Interactive effect of floral abundance and semi-natural habitats on pollinators in field beans (Vicia faba)

Pollination services are economically important component of agricultural biodiversity which enhance the yield and quality of many crops. An understanding of the suitability of extant habitats for pollinating species is crucial for planning management actions to protect and manage these service providers. In a highly modified agricultural ecosystem, we tested the effect of different pollination treatments (open, autonomous self- and wind-pollination) on pod set, seed set, and seed weight in field beans (Vicia faba). We also investigated the effect of semi-natural habitats and flower abundance on pollinators of field beans. Pollinator sampling was undertaken in ten field bean fields along a gradient of habitat complexity; CORINE land cover classification was used to analyse the land use patterns between 500–3000 m around the sites. Total yield from open-pollination increased by 185% compared to autonomous self-pollination. There was positive interactive effect of local flower abundance and cover of semi-natural habitats on overall abundance of pollinators at 1500 and 2000 m, and abundance of bumblebees (Bombus spp.) at 1000–2000 m. In contrast, species richness of pollinators was only correlated with flower abundance and not with semi-natural habitats. We did not find a link between pod set from open-pollination and pollinator abundance, possibly due to variations in the growing conditions and pollinator communities between sites. We conclude that insect pollination is essential for optimal bean yields and therefore the maintenance of semi-natural habitats in agriculture-dominated landscapes should ensure stable and more efficient pollination services in field beans.

Diesel exhaust rapidly degrades floral odours used by honeybees

Honeybees utilise floral odours when foraging for flowers; we investigated whether diesel exhaust pollution could interrupt these floral odour stimuli. A synthetic blend of eight floral chemicals, identified from oilseed rape, was exposed to diesel exhaust pollution. Within one minute of exposure the abundances of four of the chemicals were significantly lowered, with two components rendered undetectable. Honeybees were trained to recognise the full synthetic odour mix; altering the blend, by removing the two chemicals rendered undetectable, significantly reduced the ability of the trained honeybees to recognize the altered odour. Furthermore, we found that at environmentally relevant levels the mono-nitrogen oxide (NOx) fraction of the exhaust gases was a key facilitator of this odour degradation. Such changes in recognition may impact upon a honeybee's foraging efficiency and therefore the pollination services that they provide.

The effects of diesel exhaust pollution on floral volatiles and the consequences for honey bee olfaction

There is growing evidence of a substantial decline in pollinators within Europe and North America, most likely caused by multiple factors such as diseases, poor nutrition, habitat loss, insecticides, and environmental pollution. Diesel exhaust could be a contributing factor to this decline, since we found that diesel exhaust rapidly degrades floral volatiles, which honey bees require for flower recognition. In this study, we exposed eight of the most common floral volatiles to diesel exhaust in order to investigate whether it can affect volatile mediated plant-pollinator interaction. Exposure to diesel exhaust altered the blend of common flower volatiles significantly: myrcene was considerably reduced, β-ocimene became undetectable, and β-caryophyllene was transformed into its cis-isomer isocaryophyllene. Proboscis extension response (PER) assays showed that the alterations of the blend reduced the ability of honey bees to recognize it. The chemically reactive nitrogen oxides fraction of diesel exhaust gas was identified as capable of causing degradation of floral volatiles.

The grass-free lawn: floral performance and management implications

Grass lawns are a ubiquitous feature of urban green-space throughout much of the temperate world. Species poor and intensively managed, lawns are ecologically impoverished, however environmentally aware lawn owners are reluctant to implement alternatives due to aesthetic concerns. Developing an alternative lawn format which is both biodiversity friendly and aesthetically pleasing is an imperative for urban greening. We suggest that such an alternative can be provided by replacing the grass lawn by a forb-based mix. To advance this, we tested the floral performance of three groups of clonal perennial forbs (native, non-native and mixed), each maintained using standard lawn management mowing regimes. Our findings show that both the frequency of mowing and the height at which mowing is applied influence floral performance and lawn aesthetics. Species origin was found to influence floral productivity, floral visibility and floral variety within grass-free lawns, with native species providing the greatest floral performance. The behaviour and management of grass lawns was not found to be a suitable analogue for the management of grass-free lawns and grass-free lawns are sufficiently different from grass lawns to require an entirely original management approach. We suggest that the grass-free lawn can provide an aesthetically and environmentally relevant replacement for the ubiquitous and ecologically-poor grass lawn.

