Genetic evidence of frequent long-distance recruitment in a vertebrate-dispersed tree

The importance of dispersal for the maintenance of biodiversity, while long-recognized, has remained unresolved. We used molecular markers to measure effective dispersal in a natural population of the vertebrate-dispersed Neotropical tree, Simarouba amara (Simaroubaceae) by comparing the distances between maternal parents and their offspring and comparing gene movement via seed and pollen in the 50 ha plot of the Barro Colorado Island forest, Central Panama. In all cases (parent-pair, mother-offspring, father-offspring, sib-sib) distances between related pairs were significantly greater than distances to nearest possible neighbours within each category. Long-distance seedling establishment was frequent: 74% of assigned seedlings established > 100 m from the maternal parent [mean = 392 +/- 234.6 m (SD), range = 9.3-1000.5 m] and pollen-mediated gene flow was comparable to that of seed [mean = 345.0 +/- 157.7 m (SD), range 57.6-739.7 m]. For S. amara we found approximately a 10-fold difference between distances estimated by inverse modelling and mean seedling recruitment distances (39 m vs. 392 m). Our findings have important implications for future studies in forest demography and regeneration, with most seedlings establishing at distances far exceeding those demonstrated by negative density-dependent effects.

Wildfire responses to abrupt climate change in North America

It is widely accepted, based on data from the last few decades and on model simulations, that anthropogenic climate change will cause increased fire activity. However, less attention has been paid to the relationship between abrupt climate changes and heightened fire activity in the paleorecord. We use 35 charcoal and pollen records to assess how fire regimes in North America changed during the last glacial–interglacial transition (15 to 10 ka), a time of large and rapid climate changes. We also test the hypothesis that a comet impact initiated continental-scale wildfires at 12.9 ka; the data do not support this idea, nor are continent-wide fires indicated at any time during deglaciation. There are, however, clear links between large climate changes and fire activity. Biomass burning gradually increased from the glacial period to the beginning of the Younger Dryas. Although there are changes in biomass burning during the Younger Dryas, there is no systematic trend. There is a further increase in biomass burning after the Younger Dryas. Intervals of rapid climate change at 13.9, 13.2, and 11.7 ka are marked by large increases in fire activity. The timing of changes in fire is not coincident with changes in human population density or the timing of the extinction of the megafauna. Although these factors could have contributed to fire-regime changes at individual sites or at specific times, the charcoal data indicate an important role for climate, and particularly rapid climate change, in determining broad-scale levels of fire activity.

Last glacial vegetation of northern Eurasia

In order to investigate the potential role of vegetation changes in megafaunal extinctions during the later part of the last glacial stage and early Holocene (42–10 ka BP), the palaeovegetation of northern Eurasia and Alaska was simulated using the LPJ-GUESS dynamic vegetation model. Palaeoclimatic driving data were derived from simulations made for 22 time slices using the Hadley Centre Unified Model. Modelled annual net primary productivity (aNPP) of a series of plant functional types (PFTs) is mapped for selected time slices and summarised for major geographical regions for all time slices. Strong canonical correlations are demonstrated between model outputs and pollen data compiled for the same period and region. Simulated aNPP values, especially for tree PFTs and for a mesophilous herb PFT, provide evidence of the structure and productivity of last glacial vegetation. The mesophilous herb PFT aNPP is higher in many areas during the glacial than at present or during the early Holocene. Glacial stage vegetation, whilst open and largely treeless in much of Europe, thus had a higher capacity to support large vertebrate herbivore populations than did early Holocene vegetation. A marked and rapid decrease in aNPP of mesophilous herbs began shortly after the Last Glacial Maximum, especially in western Eurasia. This is likely implicated in extinction of several large herbivorous mammals during the latter part of the glacial stage and the transition to the Holocene.

Late Quaternary environmental change in the interior South American tropics: new insight from leaf wax stable isotopes

