h after pollination, in both compatible and incompatible crosses, around 70% of ovules showed egg apparatus without evidences of sperm cell delivery; nevertheless some pollen tubes had been observed. Ovaries collected at 48 h showed different behaviors according to the type of cross. In the compatibles, 35% of ovules did not show evidences of gamete fusion. In incompatible crosses this number rose to 50%. Collected ovaries with 72 h, from compatible and incompatible crosses, showed respectively 1.2% and 14.2% of the ovules with the egg apparatus and polar nuclei only. In these ovaries, for the two types of crosses, the presence of sperm nuclei was common and the zygote was still undivided. The incompatibility action is occurring after fertilization, in a late self-incompatibility action.

Fenologia da floração e biologia floral de bromeliáceas ornitófilas de uma área da Mata Atlântica do Sudeste brasileiro

Foi investigada a fenologia e os visitantes florais de espécies da família Bromeliaceae em uma área de Mata Atlântica, no Parque Estadual Intervales, no Sudeste brasileiro. Os táxons estudados pertencem aos gêneros Tillandsia L. (3 spp.), Vriesea Lindl. (5 spp.), Aechmea Ruiz & Pav. (3 spp.), Billbergia Thunb. (1 sp.) e Nidularium Lem. (2 spp.). Foram estabelecidas transecções amostrais em áreas com diferentes estádios sucessionais, onde foi registrada a localização dos indivíduos nos estratos da vegetação e realizados censos mensais da fenologia de floração. As bromeliáceas apresentaram padrão de floração seqüencial ao longo do ano, com maior número de espécies floridas na estação chuvosa. Os visitantes florais foram registrados por observações naturalísticas. Oito espécies de beija-flores visitaram as flores das bromélias. Destas, Phaethornis eurynome Lesson e Thalurania glaucopis Gmelim foram os visitantes mais freqüentes. A análise da similaridade dos beija-flores visitantes florais indicou a existência de dois conjuntos de espécies de bromeliáceas: o primeiro polinizado principalmente por espécies da sub-família Trochilinae e outro por Phaethornis eurynome (sub-família Phaethornithinae). A distribuição espacial diversa e, sobretudo os diferentes picos de floração foram os principais fatores que minimizaram a competição por polinizadores entre as espécies de Bromeliaceae estudadas.

Biologia floral, melitofilia e influência de besouros Curculionidae no sucesso reprodutivo de Grobya amherstiae Lindl. (Orchidaceae: Cyrtopodiinae)

A fenologia, morfologia floral, mecanismos de polinização, biologia reprodutiva e sucesso reprodutivo de Grobya amherstiae Lindl. foram estudados em duas populações localizadas em regiões de mata mesofítica semidecídua de altitude da Serra do Japi (Jundiaí-SP). Grobya amherstiae floresce no verão, entre os meses de fevereiro e março. Todas as flores da inflorescência abrem mais ou menos simultaneamente pela manhã, e cada flor dura cerca de sete a oito dias. As flores emitem suave fragrância adocicada semelhante a do mel. Em ambas as populações G. amherstiae foi polinizada por abelhas Paratetrapedia fervida Smith (Anthophoridae), que coletam óleo produzido em elaióforos tricomáticos do ápice do labelo e da base da coluna. Além de P. fervida, em uma das populações, uma espécie de besouro do gênero Montella (Curculionidae) realizou autopolinizações na maioria das flores. Grobya amherstiae é autocompatível, mas depende de polinizador para transferência de pólen. As fêmeas do besouro ovipõem no ovário e suas larvas se alimentam das sementes. O número de frutos parasitados pelas larvas é baixo em relação à quantidade de frutos produzidos. Como a taxa de frutificação em condições naturais é baixa, os besouros contribuem para o sucesso reprodutivo de G. amherstiae em uma das populações.