Tight Genetic Linkage of Prezygotic Barrier Loci Creates a Multifunctional Speciation Island in Petunia

Most flowering plants depend on animal vectors for pollination and seed dispersal. Differential pollinator preferences lead to premating isolation and thus reduced gene flow between interbreeding plant populations [1, 2, 3 and 4]. Sets of floral traits, adapted to attract specific pollinator guilds, are called pollination syndromes [5]. Shifts in pollination syndromes have occurred surprisingly frequently [6], considering that they must involve coordinated changes in multiple genes affecting multiple floral traits. Although the identification of individual genes specifying single pollination syndrome traits is in progress in many species, little is known about the genetic architecture of coadapted pollination syndrome traits and how they are embedded within the genome [7]. Here we describe the tight genetic linkage of loci specifying five major pollination syndrome traits in the genus Petunia: visible color, UV absorption, floral scent production, pistil length, and stamen length. Comparison with other Solanaceae indicates that, in P. exserta and P. axillaris, loci specifying these floral traits have specifically become clustered into a multifunctional “speciation island” [ 8 and 9]. Such an arrangement promotes linkage disequilibrium and avoids the dissolution of pollination syndromes by recombination. We suggest that tight genetic linkage provides a mechanism for rapid switches between distinct pollination syndromes in response to changes in pollinator availabilities.

Distinct carbon sources indicate strong differentiation between tropical forest and farmland bird communities

The conversion of forest into farmland has resulted in mosaic landscapes in many parts of the tropics. From a conservation perspective, it is important to know whether tropical farmlands can buffer species loss caused by deforestation and how different functional groups of birds respond to land-use intensification. To test the degree of differentiation between farmland and forest bird communities across feeding guilds, we analyzed stable C and N isotopes in blood and claws of 101 bird species comprising four feeding guilds along a tropical forest-farmland gradient in Kenya. We additionally assessed the importance of farmland insectivores for pest control in C4 crops by using allometric relationships, C stable isotope ratios and estimates of bird species abundance. Species composition differed strongly between forest and farmland bird communities. Across seasons, forest birds primarily relied on C3 carbon sources, whereas many farmland birds also assimilated C4 carbon. While C sources of frugivores and omnivores did not differ between forest and farmland communities, insectivores used more C4 carbon in the farmland than in the forest. Granivores assimilated more C4 carbon than all other guilds in the farmland. We estimated that insectivorous farmland birds consumed at least 1,000 kg pest invertebrates km−2 year−1. We conclude that tropical forest and farmland understory bird communities are strongly separated and that tropical farmlands cannot compensate forest loss for insectivorous forest understory birds. In tropical farmlands, insectivorous bird species provide a quantitatively important contribution to pest control.

Differential Responses of Herbivores and Herbivory to Management in Temperate European Beech

Forest management not only affects biodiversity but also might alter ecosystem processes mediated by the organisms, i.e. herbivory the removal of plant biomass by plant-eating insects and other arthropod groups. Aiming at revealing general relationships between forest management and herbivory we investigated aboveground arthropod herbivory in 105 plots dominated by European beech in three different regions in Germany in the sun-exposed canopy of mature beech trees and on beech saplings in the understorey. We separately assessed damage by different guilds of herbivores, i.e. chewing, sucking and scraping herbivores, gall-forming insects and mites, and leaf-mining insects. We asked whether herbivory differs among different forest management regimes (unmanaged, uneven-aged managed, even-aged managed) and among age-classes within even-aged forests. We further tested for consistency of relationships between regions, strata and herbivore guilds. On average, almost 80 of beech leaves showed herbivory damage, and about 6 of leaf area was consumed. Chewing damage was most common, whereas leaf sucking and scraping damage were very rare. Damage was generally greater in the canopy than in the understorey, in particular for chewing and scraping damage, and the occurrence of mines. There was little difference in herbivory among differently managed forests and the effects of management on damage differed among regions, strata and damage types. Covariates such as wood volume, tree density and plant diversity weakly influenced herbivory, and effects differed between herbivory types. We conclude that despite of the relatively low number of species attacking beech; arthropod herbivory on beech is generally high. We further conclude that responses of herbivory to forest management are multifaceted and environmental factors such as forest structure variables affecting in particular microclimatic conditions are more likely to explain the variability in herbivory among beech forest plots.