Stable isotope analysis of leaf waxes in a sediment core from Laguna La Gaiba, a shallow lake located at the Bolivian margin of the Pantanal wetlands, provides new perspective on vegetation and climate change in the lowland interior tropics of South America over the past 40,000 years. The carbon isotopic compositions (δ13C) of long-chain n-alkanes reveal large shifts between C3-and C4-dominated vegetation communities since the last glacial period, consistent with landscape reconstructions generated with pollen data from the same sediment core. Leaf wax δ13C values during the last glacial period reflect an open landscape composed of C4grasses and C3herbs from 41–20ka. A peak in C4abundance during the Last Glacial Maximum (LGM, ∼21ka) suggests drier or more seasonal conditions relative to the earlier glacial period, while the development of a C3-dominated forest community after 20 ka points to increased humidity during the last deglaciation. Within the Holocene, large changes in the abundance of C4 vegetation indicate a transition from drier or more seasonal conditions during the early/mid-Holocene to wetter conditions in the late Holocene coincident with increasing austral summer insolation. Strong negative correlations between leaf wax δ13C and δD values over the entire record indicate that the majority of variability in leaf wax δD at this site can be explained by variability in the magnitude of biosynthetic fractionation by different vegetation types rather than changes in meteoric water δD signatures. However, positive δD deviations from the observed δ13C–δD trends are consistent with more enriched source water and drier or more seasonal conditions during the early/mid-Holocene and LGM. Overall, our record adds to evidence of varying influence of glacial boundary conditions and orbital forcing on South American Summer Monsoon precipitation in different regions of the South American tropics. Moreover, the relationships between leaf wax stable isotopes and pollen data observed at this site underscore the complementary nature of pollen and leaf wax δ13C data for reconstructing past vegetation changes and the potentially large effects of such changes on leaf wax δD signatures.

A New Species of Rhipsalis (Cactaceae) from Brazil

A new species of Rhipsalis (Cactaceae) from Rio de Janeiro State, in southwestern Brazil, is described and illustrated. The new Rhipsalis aurea is circumscribed in the subgenus Eryhtrorhipsalis and is morphologically most similar to R. pulchra Loefgr., but is distinct by the smaller, suberect habit, smaller secondary stem segments of determinated growth, golden yellow flowers, depressed-globose fruit, and epidermis and pollen grain features. Following the IUCN criteria this new species is vulnerable due to its restricted area of occurrence and reduction of the quality of habitat observed in the present and projected for the future. A taxonomic key to the subgenus Erythrorhipsalis is included.

Cearania heterophylla gen. nov et sp nov., a fossil gymnosperm with affinities to the Gnetales from the Early Cretaceous of northern Gondwana

Vegetative and fertile shoots of a shrub-like seed plant from the late Aptian Crato Formation of Brazil are described as Cearania heterophylla Kunzmann, Mohr and Bernardes-de-Oliveira, gen. nov. et sp. nov. Anatomical details of the axes, epidermal features and separate ovulate and pollen producing organs indicate the gymnospermous nature of this plant. The vascular tissue of the axes includes tracheids with bordered pits and fiber tracheids. Vegetative shoots comprising at least three branching orders bear opposite-decussately arranged ovate to lanceolate, dorsiventrally flattened, parallelodromous, rather thick leaves that vary tremendously in size. The amphistomatic leaves bear (brachy-)paracytic stomatal complexes arranged in simple longitudinal files. The ovulate structure is interpreted as a terminally attached single globular ovule/seed surrounded by at least five to six lanceolate bracts. A terminally attached pollen-cone like structure grows on a lateral leafy shoot. The unusual character combination may indicate that the fossils belong to a hitherto unknown group with affinities to ephedroid Gnetales. Sterile shoots formerly often described as Podozamites, Nageiopsis or Lilites that are at least partly congeneric with C. heterophylla Kunzmann, Mohr and Bernardes-de-Oliveira, gen. nov. et sp. nov. had a wide geographic distribution during the Early Cretaceous. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Cultura de anteras e embriogênese de genótipos selecionados de cevada (Hordeum vulgare L.ssp.vulgare)

