X-ray diffraction and theoretical investigation of the Gedunin crystal structure

The Gedunin compound (C28H34O6) is a natural product extracted from Trichilia pallida that has shown a wide activity. The crystallographic structure shows two conformers in the asymmetric unit, which differ in a rotation of the furan group. To understand this molecular arrangement, the density functional calculations. Molecular Electrostatic Potential (MEP) and thermodynamic function calculation have been performed at the B3LYP/6-311++g(d,p) level. Both conformers were optimized and the agreement with the experimental structure was very good, making possible further theoretical analysis of the structure. The inter-conversion between two conformers depends on the energy barrier. This process is studied in the vacuum and shows two transition states with a low energetic barrier for a potential energy curve scanning rigid around furan group: 4.37 kcal/mol and 16.52 kcal/mol. As the first transition state has a notably lower energetic barrier, the preferred inter-conversion pathway between the conformers involves the first rather than the second transition state. Understanding this transition state in detail led us to perform its optimization, showing an energetic barrier around 3.66 kcal/mol. The negative free energy and low enthalpy confirm that the process is spontaneous and exothermic. The results show that this requirement makes the existence of the two conformers in the asymmetric unit possible. The structure of molecules in the asymmetric unit is better understood when the MEP is used on the interaction between molecules. For Gedunin, both molecules have shown MEP with well-defined regions, and this behavior contributes to the observed link between molecules and for the negative regions complementing positive regions of another molecule. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Aluminum toxicity to tropical montane forest tree seedlings in southern Ecuador: response of biomass and plant morphology to elevated Al concentrations

In acid tropical forest soils (pH < 5.5) increased mobility of aluminum might limit aboveground productivity. Therefore, we evaluated Al phytotoxicity of three native tree species of tropical montane forests in southern Ecuador. An hydroponic dose-response experiment was conducted. Seedlings of Cedrela odorata L., Heliocarpus americanus L., and Tabebuia chrysantha (Jacq.) G. Nicholson were treated with 0, 300, 600, 1200, and 2400 mu M Al and an organic layer leachate. Dose-response curves were generated for root and shoot morphologic properties to determine effective concentrations (EC). Shoot biomass and healthy leaf area decreased by 44 % to 83 % at 2400 mu M Al, root biomass did not respond (C. odorata), declined by 51 % (H. americanus), or was stimulated at low Al concentrations of 300 mu M (T. chrysantha). EC10 (i.e. reduction by 10 %) values of Al for total biomass were 315 mu M (C. odorata), 219 mu M (H. americanus), and 368 mu M (T. chrysantha). Helicarpus americanus, a fast growing pioneer tree species, was most sensitive to Al toxicity. Negative effects were strongest if plants grew in organic layer leachate, indicating limitation of plant growth by nutrient scarcity rather than Al toxicity. Al toxicity occurred at Al concentrations far above those in native organic layer leachate.