Contrasting Effects of Ethylene Biosynthesis on Induced Plant Resistance against a Chewing and a Piercing-Sucking Herbivore in Rice

Ethylene is a stress hormone with contrasting effects on herbivore resistance. However, it remains unknown whether these differences are plant- or herbivore-specific. We cloned a rice 1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid (ACC) synthase gene, OsACS2, whose transcripts were rapidly up-regulated in response to mechanical wounding and infestation by two important pests: the striped stem borer (SSB) Chilo suppressalis and the brown planthopper (BPH) Nilaparvata lugens. Antisense expression of OsACS2 (as-acs) reduced elicited ethylene emission, SSB-elicited trypsin protease inhibitor (TrypPI) activity, SSB-induced volatile release, and SSB resistance. Exogenous application of ACC restored TrypPI activity and SSB resistance. In contrast to SSB, BPH infestation increased volatile emission in as-acs lines. Accordingly, BPH preferred to feed and oviposit on wild-type (WT) plants—an effect that could be attributed to two repellent volatiles, 2-heptanone and 2-heptanol, that were emitted in higher amounts by as-acs plants. BPH honeydew excretion was reduced and natural enemy attraction was enhanced in as-acs lines, resulting in higher overall resistance to BPH. These results demonstrate that ethylene signaling has contrasting, herbivore-specific effects on rice defense responses and resistance against a chewing and a piercing-sucking insect, and may mediate resistance trade-offs between herbivores of different feeding guilds in rice.

Forest structure and composition of previously selectively logged and non-logged montane forests at Mt. Kilimanjaro

The montane forests of Mount Kilimanjaro in Tanzania have been subjected to a long history of selective logging. However, since 1984 logging of indigenous trees is prohibited. Today, these forests allow us to evaluate the long-term effects of selective logging. We mapped the height and diameter at breast height (DBH) of all trees >10 cm DBH on 10 sites of 0.25 ha. Five sites represent non-logged forests, another five selectively logged forests. We tested whether forests were still visibly affected 30–40 years after selective logging in terms of their forest structure and tree diversity. Additionally we compared tree densities of different species guilds, including disturbance-indicator species, late-successional species and main timber species. Furthermore, we specifically compared the community size distributions of selectively logged and non-logged forests, first across all species and then for the most important timber species, Ocotea usambarensis, alone. 30–40 years after selective logging forests still showed a higher overall stem density, mainly due to higher relative abundances of small trees (<50 cm DBH) in general, and higher densities of small size class stems of late-successional species specifically. For O. usambarensis, the selectively logged sites harboured higher relative abundances of small trees and lower relative abundances of harvestable trees. The higher relative abundance of small O. usambarensis-stems in selectively logged forests appears promising for future forest recovery. Thus, outside protected areas, selective logging may be a sustainable management option if logging cycles are considerably longer than 40 years, enough large source trees remain, and the recruiting O. usambarensis individuals find open space for their establishment.

The genetics of reproductive organ morphology in two Petunia species with contrasting pollination syndromes

Main conclusion Switches between pollination syndromes have happened frequently during angiosperm evolution. Using QTL mapping and reciprocal introgressions, we show that changes in reproductive organ morphology have a simple genetic basis. In animal-pollinated plants, flowers have evolved to optimize pollination efficiency by different pollinator guilds and hence reproductive success. The two Petunia species, P. axillaris and P. exserta, display pollination syndromes adapted to moth or hummingbird pollination. For the floral traits color and scent, genetic loci of large phenotypic effect have been well documented. However, such large-effect loci may be typical for shifts in simple biochemical traits, whereas the evolution of morphological traits may involve multiple mutations of small phenotypic effect. Here, we performed a quantitative trait locus (QTL) analysis of floral morphology, followed by an in-depth study of pistil and stamen morphology and the introgression of individual QTL into reciprocal parental backgrounds. Two QTLs, on chromosomes II and V, are sufficient to explain the interspecific difference in pistil and stamen length. Since most of the difference in organ length is caused by differences in cell number, genes underlying these QTLs are likely to be involved in cell cycle regulation. Interestingly, conservation of the locus on chromosome II in a different P. axillaris subspecies suggests that the evolution of organ elongation was initiated on chromosome II in adaptation to different pollinators. We recently showed that QTLs for pistil and stamen length on chromosome II are tightly linked to QTLs for petal color and volatile emission. Linkage of multiple traits will enable major phenotypic change within a few generations in hybridizing populations. Thus, the genomic architecture of pollination syndromes in Petunia allows for rapid responses to changing pollinator availability.

Parches de vegetación arvense en una toposecuencia de altos y bajos en cultivos de manzanos : Mendoza (Argentina)

En un cultivo de manzanos en la provincia de Mendoza, Argentina, se observó la presencia de las comunidades dominadas por Cynodon dactylon y Galinsoga parviflora localizadas entre y bajo las copas de los árboles frutales, en coincidencia con una toposecuencia de relieves de altos y bajos, respectivamente. Ante el hecho de estar frente a un interesante ejemplo agronómico de establecimiento de comunidades arvenses se las analizó fisonómica, florística y sociológicamente, relacionándolas con las condiciones ecológicas, físico-químicas de los suelos y bioclimáticas de los sitios que las contienen. Mientras la comunidad de Cynodon dactylon presente en los altos o entre plantas resultó más luminosa, cálida, seca y menos fértil, la de Galinsoga parviflora en los bajos fue más sombría, fría, húmeda y más fértil. En esta última, la alta concentración de materia orgánica, nutrientes minerales y humedad de los suelos parece estar relacionada con la presencia de plantas anuales bajo las copas. Los resultados obtenidos muestran la importancia de las toposecuencias de relieves de altos y bajos en la distribución, estructura y composición florística de las comunidades vegetales arvenses, las cuales pueden resultar potenciadas con las coberturas de las copas de los árboles frutales.