Susceptibility of faba bean (Vicia faba L.) to heat stress during floral development and anthesis

Experiments were conducted over two years to quantify the response of faba bean (Vicia faba L.) to heat stress. Potted winter faba bean plants (cv. Wizard) were exposed to temperature treatments (18/10; 22/14; 26/18; 30/22; 34/26°C day/night) for five days during floral development and anthesis. Developmental stages of all flowers were scored prior to stress, plants were grown in exclusion from insect pollinators to prevent pollen movement between flowers, and yield was harvested at an individual pod scale, enabling effects of heat stress to be investigated at a high resolution. Susceptibility to stress differed between floral stages, flowers were most affected during initial green-bud stages. Yield and pollen germination of flowers present before stress showed threshold relationships to stress, with lethal temperatures (t50) ~28°C and ~32°C, while whole plant yield showed a linear negative relationship to stress with high plasticity in yield allocation, such that yield lost at lower nodes was partially compensated at higher nodal positions. Faba bean has many beneficial attributes for sustainable modern cropping systems but these results suggest that yield will be limited by projected climate change, necessitating the development of heat tolerant cultivars, or improved resilience by other mechanisms such as earlier flowering times.

Contrasting phylogenetic signals and evolutionary rates in floral traits of Neotropical lianas

The diversity of floral forms has long been considered a prime example of radiation through natural selection. However, little is still known about the evolution of floral traits, a critical piece of evidence for the understanding of the processes that may have driven flower evolution. We studied the pattern of evolution of quantitative floral traits in a group of Neotropical lianas (Bignonieae, Bignoniaceae) and used a time-calibrated phylogeny as basis to: (1) test for phylogenetic signal in 16 continuous floral traits; (2) evaluate the rate of evolution in those traits; and (3) reconstruct the ancestral state of the individual traits. Variation in floral traits among extant species of Bignonieae was highly explained by their phylogenetic history. However, opposite signals were found in floral traits associated with the attraction of pollinators (calyx and corolla) and pollen transfer (androecium and gynoecium), suggesting a differential role of selection in different floral whorls. Phylogenetic independent contrasts indicate that traits evolved at different rates, whereas ancestral character state reconstructions indicate that the ancestral size of most flower traits was larger than the mean observed sizes of the same traits in extant species. The implications of these patterns for the reproductive biology of Bignonieae are discussed. (C) 2011 The Linnean Society of London, Biological Journal of the Linnean Society, 2011, 102, 378-390.

HOMOLOGIES OF FLORAL STRUCTURES IN VELLOZIACEAE WITH PARTICULAR REFERENCE TO THE CORONA

New data on floral morphology, development, and vasculature in two Brazilian genera of the monocot family Velloziaceae (Pandanales) are used to explore the homologies of their unusual floral structures, especially the corona of Barbacenia and the corona-like appendages and multiple stamens of some Vellozia species. All Velloziaceae have epigynous flowers. Some species of Vellozia are polyandrous, and stamen number can be variable within species. In Vellozia jolyi, there is a single stamen opposite each sepal and a stamen fascicle (of three secondary stamens) opposite each petal. Each stamen possesses a single vascular bundle, and these are united into a single aggregate bundle in proximal regions of the fascicle. Stamens mature centripetally within each fascicle. The coronal appendages of both genera are closely associated with the stamens, but they share some vasculature with the tepals and develop late in ontogeny. The coronal organs cannot readily be homologized with any of the typical floral organs, but they show partial homology with both tepals and stamens. They are most readily interpreted as a late elaboration of the region between the petals and stamens associated with epigyny and the hypanthium.