Aluminum toxicity in a tropical montane forest ecosystem in southern Ecuador

Aluminum phytotoxicity frequently occurs in acid soils (pH < 5.5) and was therefore discussed to affect ecosystem functioning of tropical montane forests. The susceptibility to Al toxicity depends on the sensitivity of the plant species and the Al speciation in soil solution, which can vary highly depending e.g., on pH, ionic strength, and dissolved organic matter. An acidification of the ecosystem and periodic base metal deposition from Saharan dust may control plant available Al concentrations in the soil solutions of tropical montane rainforests in south Ecuador. The overall objective of my study was to assess a potential Al phytotoxicity in the tropical montane forests in south Ecuador. For this purpose, I exposed three native Al non-accumulating tree species (Cedrela odorata L., Heliocarpus americanus L., and Tabebuia chrysantha (Jacq.) G. Nicholson) to increased Al concentrations (0 – 2400 μM Al) in a hydroponic experiment, I established dose-response curves to estimate the sensitivity of the tree species to increased Al concentrations, and I investigated the mechanisms behind the observed effects induced by elevated Al concentrations. Furthermore, the response of Al concentrations and the speciation in soil solution to Ca amendment in the study area were determined. In a final step, I assessed all major Al fluxes, drivers of Al concentrations in ecosystem solutions, and indicators of Al toxicity in the tropical montane rainforest in Ecuador in order to test for indications of Al toxicity. In the hydroponic experiment, a 10 % reduction in aboveground biomass production occurred at 126 to 376 μM Al (EC10 values), probably attributable to decreased Mg concentrations in leaves and reduced potosynthesis. At 300 μM Al, increased root biomass production of T. chrysantha was observed. Phosphorus concentrations in roots of C. odorata and T. chrysantha were significantly highest in the treatment with 300 μM Al and correlated significantly with root biomass, being a likely reason for stimulated root biomass production. The degree of organic complexation of Al in the organic layer leachate, which is central to plant nutrition because of the high root density, and soil solution from the study area was very high (mean > 99 %). The resulting low free Al concentrations are not likely to affect plant growth, although the concentrations of potentially toxic Al3+ increased with soil depth due to higher total Al and lower dissolved organic matter concentrations in soil solutions. The Ca additions caused an increase of Al in the organic layer leachate, probably because Al3+ was exchanged against the added Ca2+ ions while pH remained constant. The free ion molar ratios of Ca2+:Al3+ (mean ratio ca. 400) were far above the threshold (≤ 1) for Al toxicity, because of a much higher degree of organo-complexation of Al than Ca. High Al fluxes in litterfall (8.8 – 14.2 kg ha−1 yr−1) indicate a high Al circulation through the ecosystem. The Al concentrations in the organic layer leachate were driven by the acidification of the ecosystem and increased significantly between 1999 and 2008. However, the Ca:Al molar ratios in organic layer leachate and all aboveground ecosystem solutions were above the threshold for Al toxicity. Except for two Al accumulating and one non-accumulating tree species, the Ca:Al molar ratios in tree leaves from the study area were above the Al toxicity threshold of 12.5. I conclude that toxic effects in the hydroponic experiment occurred at Al concentrations far above those in native organic layer leachate, shoot biomass production was likely inhibited by reduced Mg uptake, impairing photosynthesis, and the stimulation of root growth at low Al concentrations can be possibly attributed to improved P uptake. Dissolved organic matter in soil solutions detoxifies Al in acidic tropical forest soils and a wide distribution of Al accumulating tree species and high Al fluxes in the ecosystem do not necessarily imply a general Al phytotoxicity.

Evaluación del estado de conservación de dos especies forestales priorizadas participativamente en la sub-cuenca del río Quijos, provincia de Napo, Ecuador

