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.

Os gêneros Nicotiana L., Bouchetia Dunal e Nierembergia Ruiz & Pav.(Solanaceae) no Rio Grande do Sul, Brasil

Os gêneros Nicotiana L., Bouchetia Dunal e Nierembergia Ruiz & Pav. da tribo Nicotianeae G.Don (Solanaceae), presentes no estado do Rio Grande do Sul, apresentam diversas características em comum, como o hábito predominantemente herbáceo, fruto seco, capsular, com numerosas sementes. Estes gêneros distinguem-se basicamente por Nicotiana apresentar prefloração geralmente contorcido-conduplicada ou conduplicada, corola infundibuliforme, tubular ou hipocrateriforme, anteras dorsifixas e um disco nectarífero presente, enquanto que Bouchetia e Nierembergia apresentam prefloração imbricadoconduplicada ou imbricada e anteras ventrifixas. Em Bouchetia a corola é campanulado-infundibuliforme e um disco nectarífero está presente, enquanto que em Nierembergia a corola é hipocrateriforme e o disco nectarífero está ausente. O gênero Nicotiana, da subtribo Nicotianineae, está representado no Estado por seis espécies nativas: N. alata Link & Otto, N. bonariensis Lehm., N. forgetiana Hemsl., N. langsdorffii Weinm., N. longiflora Cav. e N. mutabilis Stehmann & Semir. Duas outras espécies, provavelmente originárias da Argentina, são também encontradas no Estado: N. glauca Graham, que ocorre de forma ruderal ou cultivada e N. tabacum L., também cultivada, de importância econômica por ser fonte de matéria prima para a indústria do fumo. A única espécie do gênero Bouchetia, presente no Estado, é Bouchetia anomala (Miers) Britton & Rusby, endêmica da região sul do Brasil, Uruguai, Paraguai e nordeste da Argentina. Pertence à subtribo Nierembergiinae Hunz., junto com Nierembergia, com quem apresenta maior afinidade. Nierembergia está representado no Rio Grande do Sul por cinco espécies nativas: N. linariifolia Graham, N. micrantha Cabrera, N. pinifolia Miers, N. riograndensis Hunz. & A.A.Cocucci e N. scoparia Sendtn. Chaves analíticas para identificação dos gêneros da tribo Nicotianeae G.Don e para os da subtribo Nierembergiinae, assim como para as espécies de Nicotiana, Bouchetia e Nierembergia, são apresentadas. Descrições para os três gêneros e suas espécies, ilustrações, mapas de distribuição geográfica no Estado, considerações quanto ao hábitat, observações sobre a fenologia, variabilidade morfológica e outros comentários também são referidos.

Análises morfológicas e moleculares dos gêneros Galium L.e Relbunium (Endl.)Hook.f. (RUbieae-Rubiaceae)no estado do Rio Grande do Sul-Brasil

Desde o início da história taxonômica de Relbunium, muitos foram os trabalhos que enfatizaram sua autonomia e posição taxonômica. Atualmente, alguns estudos sugerem que as espécies pertencentes a Relbunium devam ser incluídas em uma seção do gênero Galium. Porém, recentes estudos moleculares na tribo Rubieae, destacam Galium como um grupo parafilético, e Relbunium como um gênero independente e monofilético. O problema taxonômico referente a Galium e Relbunium é de difícil solução, devido à ausência de estudos que integrem caracteres morfológicos, ecológicos e moleculares. No presente trabalho objetivou-se adicionar informações para o conhecimento básico das espécies de Relbunium e Galium para o sul do Brasil, a partir de caracteres morfológicos e moleculares, buscando responder a seguinte questão: “Relbunium pode ser considerado um gênero ou apenas uma seção dentro de Galium?”. Para atingir os objetivos, foi analisada a morfologia das espécies, com ênfase nas folhas, flores e frutos para duas espécies de Galium e treze de Relbunium: G. latoramosum, G. uruguayense, R. equisetoides, R. gracillimum, R. hirtum, R. humile, R. humilioides, R. hypocarpium, R. longipedunculatum, R. mazocarpum, R. megapotamicum, R. nigro-ramosum, R. ostenianum, R. richardianum e R. valantioides. Chaves de identificação foram geradas a partir dos resultados das análises morfológicas. As folhas foram analisadas quanto à forma, ápice, padrão de venação, tricomas, estômatos, distribuição de idioblastos secretores e vascularização do hidatódio. Esses caracteres não evidenciaram a separação entre os gêneros, auxiliando apenas na individualização das espécies. A morfologia das flores e frutos auxiliou na diferenciação dos gêneros e espécies estudadas. As flores são comumente bispóricas, a exceção de G. latoramosum. Brácteas involucrais, ausentes em Galium, estão presentes nas espécies de Relbunium, de duas a quatro; nesse gênero há presença de antopódio, ausente em Galium. A corola possui tricomas glandulares unicelulares na face adaxial, e na face abaxial os tricomas, quando presentes, são simples e idioblastos secretores estão presentes apenas em R. gracillimum. O androceu tem quatro estames alternipétalos e exsertos, com anteras dorsifixas e tetrasporangiadas, de deiscência longitudinal. O ovário é ínfero, bicarpelar, bilocular, com um rudimento seminal anátropo e unitegumentado por lóculo. O desenvolvimento dos frutos, a estrutura do pericarpo e da testa foram descritos. Os frutos são do tipo baga, em R. gracillimum e R. hypocarpium, ou esquizocarpo, nas demais espécies. A consistência do pericarpo pode variar de carnosa, nos frutos do tipo baga, a levemente seca, nos frutos esquizocarpos. Entre as espécies, observou-se uma variação com relação ao exocarpo, que pode ser liso, piloso ou com idioblastos secretores. A testa é constituída por apenas uma camada de células, que em R. hypocarpium mostra-se descontínua. Além das descrições morfológicas, foram realizados estudos moleculares das espécies, através do seqüenciamento de fragmentos do DNA nuclear (ITS) e plastidial (trnL-F). A partir dos resultados obtidos formam elaborados cladogramas com base nos dados morfológicos e moleculares. O cladograma construído a partir dos dados morfológicos (vegetativos e reprodutivos) evidenciou a distinção dos dois gêneros, ou seja, sustenta Relbunium como táxon independente. Nesse cladograma observa-se que a VI presença ou ausência de brácteas foi determinante, e proporcionou a separação dos gêneros. A uniformidade dos caracteres morfológicos vegetativos entre as espécies auxiliou apenas na distinção das espécies de Relbunium. Com relação aos dados moleculares, os fragmentos de DNA utilizados mostraram-se pouco informativos. A análise do fragmento ITS, em especial, contribuiu para confirmação da relação entre algumas espécies (R. hirtum e R. ostenianum, e R. humile e R. mazocarpum). A análise combinada dos dados morfológicos e moleculares não caracterizou Relbunium como um clado monofilético, sendo sua manutenção não sustentada, isso, principalmente, devido à falta de diferenças moleculares entre as espécies. Conclui-se que para o grupo em questão as análises morfológicas, das folhas, flores e frutos, foram suficientes para destacar Relbunium como um gênero autônomo e monofilético na tribo Rubieae.