Morfologia e bacias de drenagem da cobertura de gelo da Ilha Rei George, Antártica

Esta dissertação investiga feições morfológicas do campo de gelo e geleiras da Ilha Rei George, nas Shetlands do Sul, Antártica, principalmente para determinar variações na posição das frentes de gelo no período entre 1956 e 1995, através de mapas elaborados a partir de levantamentos aerofotogramétricos e imagens de satélites. A posição das frentes de gelo da ilha foram determinadas a partir de três imagens multiespectraisdo satéliteSPOT, de 1988, 1992 e 1995, e comparadas com suas posições obtidas de fotografia aéreas datadas de 1956. Imagens de satélite Landmt MSS, de 1973 e 1979, e ERS-l SAR, de 1992, foram usadas como intrumentos auxiliares no reconhecimento de feições superficiais do campo de gelo e para delimitação de bacias de drenagem em setores onde as imagens SPOT eram de difícil interpretação. Constatou-se que dos 1250 km2 da área da Ilha Rei George, 92,7% são cobertos por massas de gelo, tendo sido identificadas setenta bacias de drenagem glacial. Retração generalizada das frentes de gelo foi observada ao longo de quatro décadas, resultando na perda de aproximadamente 7% da cobertura glacial.

Copolimeros de propileno-etileno com baixos teores de etileno : estrutura, morfologia e propriedades

A estrutura básica predomínante encontrada em todos os copolímeros foi a de longos blocos de polipropileno cristalizáveis, separados por unidades isoladas de etileno, que atuaram como defeitos cristalínos, reduzindo o grau de cristalínidade, além da perfeição e da espessura dos cristais. O gradual aumento do teor de etileno nas amostras origínais, até aproximadamente5 moI % provocou redução progressiva no comprimento dos blocos de propileno em ambas as frações cristalizável e elastomérica. Acima daquela concentração, o etileno mostrou por principal efeito a elevação do teor de borracha de etileno-propileno(EPR), refletíndo-seem pronunciado aumento da resistência ao impacto dos copolímeros, com pouca alteração do comprimento das seqüências propiJênicas nas frações cristaJizáveJe elastomérica. A estrutura e a morfologia da borracha EPR gerada foram analisadas, observando-se sua excepcional dispersão na fase contínua cristalína. Análise das curvas de fusão por DSC, utilizando-se conceitos cínéticos, demonstrou a existência de uma energia de ativação aparente de fusão, associada à introdução de unidades etilênicas nas cadeias, e relacionada ao processo de fusão dos cristais poliméricos. A redução de cristalínidade das amostras e o aumento de mobilidade de cadeia da fase amorfa para teores crescentes de etileno resultaram em redução da rigidez dos copolímeros. Propriedades ópticas, como "haze" e brilho mostraram-se dependentesdo balanço entre o teor de cristais e o teor de borracha. Um balanço global das propriedades analisadas sugere uma composição ótima para aplicações típicas de copolímeros de propileno-etileno aquela com teores de etileno entre 4 e 6 moI % (aproximadamente 3 -4 % em massa).

Os fatores críticos de sucesso do comércio varejista de flores e plantas ornamentais : as lojas de arte floral no município de Porto Alegre/RS

A principal finalidade desta pesquisa foi a de identificar os Fatores Críticos de Sucesso (FCS), sob a ótica dos proprietários, relacionados ao funcionamento das Lojas de Arte Floral (LAF), agente integrante do Comércio Varejista de Flores e Plantas ornamentais (CVFPO/RS) do Estado do Rio Grande do Sul. Buscou-se através da análise de informações sobre as suas peculiaridades, contribuir para uma melhor compreensão sobre o seu funcionamento e a sua articulação com os outros elos da cadeia. Para tanto, foi realizado um estudo exploratório em 35 empresas do CVFPO/RS, especificamente nas LAF localizadas no município de Porto Alegre, onde foi aplicado um instrumento de coleta de dados (questionário) diretamente aos proprietários das LAF. A CPFPO é composta pelos seguintes elos: Pesquisa e assistência técnica; Fornecimento de insumos e equipamentos; Produção agrícola; Atacado; Varejo e Consumidor Final. A ausência de um diagnóstico sobre o setor de flores acarreta, muitas vezes, uma ausência de políticas formais, uma incompreensão sobre a situação mercadológica e, também, uma ausência sobre o funcionamento de toda cadeia desse setor. Na presente pesquisa, o elo de Comercialização (varejo) foi o escolhido, devido à necessidade de uma melhor compreensão do CVFPO/RS, como também, pela inexistência de pesquisas acadêmicas e a disponibilidade escassa de dados e de informações relevantes para a sua análise no Estado. A partir da análise dos dados coletados, sob a ótica dos proprietários, os resultados da pesquisa apontaram para os seguintes FCS: atendimento de padrões de qualidade das flores; acompanhamento das necessidades do cliente; desenvolvimento dos Recursos Humanos atuantes nas LAF e, monitoramento da concorrência.