El presente proyecto, enmarcado dentro del Programa INIAP/SENESCYT “Conservación y Uso Sostenible de Recursos Genéticos Forestales en áreas críticas de bosques húmedos y secos de los Andes y Amazonía”, a cargo del Departamento de Forestería del INIAP, nace de la necesidad de generar información sobre la pérdida de la biodiversidad de diversos ecosistemas de Ecuador. En concreto, de aquellos bosques de gran complejidad y elevada susceptibilidad como son los que se encuentran en la sub-cuenca del río Quijos: bosques húmedos de la región amazónica, fuentes de biodiversidad y sumideros de carbono, que se están viendo fuertemente amenazados por el cambio climático y por el cambio en el uso del suelo derivada de la intensa actividad humana que sufre la región desde hace décadas. Debido a esta complejidad, el proyecto se centra en las dos especies forestales más valoradas por los habitantes, aplicando metodología de Diagnóstico Rural Participativo, haciéndoles partícipes de esta forma de las decisiones y actuaciones de su región. Una vez determinadas las dos especies a estudiar (Cedrela montana y Erythrina edulis), se evaluó qué efectos tendrán las principales amenazas: el cambio climático y el cambio de uso del suelo, en las poblaciones de ambas. Para el estudio climático se han utilizado Modelos de Distribución de Especie, en concreto el programa Maxent, con el que se han modelizado dos situaciones: la probabilidad de idoneidad de hábitat actual y la probabilidad de idoneidad de hábitat futuro. Por comparación de ambos mapas se obtuvo una primera visión de cómo podría variar para el año 2070 la distribución potencial de ambas especies debido al cambio de las condiciones climáticas. Así mismo, se pudo determinar cuál de estas variables climáticas influye más en el modelo y, por lo tanto, en la distribución potencial. En el caso de Cedrela montana, en el año 2070 se prevé la desaparición total de hábitat idóneo en la zona de estudio, mientras que en Erythrina edulis, la reducción prevista es también casi total, de un 99,99%. A continuación, aplicando los Criterios de la Lista Roja de la UICN sobre los modelos, se ha determinado el estado de conservación de ambas especies, obteniendo el grado de amenaza que soportan, que en ambos casos es En Peligro Crítico (CR). Para el análisis del efecto del uso del suelo se procedió a la realización de muestreos en zonas con distinto grado antropogénico: el bosque natural y el bosque intervenido. Mediante comparación de las abundancias relativas y las distintas distribuciones diamétricas se han sacado conclusiones de cómo afecta la actividad humana a las poblaciones de ambas especies. Cedrela montana, por su excelente condición de maderable, desaparece en los bosques intervenidos y, si permanece, lo hace sólo con representación de diámetros bastante inferiores al de cortabilidad. Sin embargo, Erythrina edulis, por su condición de comestible, parece verse incluso beneficiada por la acción antrópica: desaparece con la eliminación del bosque, pero parece mantener o incrementar su abundancia en bosque intervenidos, en los que la curva de distribución diamétrica de la especie parece no variar con respecto al bosque primario. Con estas actividades se consigue comprender un poco más cómo sería la evolución de estas especies y el grado de amenaza a el que están sometidas, lo que constituye una fuente valiosa de información en la que basar futuras actividades de conservación de la biodiversidad y manejo sostenible del suelo.

Principales maderas tropicales utilizadas en España: Características, tecnología y aplicaciones

Se describen las características de las principales maderas tropicales con uso en España. La descripción incluye el nombre científico, sinonimias, nombres vulgares, su distribución en el mundo y en España, la descripción del fuste y de las trozas, con sus defectos más característicos, la descripción de la madera, sus características físicas, mecánicas, resistentes y durables. También se incluye sus aspectos tecnológicos, en el sentido de indicar que aspectos deben considerarse a la hora de trabajar estas maderas. Por último se indican los usos más comunes de las distintas maderas, las ventajas e inconvenientes frente a otras maderas Las especies principales que se describen son las siguientes: Algarrobo blanco, Prosopis alba, Grisebach Andiroba, Carapa guianensis, Aubl. Balsamo, Myroxylon balsamun, Harms. Sandwith. Barba jolote, Pithecolobium arboreum (L), Urban. Bubinga, Guibourtia tessmanii Caoba, Swietenia macrophylla, King. Cedro, Cedrela odorata, L. Cenizaro, Pithecellobium saman, (Jacq.) Benth Chinchon, Guarea grandiflora, A. DC. Cocobolo, Dalbergia retusa, Hemsl Cristobal, Platysmicium polystachyum Elondo o tali, Erythrophleum ivorensis Espavé, Anacardium excelsum, Skeels Gonzalo Alves, Astronium graveolens, Jacquin. Guayabillo, Terminalia lucida, Hoff. Guapaque, Dialium guianense, (Aubl.) Sandwith. Guayacán, Guaiacum sanctum, L. Huesito Homalium racemosum, Jacq. Ipe, Tabebuia guayacan, Hemsl. Iroko, Milicia excelsa Sim Jatoba, Hymenaea courbaril L. Machiche, Lonchocarpus castilloi, Standley. Manil, Symphonia globulifera, L. Marupa, Simarouba glauca, DC. Melina, Gmelina arborea, Roxb. Mongoy, Guibourtia ehie J. Léonard Nance, Byrsonima crassifolia (L.), H.B.K. Nazareno, Peltogyne purpurea Nispero, Manilkara zapota, (L.) Van royen. Palo blanco, Cybitax donnell- smith , Seibert. Pino amarillo, Erblichia odorata Piojo, Tapirira guianensis, Aubl. Quaruba, Vochysia guatemalensis, Donnell Smith Quira, Platysmicium pinnatum. Redondo, Magnolia yoroconte, Dandy. Rosul, Dalbergia tucurensis, Donn-Smith. Sande, Brossimiun ssp San juan areno, Ilex ssp. Saqui-saqui, Bombacopsis quinatum, (Jacq.) Dugand Santa maría, Calophyllum brasílíense Camb. Sapelly, Entandrophragma cylindricum Sprague Tamboril, Enterolobium cyclocarpum, Gris Teca, Tectona grandis, L.F.. Ukola, Tieghemella africana Ururucana, Hieronyma alchorneoides, Allem