Región de Mendoza : Nordeste: Lavalle, Santa Rosa y La Paz

Regiones y Departamentos. Relatos de nuestra identidad es una serie que aborda las características turísticas, culturales e históricas de la provincia de Mendoza. En los 14 programas se han destacado y revalorizado las particularidades de cada uno de los departamentos de esta provincia argentina que se dividen en distintas regiones: Valle de Uco, Gran Mendoza, Zona Sur, Zona Este y Zona Nordeste NORDESTE, es un documental que resalta las particularidades de los departamentos de Santa Rosa, Lavalle y La Paz. En el bloque 1 conoceremos la historia del Nordeste comenzando por Lavalle, lugar que habitaron los Huarpes desde 1300 en adelante hasta la llegada de los españoles. A pesar de ésto, Lavalle es uno de los lugares que más tradición indígena ha mantenido. La Paz fue en sus comienzos una zona muy poco habitada realidad que cambió con la llegada del ferrocarril, para concluir con Santa Rosa, zona que alberga la mítica historia de Santos Guayana. En el bloque 2, repasaremos las características societales y culturales del Nordeste para finalizar en el bloque 3 detallando la oferta turística que ésta zona propone.

Variación estructural y hábitat de poblaciones de Gymnocalycium schickendantzii (Cactaceae) en Mendoza, Argentina : efecto de las plantas nurses

Este trabajo informa sobre aspectos ecológicos de la estructura y hábitat de poblaciones de Gymnocalycium schickendantzii (F. A. C. Weber) Britton & Rose var., un cactus endémico de Argentina. En Mendoza vive en los desiertos áridos del centro-este en matorrales de Larrea cuneifolia más Zuccagnia punctata. Las variaciones de densidad de poblaciones de este cactus, a nivel de muestra, dependen de la facilitación y protección ofrecida por las plantas nurses. El recuento de los individuos desarrollados bajo los arbustos determinó: una alta proporción de la población dentro de estados juveniles (67,3%) y maduros (21,8%), la poca cantidad de plántulas (9,9%) y la casi ausencia de plantas adultas (1,0%). La incorporación del cactus está condicionada a la altura y cobertura de las plantas nurses que regulan los valores de temperaturas y fertilidad bajo sus copas. En este sentido Larrea cuneifolia, Tricomaria usillo y Zuccagnia punctata son las nurses más aceptadas. Se encontró que las variaciones de los porcentajes de densidad de cactus vivos fueron altamente significativas. Esta población está amenazada potencialmente por actividades humanas: explotación petrolera, ganadera, etc. Los resultados, que muestran la variación natural del establecimiento de la población de Gymnocalycium, podrían ser de utilidad para su manejo y conservación.

Testimonios de pensamiento argentino : Jorge Eduardo Ravinovich

Fil: Jalif de Bertranou, Clara Alicia. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Filosofía y Letras

Evaluación de clones de Populus spp., a los dos años de edad, en dos micrositios de la región pampeana, Argentina

La producción de álamos en la pampa ondulada de la provincia de Buenos Aires podría constituir una actividad alternativa y/o complementaria, debido a zonas ecológicas favorables para su cultivo. En este contexto es importante conocer el comportamiento de los clones en los diversos ambientes para poder definir cuáles de ellos podrían presentar mayor estabilidad para los diferentes sitios. El objetivo del trabajo fue estudiar la interacción existente entre los parámetros de crecimiento y supervivencia de 16 clones de Populus spp. en dos micrositios geomorfológicamente diferentes en la región pampeana, Argentina. Los clones en estudio provienen de cruzamientos intraespecíficos de P. deltoides e interespecíficos de P. deltoides x P. nigra (Populus x canadensis). Se plantaron en dos ensayos, uno por cada situación geomórfica: loma y bajo, y se completó con un análisis estadístico comparando los ensayos en forma individual y conjunta. Cada ensayo se instaló con un diseño de bloques completos al azar. Las variables analizadas fueron la supervivencia, la altura media y el área basal al concluir el segundo año de crecimiento. Para el sitio regional evaluado, la interacción entre los clones y los micrositios fue significativa para las variables altura y supervivencia. La mayor disponibilidad de agua en el micrositio bajo produjo mayores crecimientos clonales con diferencias significativas respecto del micrositio loma. La estabilidad de los atributos de supervivencia y crecimiento frente a los micrositios es un objetivo fundamental en las plantaciones clonales. Siendo los micrositios una realidad ambiental importante, propia como variable no controlable, la reducción de la variabilidad de respuesta ante ellos permitiría la constitución de unidades de manejo más homogéneas.