Morfologia e citologia das células compartimentadas em Araucaria angustifolia (BERT.)O.KTZE.(ARAUCARIACEAE)

As células compartimentadas do gênero Araucaria Juss. foram primeiramente descritas como células incomuns, caracterizadas pela ocorrência de partições pécticas no lume celular, formando um sistema de compartimentos. Entretanto, várias questões sobre essas células ainda não haviam sido esclarecidas, por isso, o presente trabalho envolveu a observação e descrição dos estádios de desenvolvimento das células compartimentadas nas plantas jovens e adultas da espécie Araucaria angustifolia, sob microscopia óptica e eletrônica, além de elucidar as funções e a dinâmica celular desempenhada pelas mesmas. A diferenciação das células compartimentadas ocorria ainda no ápice caulinar, iniciando quando a célula aumentava de volume (estádio 1). A mucilagem era continuamente secretada, através do Golgi e retículo endoplasmático rugoso, preenchendo o citoplasma e reduzindo o vacúolo (estádio 2). A quantidade citoplasmática se reduzia, praticamente, em torno do núcleo (estádio 3). Finalmente, a célula era totalmente preenchida de mucilagem, constituída por uma rede lamelar, perdendo sua forma poligonal (estádio 4). Núcleo e citoplasma degeneravam. Com base nesses resultados, constatou-se que as células compartimentadas de Araucaria angustifolia eram semelhantes às células de mucilagem de algumas famílias de dicotiledôneas. A função de controle hídrico foi comprovada, baseado, principalmente, nos resultados obtidos pelo traçador apoplástico HPTS (hidroxi-ácido pirenetrissulfônico), que demonstrou a rota de translocação e regulação hídrica na folha. A morte celular programada também mostrou-se evidente com a degeneração do vacúolo, condensação e descromatização do núcleo e degeneração geral do sistema de membranas A utilização de anticorpos monoclonais para determinados epitopos pécticos, são importantes ferramentas nos estudos da dinâmica da parede celular. Ao longo do desenvolvimento das células compartimentadas (células mucilaginosas), havia um gradiente de distribuição com relação a rápida de-esterificação, ao aumento da concentração de galactanos e ligações de cálcio e diminuição nas concentrações de arabinanos e de proteínas arabinogalactanos (AGPs). Alguns resultados mostraram-se diferentes nas células parenquimáticas, justificando as diferenças na elasticidade da parede celular nas células mucilaginosas de Araucaria angustifolia. Observou-se que proteínas arabinogalactanos e pectinas com alto grau de metil-esterificação estavam presentes na mucilagem. A degeneração das AGPs na maturidade das células mucilaginosas, tanto na parede celular, como na mucilagem, poderia estar envolvida no processo de morte celular programada.

Morfologia, transformação e co-presença em centros urbanos : o caso do centro do Rio de Janeiro / RJ

O presente trabalho é um estudo da evolução da configuração espacial do Centro da Cidade do Rio de Janeiro, feita a partir da metodologia da sintaxe espacial. O objetivo da pesquisa é analisar, ao longo de quatro séculos (XVII, XVIII, XIX e XX), as transformações morfológicas que ocorreram na estrutura urbana da área central de uma das cidades do Brasil que viveu mais intensamente as mudanças políticas e econômicas que ocorreram na formação nacional; e avaliar, no presente, em que medida as expectativas de co-presença, o movimento de pedestres e a dispersão de usos econômicos do solo, em 4 frações representativas do Centro (morro de Conceição, Lapa, Central do Brasil e centro de negócios) avaliadas empiricamente, estão correlacionadas com as medidas sintáticas obtidas a partir da descrição de seus padrões espaciais. O foco da descrição e das correlações, é discutir o processo de formação e consolidação da centralidade urbana, e a dinâmica de apropriação social do espaço, vinculada às expectativas das possibilidades e tipos de encontros entre as diferentes categorias sociais, que reconhecem ali, o centro simbólico e funcional de suas vidas social e espacial.