The late Miocene macroflora of the La Cerdaña Basin, Eastern Pirenees, Spain. Towards a Synthesis

The fossil plant-bearing beds of the Tortonian (late Miocene) intramontane basin of La Cerdanya (Eastern Pyrenees, Catalonia, Spain) have been investigated for more than a century, and 165 species from 12 outcrops have been described in previous publications. The sediments with rich plant fossil assemblages, which correspond to lacustrine diatomitic deposits, contain large numbers of plant remains, mainly leaf compressions and impressions. These assemblages are well preserved, a consequence of the rapid accumulation of plant remains in the sediments of the basin's ancient lake, and the often close proximity of its shores to wetland and upland vegetation. This paper provides a comprehensive taxonomic and nomenclatural review of the historic and new collections of late Miocene macroflora for the La Cerdanya Basin. Examination of the newer materials allowed emendments to be made to the diagnoses ofAbies saportana, Acer pyrenakum,Alnus occidentalis, Quercus hispanka and Tilia vidali provided by REROLLE for the basin at the end of the 19th century. In addition, 24 species of vascular plants are identified for the basin for the first time, including one horsetail, three conifers, 19 arboreal or bushy dicotyledonous angiosperms, and one monocotyledonous angiosperm. Indeed, this is the first time that Cedrela helkonia (UNGER) KNOBLOCH, Decodon sp„ Hedera cf multinervis KOLAKOVSKII, Mahonia cf pseudosimplex KVACEK & WALTHER, Smilax cf. aspera L. vm.fossilis and Ulmus cf. plurinervia UNGER have been recorded anywhere in the Iberian Peninsula. The La Cerdanya Basin plant assemblages of the late Miocene mainly consisted of conifers and deciduous broadleaved taxa of Arctotertiary origin; evergreen Palaeotropical elements were less well represented. This flora is similar to those recorded at coeval sites in northern Greece, northern Italy and central and eastern France. Within the Iberian Peninsula, the late Miocene macroflora reported for the nearby Seu d'Urgell Basin is the most similar.

Links between tree species, symbiotic fungal diversity and ecosystem functioning in simplified tropical ecosystems

We studied the relationships among plant and arbuscular mycorrhizal (AM) fungal diversity, and their effects on ecosystem function, in a series of replicate tropical forestry plots in the La Selva Biological Station, Costa Rica. Forestry plots were 12 yr old and were either monocultures of three tree species, or polycultures of the tree species with two additional understory species. Relationships among the AM fungal spore community, host species, plant community diversity and ecosystem phosphorus-use efficiency (PUE) and net primary productivity (NPP) were assessed. Analysis of the relative abundance of AM fungal spores found that host tree species had a significant effect on the AM fungal community, as did host plant community diversity (monocultures vs polycultures). The Shannon diversity index of the AM fungal spore community differed significantly among the three host tree species, but was not significantly different between monoculture and polyculture plots. Over all the plots, significant positive relationships were found between AM fungal diversity and ecosystem NPP, and between AM fungal community evenness and PUE. Relative abundance of two of the dominant AM fungal species also showed significant correlations with NPP and PUE. We conclude that the AM fungal community composition in tropical forests is sensitive to host species, and provide evidence supporting the hypothesis that the diversity of AM fungi in tropical forests and ecosystem NPP covaries.