Morfologia floral e biologia reprodutiva de genótipos de aceroleira

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Ovary peltate trichomes of Zeyheria montana (Bignoniaceae): Developmental ultrastructure and secretion in relation to function

center dot Background and Aims Nectar production in the Bignoniaceae species lacking a nectariferous functional disc is ascribed to trichomatic glands around the ovary base and/or on the inner corolla wall. Nevertheless, knowledge about the secretion and function of these glands is very incomplete. The purpose of this paper is to study, from a developmental viewpoint, the ultrastructure, histochemistry and secretory process of the peltate trichomes on the ovary of Zeyheria montana, a species in the Bignoniaceae which has a rudimentary disc.center dot Methods Samples of the gynoecium at various developmental stages were fixed and processed for light and electron microscopy. Histochemistry and cytochemistry tests were performed to examine the chemical composition of exudates. Thin layer chromatography was used to determine the presence of alkaloids and terpenes in gynoecium and fruit extracts, and in fresh nectar stored in the nectar chamber.center dot Key Results Peltate trichomes at different developmental stages appear side by side from floral budding up to pre-dispersal fruit. Large plastids with an extensive internal membrane system consisting of tubules filled with lipophilic material, abundant smooth endoplasmic reticulum, few Golgi bodies, lipophilic deposits in the smooth endoplasmic reticulum and mitochondria, and scattered cytoplasmic oil droplets are the main characteristics of mature head cells. The secretion which accumulates in the subcuticular space stains positively for hydrophilic and lipophilic substances, with lipids prevailing for fully peltate trichomes. Histochemistry and thin layer chromatography detected terpenes and alkaloids. Fehling's test to detect of sugars in the secretion was negative.center dot Conclusions the continuous presence and activity of peltate trichomes on the ovary of Z. montana from early budding through to flowering and fruiting set, and its main chemical components, alkaloids and terpenes, suggest that they serve a protective function and are not related to the floral nectar source or to improving nectar quality.

The Effects of Nectar-Robbing on Fruit Production in Sparattosperma leucanthum (Bignoniaceae)

Many animals behave as robbers or thieves of floral resources, causing damage to floral tissues or consuming resources used to attract pollinators, or producing effects similar to emasculation by reducing the pollen load in the anthers (which generally results in losses in terms of sexual reproduction). The present work examined the direct and indirect impacts caused by nectar-robbing on the reproductive success of Sparattosperma leucanthum. Different manipulations of the flowers were tested to determine if fruit production was influenced by the perforations made in the floral tissues (direct damage), and if there were changes in visitation frequencies or in the behaviors of effective pollinators (indirect damage). Perforations made by nectar robbers did not lower the reproductive success of the plant species studied. The bee Trigona spinipes was the most frequent visitor and caused the largest perforations in the calyx and corolla of S. leucanthum. Additionally, we noted the occurrence of pollen theft by this same bee in flowers that had been protected against nectar-robbing. These results suggest that if S. leucanthum had developed a mechanism of resistance to robbery by T spinipes it would probably have experienced even lower pollination levels as a result of reductions in the quantities of pollen available for transfer by effective pollinators. We were not able to evaluate if nectar depletion through robbery modified the behavior of the effective pollinators (bumblebees of the genus Bombus).