Estudo da morfologia e cristalinidade em polipropileno isotático submetido a deformação uniaxial em temperatura ambiente

A utilidade de alguns polímeros depende principalmente de suas propriedades elétricas, ópticas, bioquímicas e térmicas, porém na maioria dos exemplos a propriedade fundamental para as aplicações reside em suas propriedades mecânicas. Os mecanismos de deformação em polímeros semi-cristalinos são em geral complexos e dependem do arranjo e do tamanho dos cristais. A deformação plástica de polímeros semi-cristalinos é produzida pela força aplicada ao sistema, com modificações de suas propriedades termodinâmicas e morfológicas, obtendo-se materiais com novas propriedades e aplicações. Os sistemas estudados neste trabalho, consistem de amostras de polipropileno isotático, (i-PP) comercial, fornecidas pela OPP Petroquímica (III Pólo Petroquímico – Triunfo / RS). As amostras, na forma de grânulos, foram moldadas pelo processo de injeção onde duas massas molares diferentes foram investigadas. As placas moldadas por injeção, com espessura de aproximadamente 3,0 mm, foram cortadas nas dimensões padrões de 17,2 mm X 4,7 mm e após, deformadas plasticamente por compressão plana uniaxial à temperatura ambiente. A análise da morfologia e cristalinidade deste material foram realizadas utilizando as técnicas de difração raios-X em alto ângulo (WAXD), espalhamento de raios-X em baixo ângulo (SAXS), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). Através da técnica de WAXD foi possível a identificação das diferentes fases cristalinas α e β do i-PP, antes e depois das amostras serem deformadas por compressão uniaxial. A determinação da cristalinidade foi realizada via difração de raios-X, utilizando as geometrias θ - 2θ e de Debye Scherrer, sendo a quantificação realizada a partir da área dos picos cristalinos obtidos a partir da indexação das reflexões de Bragg, utilizando o programa FULLPROF. Como resultado obtido, foi verificado uma significativa diminuição da cristalinidade com o aumento da deformação por compressão aplicada sobre as amostras. Com as medidas de SAXS, foram observados os perfis de espalhamento anisotrópicos e isotrópicos para as amostras sem deformação para maior e menor massa molar, respectivamente. O período longo (L) do material, definido pela soma da espessura lamelar do cristal (dc) e a espessura da camada amorfa (da), também foi obtido para estas amostras. A deformação causou uma diminuição do L, o que levou a diminuição da dc, seguido pelo aumento da da. Porém, com o aumento da deformação observa-se uma diminuição das intensidades espalhadas em torno do eixo azimutal. Este efeito pode ser atribuído ao aumento da fase amorfa seguido pela diminuição da fase cristalinidade. As modificações morfológicas ocorridas nas estruturas esferulíticas e lamelares foram avaliadas utilizando a Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), e a Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET). O efeito da deformação plana por compressão ficou registrado nas imagens de XXIX MEV e MET, onde verificou-se o alongamento das estruturas esferulíticas na direção de fluxo, seguido da destruição parcial da mesma em deformação por compressão maiores. As imagens obtidas em MEV e MET, foram tratadas a fim de se verificar o grau de orientação e a distribuição da orientação em nível microestrutural por meio do método direto das secantes em um plano e da rosa dos interceptos. Neste caso, quando a rosa apresenta duas pétalas, tem-se um eixo de orientação; com quatro pétalas, dois eixos de orientação, e assim sucessivamente.Em um sistema isométrico sem nenhuma orientação, a rosa dos interceptos apresentará como resultado uma circunferência. Os resultados obtidos para as imagens de MEV e MET em nível esferulítico mostraram que a rosa dos interceptos parte de uma estrutura simétrica com baixo grau de orientação para uma estrutura orientada definida por um sistema de duas pétalas, seguido pelo aumento do grau de orientação para pressões de deformações maiores. Para as imagens de MET em nível lamelar observou-se o aumento do grau de orientação devido o aumento da deformação até 10 MPa. Neste caso, a rosa dos interceptos parte de uma estrutura definida por quatro pétalas (sistema dois eixos de orientação) para uma estrutura de duas pétalas, apresentando um sistema com um eixos de orientação. Porém, para pressões de deformações entre 20-3200 MPa observou-se a diminuição do grau de orientação, pois uma maior desordem é observado nas estruturas devido a amorfização do material, sendo a rosa dos interceptos demostrada por uma estrutura simétrica. Medidas com termopar foram realizadas para verificação do comportamento térmico no momento da deformação. Neste caso, foi verificado um aumento significativo da temperatura com o aumento da deformação. Porém, para as amostras deformadas com 3200 MPa foi observado dois picos de temperatura. Onde o primeiro pico foi atribuído ao comportamento adiabático seguido pela relaxação do material, enquanto o segundo pico foi verificado com grande aumento de temperatura no momento da explosão do material.