Regional and population-scale influences on genetic diversity partitioning within costa rican populations of the pioneer tree Vochysia ferruginea mart.

The neotropical pioneer species Vochysia ferruginea is locally important for timber and is being increasingly exploited. The sustainable utilisation of this species would benefit from an understanding of the level and partitioning of genetic diversity within remnant and secondary regrowth populations. We used data from total genome (amplified fragment length polymorphism, AFLP) and chloroplast genome markers to assay diversity levels within seven Costa Rican populations. Significant chloroplast differentiation between Atlantic and Pacific watersheds was observed, suggesting divergent historical origins for these populations. Contemporary gene flow, though extensive, is geographically constrained and a clear pattern of isolation by distance was detectable when an inter-population distance representing gene flow around the central Costa Rican mountain range was used. Overall population differentiation was low (F-ST = 0.15) and within-population diversity high, though variable (H-s=0.16-0.32), which fits with the overall pattern of population genetic structure expected for a widespread, outcrossed tropical tree. However genetic diversity was significantly lower and differentiation higher for recently colonised and disturbed populations compared to that at more established sites. Such a pattern seems indicative of a pioneer species undergoing repeated cycles of colonisation and succession.

Diseño de un circuito Agroecoturistico con base en los potenciales naturales y productivos del Centro Experimental ICIDRI Masatepe de la Universidad Politécnica

El presente estudio se llevó a cabo en el Centro Experimental ICIDRI Masatepe para realizar un Diseño de un circuito Agroecoturístico con base en los potenciales naturales y productivos del Centro Experimental ICIDRI Masatepe en un área de 10.2 manzanas. Se contemplaron 3 etapas: (I) La de planeación y organización que facilitó a través de una visita previa, los tiempos y formas de recabar la información requerida; (II) Trabajo de campo en la cual se levantó la información en dos visitas al sitio para la delimitación del área, realizar un inventario florístico y de fauna, y de la propuesta de estaciones interpretativas; y en la Etapa III, se logró el análisis e interpretación de toda la información recabada y en conjunto con el equipo de docentes UNA y de ICIDRI de la UPOLI, reviso la propuesta y fue aceptada. El Centro, cuenta con un potencial natural que incluye diversidad de especies arbóreas y fauna, que dan lugar al disfrute de variados paisajes y de clima; con potenciales productivos que brindan la oportunidad a productores la adopción de nuevas prácticas. A partir de estos escenarios, se propuso un circuito Agroecoturístico cerrado con 11 estaciones interpretativas en un tiempo no mayor de 3 horas. Del inventario florístico resultaron 1,284 especies, siendo las más representativas Aguacate (Persea americana Mill.), Cedro Real (Cedrela odorata L.), Laurel (Cordia alliodora (Ruiz & Pav.) Oken.) y Aceituno (Simarouba amara Aubl.). Entre la fauna silvestre se encontró Ardilla (Sciurus variegatoides), Ameiva undulata, (Holcosus undulatus) traga venado (Boa Constrictor), Guarda Barranco (Eumomota superciliosa) y Salta piñuela (Anthracothorax prevostii). Las condiciones de cercanía, topografía, capacidades locales, distancia de recorrido, escenarios, temáticas abordadas en las estaciones e infraestructura básica, hacen del centro una oportunidad para la implementación del circuito. Sin embargo, se debe divulgar su quehacer, rotular los caminos, ubicación de cestos de basura y brindar capacitación al personal para guiar a los diferentes usuarios que lo visiten.