A eficiência da técnica de cultura de anteras, em escala comercial, ainda pode ser considerada baixa quando medida em número de plantas duplo-haplóides férteis obtidas para cada antera estabelecida in vitro. Dessa forma, o presente trabalho é pioneiro no estudo detalhado da embriogênese in vitro do micrósporo e do grão de pólen de cevada (Hordeum vulgare L. ssp. vulgare). Com o objetivo de contribuir para o aperfeiçoamento da técnica de cultura de anteras foi analisada a embriogênese, com especial ênfase na etapa da indução, através de análises citológicas e histológicas de anteras cultivadas in vitro. Foram analisadas uma cultivar brasileira de cevada, em comparação com linhagens de duas outras cultivares brasileiras, que foram selecionadas, por seleção divergente para maior ou para menor resposta na indução da rota embriogênica e, respectivamente, para menor ou para maior capacidade de regenerar plântulas verdes. Somente foram estabelecidas em cultivo in vitro as anteras que apresentaram micrósporos e pólens jovens, das linhagens selecionadas da cultivar A-05 (S3A22 e S3A23), e da cultivar BR-2(S3B63 e, apenas na cultura de anteras, S3B61), bem como da cultivar MN-599 (nãoselecionada). Para as análises histológicas, foram fixadas, a cada dois dias, duas anteras, correspondentes a cada fileira da mesma espiga, após o início do cultivo in vitro. As anteras em cultivo e respectivas estruturas multicelulares foram fixadas em FAA 50%, desidratadas em série etílica e incluídas em hidroxietilmetacrilato. Os blocos de resina polimerizada foram secionados longitudinalmente com 3 mm de espessura. Para as análises citológicas foram fixadas, de cada espiga recém-coletada, três espiguetas sendo uma da base, outra do meio e outra do ápice. Após o pré-tratamento à baixa temperatura (5 °C), porém antes do cultivo in vitro, foram fixadas três anteras (amostras utilizadas como controles). A cada três dias, durante o cultivo, três anteras foram fixadas (até 18 dias). As anteras em cultivo e estruturas multicelulares foram fixadas em Farmer e FAA 50%, transferidas após 24 horas para etanol 70%. Na cultura in vitro das anteras houve diferenças entre uma das linhagens da cultivar A-05 em relação a cultivar MN- 599, na produção inicial de estruturas embriogênicas, diferença que desapareceu na produção total. Entretanto, houve diferenças na formação dos xiii embriões: a cv.MN-599 formou embriões bem diferenciados ao passo que a linhagem S3A22 produziu um número aparentemente menor, sendo que os embriões não eram bem diferenciados. A linhagem S3B63 não apresentou embriões até o final da análise histológica. Considerando que a amostra dessa linhagem, mantida em cultura, formou plantas verdes, pode-se propor que a formação de embriões deve ocorrer posteriormente ao desenvolvimento da cv.MN-599. Cabe destacar que houve diferenças significativas entre as cultivares A-05 e BR-2 quanto à regeneração de plântulas verdes. Esses resultados indicam ter havido maior eficiência da seleção em relação à etapa da regeneração. Com relação às categorias classificatórias dos micrósporos e grãos de pólen, constatou-se que desde o início da análise histológica (2o dia de cultivo in vitro) até o final (34o dia), foram observados micrósporos, o mesmo tendo sido observado na análise citológica. Os grãos de pólen multinucleados ocorreram praticamente em todo o período de cultivo in vitro, em ambas análises; não ocorrendo nos controles da citologia (antes do cultivo); os multinucleados foram observados a partir do 3o dia, enquanto que os multicelulares a partir do 4o dia de cultivo. As estruturas multicelulares foram observadas a partir do 8o dia. A quantidade e o tamanho das estruturas multicelulares foram variáveis ao longo da análise histológica, sendo que do 14o ao 20o dia foram encontradas as de maiores dimensões, resultantes da proliferação celular por mitoses sucessivas. A partir do 22o dia (cultivar MN- 599), a ocorrência de estruturas multicelulares no interior dos lóculos da antera diminuiu, predominando o processo de proliferação externo às anteras. Para as linhagens, a partir do 18o dia foram observadas estruturas multicelulares liberadas das anteras. A análise das estruturas multicelulares permitiu classificá-las em quatro categorias: 1. SFD: Sem forma definida; 2. MAC: meristema apical caulinar; 3. MAR: meristema apical radical embrionário adventício; e 4. Embriões. As estruturas amorfas apareceram em maior número, quando comparadas com as outras categorias. Em síntese: as linhagens selecionadas e a cultivar diferiram não apenas no tempo necessário para a formação dos embriões, mas também no desenvolvimento dos mesmos, que foi mais diferenciado na cultivar MN-599, porém sendo observados mais cedo na linhagem S3A22 e S3A23, do que na cultivar MN-599.

Agentes polinizadores e produção de grãos em cultura de café arábica cv. “Catuaí Vermelho”