Staurogyne rubescens (Aeanthaeeae), a new species from southeastern Brazil

A new species of Acantbaceae, Staurogyne rubescens, is described and illustrated. It is endemic to the Brazilian moist forests on the eastern range of mountains named Serra do Mar and is thus far known only from the states of Rio de Janeiro and São Paulo. Staurogyne rubescens can be distinguished by its lax terminal racemes, with bracts and bracteoles that are foliaceous, and the flowers that have a pink calyx and red corolla. Staurogyne itatiaiae (Wawra) Leonard also has red flowers and occurs in the highlands of the Atlantic rain forest. The distinguishing characters for these two species are presented in tabular format.

Adenocalymma calcareum sp nov (Bignoniaceae) from Brazilian Amazonia and a key to the Amazonian species of the genus

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Polimorfismo floral em Valeriana scandens L. (Valerianaceae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Efeitos da densidade de plantio sobre a qualidade de cravos, Dianthus caryophyllus L.

O trabalho teve como objetivo estudar a influência de diferentes densidades populacionais de craveiros, cultivados em casa de vegetação sobre a qualidade das flores. As densidades de plantio estudadas foram de 233.333, 175.000 e 116.667 plantas por hectare, obtidas da utilização dos seguintes espaçamentos: 0,15 m x 0,20 m; 0,20 mx 0,20m e 0,30 m x 0,30 m. Scania Red foi o cultivar utilizado. Os parâmetros analisados foram o número de cravos com cálice inteiro e rachado por planta e por hectare, bem como comprimento da haste com flor, peso da haste com flor e diâmetro da corola. Concluiu-se que o aumento da densidade de plantio ocasionou um acréscimo na produção de cravos com cálice inteiro por hectare, uma diminuição da produção de cravos com cálice rachado por planta, uma diminuição do peso da haste com flor e uma diminuição do diâmetro da corola. Não houve influência da densidade de plantio sobre a produção de cravos com cálice inteiro por planta, sobre a produção de cravos com cálice rachado por hectare e sobre o comprimento da haste com flor.

Entomofauna visitante de Belamcanda chinensis (L.) DC (Iridaceae) durante o período de floração

A study of the reproductive biology of B. chinensis (L.) DC. (Iridaceae) was realized comprising floral biology and breeding systems. The floral biology studies included analyses of nectar production, occurence of osmophores, corolla pigments, ultraviolet reflexion and absortion patterns, viability of pollen, pollinators and flower visitors. The breeding systems were studied taking into account the results of manual pollinators tests. B. chinensis is self-compatible bul cross-pollination is more frequent. The effective pollinators are Plebeia droryana (Friese, 1906) (45,7%), Trigona spinipes (Fabricius, 1793) (27,3%), Tetragonisca angustula (Latreille, 1811) (9,3%). Others insects visitors are considered nectar and pollen thieves. The flowering begins generally in January and February. The complete reproductive cicle, as here considered, begining with floral bud production ending with development of mature fruits, lasts January to June. Seed dispersion is ornitocoric.

Ecologia da polinização de Ipomoea asarifolia (Ders.) Roem. & Schult. (Convolvulaceae) na região semi-árida de Pernambuco

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Staurogyne rubescens (Acanthaceae), a new species from southeastern Brazil

A new species of Acanthaceae, Staurogyne rubescens, is described and illustrated. It is endemic to the Brazilian moist forests on the eastern range of mountains named Serra do Mar and is thus far known only from the states of Rio de Janeiro and São Paulo. Staurogyne rubescens can be distinguished by its lax terminal racemes, with bracts and bracteoles that are foliaceous, and the flowers that have a pink calyx and red corolla. Staurogyne itatiaiae (Wawra) Leonard also has red flowers and occurs in the highlands of the Atlantic rain forest. The distinguishing characters for these two species are presented in tabular format.

Chionanthus greenii (Oleaceae), a new species from Minas Gerais, Brazil

Chionanthus greenii Lombardi, a new species of Oleaceae, is described and illustrated. It is distinguished by the unique combination of strigose indument, short congested inflorescences, small corolla lobes and reniform anthers, which do not match any described South American species. © The Board of Trustees of the Royal Botanic Gardens, 2006.

Four new species of Adenocalymma (Bignoniaceae) and a key to the species from southeastern Brazil

Four new species of Adenocalymma (Bignoniaceae, Bignonieae) from southeastern Brazil are described and illustrated: A. aurantiacum, characterized by dark orange and infundibuliform corolla; A. cinereum, characterized by shrubby habit, greyish inflorescence, infundibuliform corolla, and exserted stamens; A. gibbosum, characterized by gibbous and orange corolla and an inflorescence with dendritic trichomes; and A. sessile, characterized by sessile leaves and gibbous corolla. A discussion on the relationships of the new taxa and a key to all 29 species of Adenocalymma reported from southeastern Brazil are provided. © 2013 The Authors. Nordic Journal of Botany © 2013 Nordic Society Oikos.