Recuperación de áreas degradadas en el rio Santa Elena, Universidad Nacional Agraria.

Este estudio se realizó en el bosque de galería del río Santa Elena, ubicado en el sector Norte propiedad de la Universidad Nacional Agraria. Su objetivo fue “evaluar el establecimiento y crecimiento de especies forestales para la recuperación del área. La metodología utilizada consistió en el establecimiento de especies nativas propias de la zona a través de la plantación de enriquecimiento. Se seleccionaron sitio de tamaño variable considerándolas áreas en recuperación y al momento de implementar el enriquecimiento se definió un distanciamiento de siembra de un metro entre plantas y las hileras siguieron la forma del sitio, ya que cada uno de ellos tenía formas irregulares. Las especies utilizadas fueron siete, siendo el criterio de selección que fuera típicas de bosque seco. Durante el período de Julio 2014 a Abril 2015, se hizo la medición de las variables, tales como: Sobrevivencia, incremento en altura total y diámetro basal de cada una de las especie, igualmente las variables silviculturales iluminación y vigorosidad. La especie Cedrela odorata obtuvo un 78 % de sobrevivencia y la especie Sideroxylon capiri fue de 73 %, considerando a Centeno (1993), está comprendida en el rango de bueno. En el incremento en altura total sobresalieron las especies Caesalpina violacea con 12.55 cm/mes y Cedrela odorata con 10.22 cm/mes. Los mayores incrementos en diámetro basal lo obtuvieron la especies Cedrela odorata con 2.2 mm/mes, la Swietenia humilis con 1.8 mm/mes y el Caesalpina violacea con 1.5 mm/mes. En el caso de iluminación, Caesalpina violacea presentó 42 planta con iluminación oblicua o lateral, igual también para Sideroxylon capiri con 19 plantas e Hymenaea courbaril con 15 planta respectivamente. En el caso de la vigorosidad, el Caesalpina violacea presenta 38 planta vigorosas, Sideroxylon capiri con 18 plantas e Hymenaea courbaril con 12 planta con un estado de vigorosidad media.

Estudo da homogeneidade e discriminação de madeiras através de espectroscopia de imagens, imagens digitais e ferramentas quimiométricas

Tese (doutorado)–Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2016.

Restauração de florestas exploradas seletivamente no Acre.

Por meio de técnicas de restauração, florestas exauridas podem ser conduzidas de maneira a minimizar os efeitos da exploração seletiva que as modificaram. O plantio de mudas é um método rápido e eficaz de restauração de florestas. Este trabalho objetiva descrever os resultados de plantios de enriquecimento de florestas de produção nos municípios de Xapuri, Brasiléia e Rio Branco, no estado do Acre. Foram utilizadas dez espécies florestais madeireiras comerciais: amarelão (Aspidosperma vargasii A. DC.), angelim (Ormosia arborea (Vell.) Harms), cedro (Cedrela odorata L.), cerejeira (Amburana acreana (Ducke) A. C. Sm.), freijó (Cordia alliodora (Ruiz & Pav.) Oken), ipê (Tabebuia serratifolia (Vahl) G. Nicholson), itaúba (Mezilaurus itauba (Meisn.) Taub. ex Mez), jatobá (Hymenaea courbaril L.), mogno (Swietenia macrophylla King) e timbaúba (Enterolobium maximum Ducke). Os plantios foram entre outubro/2011 a março/2012, totalizando 1273 mudas. Os tratamentos silviculturais de condução e o monitoramento foram nos anos de 2012, 2013, 2014 e 2015. Após 48 meses ao plantio, a taxa média de sobrevivência foi de 42,3%, altura total média de 1,52 m e diâmetro médio de 1,88 cm. As espécies com os melhores desempenhos com relação a crescimento e sobrevivência foram cerejeira, cedro, freijó, jatobá, mogno e timbaúba.