Morfologia do cromossomo Y, função gonadal e extragonadal em touros de raças sintéticas com alterações na qualidade do sêmen

O motivo deste estudo foi o percentual elevado de descarte de touros por alterações reprodutivas, precisamente qualidade de sêmen, que se apresenta em determinados sistemas produtivos nos quais estão inseridas as raças sintéticas. Através de cinco experimentos foi permitido observar o comportamento da espermatogênese de touros de raças sintéticas do nível cromossômico ao funcional do epitélio seminífero. O experimento I, avaliou por seis meses as características seminais de 12 touros, seis de uma raça pura e seis de uma sintética, contendo em cada grupo touros aptos e inaptos a reprodução classificados por qualidade de sêmen. Os animais do grupo sintético não apresentaram recuperação das características seminais durante o período de avaliação, como os puros, indicando um quadro degenerativo permanente neste conjunto de indivíduos. O experimento II buscou identificar uma relação entre a morfologia do cromossomo Y e tipos de cruzamentos, com a qualidade seminal de touros de duas raças sintéticas, Braford e Brangus-Ibagé. A relação da morfologia do Y com a condição reprodutiva não foi comprovada, no entanto considerando os tipos de cruzamentos para obtenção de touros 3/8, os cruzamentos que utilizam fêmea ¼ com macho ½ sangue filho de Nelore proporcionam um maior percentual de animais considerados inaptos ao exame de sêmen. Este experimento sugere medidas práticas para evitar o cruzamento que traz maiores prejuízos econômicos. O experimento III foi proposto para a avaliar a intensidade de redução de células espermáticas anômalas ao longo do epidídimo em touros de uma raça sintética. A redução da freqüência de gota citoplasmática proximal foi distinta entre os grupos de touros classificados quanto a morfologia espermática e entre as regiões do epidídimo, sendo portanto um indicador sensível da qualidade espermática e classificação da fertilidade potencial de animais de raças híbridas. O experimento IV avaliou a freqüência dos túbulos seminíferos nos diferentes estádios do ciclo espermatogênico em touros de duas raças sintéticas. Nas fases iniciais do ciclo espermatogênico, todos os touros apresentam gametogênese semelhante. Nas fases em que ocorrem as divisões meióticas, os touros inaptos apresentaram maior freqüência e a na fase de maturação das espermátides os touros aptos apresentaram maior freqüência. Estes resultados indicam que nos touros inaptos ocorre um bloqueio na fase das meioses, diminuindo a freqüência dos estádios de maturação das espermátides. O experimento V identificou a expressão diferencial de um fator de crescimento (transforming growth factor alpha- TGFα) no epitélio seminífero de touros Braford e Brangus-Ibagé, aptos e inaptos à reprodução, e também avaliou a freqüência de células de Sertoli nestes animais, como um estudo inicial do controle parácrino da espermatogênese. A maior freqüência da expressão de TGFα foi observada nos estádios I e III, e também na raça Brangus-Ibagé. O número médio das células de Sertoli foi semelhante entre estádios e raças dos touros. Em todos experimentos em que as raças Braford e Brangus-Ibagé foram confrontadas, os resultados obtidos foram diferentes. As maiores freqüências de alterações na qualidade seminal não podem ser extrapoladas para todas as raças sintéticas, cabendo a prerrogativa para cada raça de um estudo específico e ajustado às suas condições de criação.