Producción de cerezo en Mendoza : viabilidad técnico-económica, basada en un modelo de simulación

Se plantea el problema de la correlación existente entre la factibilidad técnico-económica del cultivo del cerezo y su ubicación en las diferentes zonas de cultivo en la Provincia de Mendoza. El objetivo es la determinación de las localizaciones más convenientes. Se ha observado el comportamiento del cultivo del cerezo, en un periodo de 15 años, en varias zonas de la Provincia de Mendoza, analizando los resultados desde un enfoque de aptitud ecológica y de evaluación económica. Para ello, se ha elaborado un modelo de simulación que abarca las principales variables ecológicas y los resultados económicos de precios y costos de cosecha. Resalta, en los resultados, la contradicción entre aptitudes ecológicas y económicas. En las zonas tradicionales de cultivo se obtienen mejores rendimientos por ha, pero el ingreso neto es menor que en las más templadas y precoces del Este de Mendoza, implantadas recientemente con nuevos cultivares, como Marvin Brooks, New Star, Gardner, Celeste y otros que logran, como primicias, precios mucho más altos en el mercado. Este resultado permite aconsejar a los productores sobre los lugares y los cultivares más convenientes para los nuevos cerezales.

La población mundial : de la explosión a la implosión demográfica

El ritmo de crecimiento de la población mundial es observado en general desde una perspectiva negativa, basada en argumentaciones económicas o ecológicas. El temor a la sobrepoblación, que comenzó a difundirse cuando la humanidad alcanzó los mil millones, con frecuencia fue potenciado hasta la categoría de alarmismo, especialmente en ocasión de la incorporación de mil millones más, y desde entonces se traduce en el propósito de frenar el crecimiento, generalmente con medidas antinatalistas. A principios del siglo XXI, ante el fenómeno de la reducción planetaria de las tasas de crecimiento, se perfila un nuevo alarmismo por infrapoblación, que coexiste sin embargo con un alarmismo por sobrepoblación.

Aportes para la evaluación de la sustentabilidad

La Agroecología es una realidad creciente, por ello se considera de vital importancia avanzar hacia la construcción de herramientas para evaluar sustentabilidad, conscientes de que existe aún una brecha importante entre dicho concepto y su traducción operativa en los agroecosistemas. En este trabajo se evalúa de forma comparativa la sustentabilidad de dos sistemas frutícolas del departamento de San Carlos con manejos diferentes, uno convencional y el otro en transición agroecológica, para aportar a la construcción de indicadores de sustentabilidad adaptados a la agricultura intensiva bajo riego. La promoción de sistemas agroecológicos requiere, entre otras cosas, poner en evidencia aquellos aspectos que le otorgan mayor sustentabilidad relativa respecto del convencional. Como metodología se utilizó el Marco de Evaluación de Sistemas de Manejo Incorporando Indicadores de Sustentabilidad (MESMIS), mediante el cual se definieron 20 indicadores a partir de la identificación de puntos críticos que en el caso del sistema convencional son la escasa biodiversidad y la alta dependencia de insumos externos y en el sistema en transición son el manejo ineficiente del agua y la dependencia de ingresos extraprediales; en ambos casos el manejo del suelo es un aspecto que fortalece los sistemas. El análisis de los resultados se abordó bajo las categorías de los atributos y las dimensiones de sustentabilidad. Las diferencias entre los sistemas evaluados tienen relación con la lógica de quienes los llevan adelante, más reduccionista en el caso del sistema convencional y más integral en el otro caso. Ambos sistemas pueden mejorar su nivel de sustentabilidad si se realiza un manejo agroecológico integral que contemple para el sistema en transición, mejorar la eficiencia en el uso del agua y replantearse la organización del sistema para generar mayores ingresos y posibilidades de inversión; y para el convencional, contemplar una mayor biodiversidad y disminuir la dependencia de insumos externos. El presente trabajo es uno de los primeros trabajos en la zona en materia de indicadores de sustentabilidad y permitió avanzar en el desarrollo de indicadores con representatividad local. Sin embargo, pone en evidencia la necesidad de seguir adelante con la construcción de indicadores adaptados a las condiciones ecológicas y socioeconómicas de la región y a los sistemas de cultivos permanentes bajo riego, los que toman características diferenciales por ser sistemas intensivos, complejos y estables en el tiempo.