Photosynthetic responses of trees in high-elevation forests: comparing evergreen species along an elevation gradient in the Central Andes

Plant growth at extremely high elevations is constrained by high daily thermal amplitude, strong solar radiation and water scarcity. These conditions are particularly harsh in the tropics, where the highest elevation treelines occur. In this environment, the maintenance of a positive carbon balance involves protecting the photosynthetic apparatus and taking advantage of any climatically favourable periods. To characterize photoprotective mechanisms at such high elevations, and particularly to address the question of whether these mechanisms are the same as those previously described in woody plants along extratropical treelines, we have studied photosynthetic responses in Polylepis tarapacana Philippi in the central Andes (18 degrees S) along an elevational gradient from 4300 to 4900 m. For comparative purposes, this gradient has been complemented with a lower elevation site (3700 m) where another Polylepis species (P. rugulosa Bitter) occurs. During the daily cycle, two periods of photosynthetic activity were observed: one during the morning when, despite low temperatures, assimilation was high; and the second starting at noon when the stomata closed because of a rise in the vapour pressure deficit and thermal dissipation is prevalent over photosynthesis. From dawn to noon there was a decrease in the content of antenna pigments (chlorophyll b and neoxanthin), together with an increase in the content of xanthophyll cycle carotenoids. These results could be caused by a reduction in the antenna size along with an increase in photoprotection. Additionally, photoprotection was enhanced by a partial overnight retention of de-epoxized xanthophylls. The unique combination of all of these mechanisms made possible the efficient use of the favourable conditions during the morning while still providing enough protection for the rest of the day. This strategy differs completely from that of extratropical mountain trees, which uncouple light-harvesting and energy-use during long periods of unfavourable, winter conditions.

Anatomia do Lenho de espécies da subfamília Ixoroideae (Rubiaceae) do Parque Estadual da Ilha Grande, Rio de Janeiro

Os estudos anatômicos do lenho são frequentemente aplicados à solução de questões taxonômicas, filogenéticas e evolutivas, visto que este tecido apresenta uma tendência mais conservadora e, consequentemente, menor plasticidade. Este trabalho tem por objetivo o estudo da estrutura anatômica do lenho de oito espécies arbustiva-arbóreas da subfamília Ixoroideae ocorrente no Parque Estadual da Ilha Grande, Angra dos Reis-RJ, visando contribuir com subsídios à identificação local das espécies e à taxonomia e filogenia da subfamília Ixoroideae e da família Rubiaceae. O estudo foi desenvolvido em um importante remanescente do bioma Mata Atlântica no estado do Rio de Janeiro. O material botânico foi coletado por métodos não destrutivo, as amostras foram processadas segundo técnicas usuais em anatomia da madeira e as análises e descrições seguiram as recomendações da COPANT (1973) e IAWA Commitee (1989). Os resultados demonstraram que as oito espécies estudadas apresentam características qualitativas diagnósticas que permitiram segregar as espécies e construir uma chave de identificação com base na presença ou ausência de inclusões inorgânicas, paredes celulares disjuntivas, células envolventes nos raios e no tipo de parênquima axial. As análises estatísticas realizadas sustentaram o agrupamento das espécies estudadas na subfamília Ixoroideae, porém não foi possível o agrupamento em nível das tribos às quais estas espécies estão subordinadas. Os resultados indicaram ainda a necessidade de reanálise das árvores filogenéticas hipotéticas propostas para subfamília Ixoroideae, com base nos tipos de lenho, de inclusões minerais e de parênquima axial. Cabe ainda destacar que os resultados obtidos corroboraram a importância da anatomia do lenho para a identificação de espécies de difícil reconhecimento na família Rubiaceae. Esses dados são úteis especialmente na ausência de material reprodutivo, o que representa importante aspecto para o gerenciamento e manejo das espécies nativas da Unidade de Conservação onde este estudo foi realizado