Coffee (Coffea arabica L.) plants had the pollination process of their flowers studied in three coffee producing regions in Brazil: the first in Ribeirao Preto, state of São Paulo, in September of 2004, the second in Carmo do Paraiba, in the state of Minas Gerais, in October of 2006, and, the third, in Altinopolis, state of São Paulo, in September of 2007. In all these locations the coffee variety used was the 'Catuai Vermelho'. The pollinator species visiting the flowers, the frequency with which the flowers were visited by the insects, and the type of material collected by them ( nectar and/or pollen) were determined by counts taking place at the first 10 minutes of each hour from 7:00 AM till 6:00 PM during the months mentioned above. To estimate the fructification percentage, 25 branches were identified with color threads and protected with wire frames covered with a nylon fabric to prevent them from being visited by insects. Another group of 25 branches was similarly identified but remained without any covering so that their flowers were thus freely visited by insects. on the average, the most frequent pollinator was the Africanized bee Apis mellifera (73.7%) followed by the bee Trigona spinipes (14.5%), and Tetragonisca angustula (9.5%). The Africanized bee collected nectar and pollen to almost the same extent: 58.5% of the first and 41.5% of the second. To collect nectar, that species increased its visiting frequency up to 1:00 PM. To collect pollen, A. mellifera visited the flowers up to 1:00 PM with frequency peaks between 8:00 and 9:00 AM. T. spinipes collected pollen (58,5%) and nectar (41.5%). T. angustula collected only pollen. The branches freely visited by insects produced 181 grains on the average whereas those covered with the nylon fabric produced only 81 grains, this meaning a reduction of 55.25% in grain production. Coffee grains produced on the freely visited branches had a mean weight (1.13 g) significantly superior to that of those produced on the covered branches (0.94 g).

Biologia da reprodução de Mimosa bimucronata: uma espécie ruderal

Com o objetivo de estudar a biologia reprodutiva de Mimosa bimucronata, o presente estudo foi realizado em Botucatu e Cachoeira Paulista, SP, no período de novembro de 2003 a junho de 2005. Determinou-se o número de flores por glomérulo, sua duração, os eventos da antese e outras características florais, como tamanho, formato, coloração, odor, presença de néctar e localização de osmóforos. A receptividade do estigma e a viabilidade do pólen foram avaliadas. Flores foram examinadas e documentadas em microscópio eletrônico de varredura, após tratamento adequado. Foram feitos testes para a determinação do sistema reprodutivo, visando avaliar a dependência dos polinizadores. A presença de visitantes florais foi observada no campo, sendo registrada a quantidade de visitas e o comportamento dos visitantes, além do tempo médio de permanência dos visitantes junto às flores. O padrão de floração de M. bimucronata é anual. Os grãos de pólen encontram-se reunidos em políades compostas por oito células, o que pode ser interpretado como uma adaptação para minimizar o efeito da mistura das cargas de pólen depositadas sobre o diminuto estigma. A formação de frutos em condições naturais foi baixa e não ocorreu agamospermia. A morfologia das flores e das inflorescências permite o acesso aos recursos florais para uma ampla variedade de visitantes (Hymenoptera, Diptera e Coleoptera). A maioria das visitas foi realizada por abelhas (56,4%). Os resultados permitem considerar que, embora M. bimucronata seja dependente de vetores de pólen para sua reprodução, é espécie entomófila generalista e, portanto, bastante adaptada aos ambientes ruderais, onde sua ocorrência é predominante.

Two novel reports of semidry stigmatic surface in Asteraceae

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

Pollination Biology of Jacaranda oxyphylla with an Emphasis on Staminode Function

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Expression of annexin A1 mRNA in peripheral blood from oral squamous cell carcinoma patients

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Diversidade genética, endogamia e fluxo gênico em pequena população fragmentada de Copaifera langsdorffii

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

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.

TELA EXCLUIDORA DE RAINHA NA PRODUÇÃO DE MEL E NA LONGEVIDADE DAS OPERÁRIAS em COLMEIAS DE Apis mellifera

Este trabalho tem como objetivos verificar as áreas de cria e alimento e a longevidade de operárias em colmeias de Apis mellifera, em apicultura fixa (mata) e migratória (laranja e eucalipto), sem (T1) e com (T2) tela excluidora de rainha. Foram utilizadas colmeias modelo Langstroth, com sobrecaixa. Na apicultura fixa, estas colmeias foram analisadas durante 476 dias e mapeadas a cada 30 a 45 dias para obtenção das áreas de cria e alimento. Na migratória, as colmeias foram analisadas antes e após a florada. Foi estudada também a longevidade das operárias, nos dois tratamentos. Os dados mostraram que em fluxo baixo de néctar (apicultura fixa, em mata), o uso de tela excluidora apresentou maior eficiência na separação do mel das crias. Entretanto, quando o fluxo de néctar foi alto (floradas de laranja e eucalipto), a tela excluidora não foi eficiente, pois as abelhas rapidamente preencheram os favos disponíveis no ninho inferior, misturando-o com cria. Observou-se também redução na longevidade das operárias das colmeias com tela excluidora, em dois dos três testes realizados. Este trabalho, desenvolvido em três locais diferentes, com plantas apícolas distintas evidenciou também a variabilidade e a grande influência ambiental no desenvolvimento das colônias de Apis mellifera.