Anatomy of Brazilian Eriocaulaceae: correlation with taxonomy and habitat using multivariate analyses

In this study we present a survey on vegetative anatomy in species of Actinocephalus, Blastocaulon, Eriocaulon, Leiothrix, Paepalanthus, Philodice, Syngonanthus, and Tonina (Eriocaulaceae). Multivariate analyses were used to correlate anatomical characters to taxa and the habitats where the species occur. Root and stem anatomical characters seem to be more affected by environmental factors where these species occur, and seem of little value for delimiting major taxonomic groups within the family. Other characters in the leaves, such as epidermis with thickened wall cells, compartmented substomatal chambers, mesophyll with hypodermis, compact chlorenchyma, collenchymatous bundle sheath extensions, and numerous vascular bundles, were shown to be important for defining species clusters in Leiothrix, Syngonanthus, and Paepalanthus subg. Platycaulon. Similarly, loosely aggregated chlorenchyma caused Blastocaulon, Eriocaulon, Philodice, Syngonanthus sect. Carpocephalus, S. sect. Syngonanthus, and Tonina, genera from humid environments, to cluster. Scape characters appear to be more informative in discriminating groups. This situation probably reflects lower selection pressures determining anatomical characters of this organ.

Anatomia de algumas espécies aquáticas de Eriocaulaceae brasileiras

Estudou-se a anatomia de raízes, caules, folhas e escapos de Eriocaulon elichrysoides, Leiothrix fluitans, Paepalanthus obtusifolius, Philodice hoffmannseggii, Syngonanthus caulescens e Tonina fluviatilis,espécies aquáticas de Eriocaulaceae que ocorrem em diferentes ecossistemas brasileiros, visando a caracterização anatômica das mesmas e também a interpretação das adaptações ao ambiente. Essas plantas caracterizam-se por apresentarem raízes com aspecto esponjoso e esbranquiçado; acúmulo de ar no córtex; epiderme unisseriada, de paredes finas; córtex externo, mediano e interno; endoderme unisseriada e periciclo unisseriado ou multisseriado. em L. fluitans, P. obtusifolius e T. fluviatilis foram observadas raízes absorventes com aerênquima e raízes fixadoras sem aerênquima. Caules aéreos ou rizomatosos, com ou sem espessamentos causados pelo periciclo. Folhas e escapos com células epidérmicas de paredes finas, estômatos somente na face abaxial, parênquima clorofiliano frouxo, tecido de sustentação pouco desenvolvido e feixes vasculares colaterais. Essas estruturas anatômicas são típicas de plantas de ambientes úmidos ou aquáticos, e ocorrem de forma convergente em diferentes gêneros de Eriocaulaceae.

Anatomia de espécies brasileiras de Eriocaulaceae: Comanthera e Syngonanthus

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Phylogenetic analysis of the Brazilian microendemic Paepalanthus subgenus Xeractis (Eriocaulaceae) inferred from morphology

Paepalanthus subgenus Xeractis (Eriocaulaceae) comprises 28 recognized species endemic to the Espinhaco Range, in Minas Gerais state, Brazil. Most species of the subgenus are restricted to small localities and critically endangered, but still in need of systematic study. The monophyly of the subgenus has already been tested, but only with a few species. Our study presents the first phylogenetic hypothesis within the group, based on morphology. A maximum parsimony analysis was conducted on a matrix of 30 characters for 30 terminal taxa, including all species of the subgenus and two outgroups. The biogeographical hypotheses for the subgenus were inferred based on dispersal-vicariance analysis (DIVA). The analysis provided one most-parsimonious hypothesis that supports most of the latest published subdivisions (sections and series). However, some conflicts remain concerning the position of a few species and the relationships between sections. The distribution and origin(s) of microendemism are also discussed, providing the ground for conservation strategies to be developed in the region. (C) 2011 The Linnean Society of London, Botanical Journal of the Linnean Society, 2011, 167, 137-152.

Actinocephalus verae (Eriocaulaceae), a new species from the Brazilian Campos Rupestres

We describe and illustrate the new species Actinocephalus verae (Eriocaulaceae: Paepalanthoideae). This species is endemic to the rocky outcrops of the Espinhacao range in Minas Gerais, Brazil. We make comparisons with Actinocephalus ithyphyllus and Actinocephalus ochrocephalus, the morphologically most similar species. The new species` morphological variation, habitat, geographic distribution, and conservation status are discussed.

Ultrastructure of the intercellular protuberances in leaves of Paepalanthus superbus Ruhl. (Eriocaulaceae)

Mature leaves of Paepalanthus superbus exhibit intercellular protuberances between the inner periclinal walls of the epidermal and the parenchyma cells surface, as well as on the surface of the parenchyma mesophyll cells. These structures are mostly prominent around the parenchyma cells, forming a gel capsule-like structure. Histochemical tests with ruthenium red indicate the pectic nature of the intercellular deposits, with scattered lipidic inclusions as revealed by sudan IV and sudan black B. Ultrastructural analyses show a fibrillar matrix with scattered fimbriate and tubular structures, and a distinct margin delimited by a dense membrane-like structure. Our results suggest that the protuberances are derived from secretory activity, and are formed after the development of the intercellular spaces. For P. superbus this structure may represent an important cell wall specialisation, related with the adhesion and transport mechanisms between cells.

Anatomia das folhas, brácteas e escapos de Actinocephalus (Koern.) Sano (Eriocaulaceae)

Estudou-se a anatomia das folhas, brácteas e escapos de 20 espécies (41 espécimes) de Actinocephalus, que ocorrem nos campos rupestres do Brasil, visando caracterizar anatomicamente o novo gênero proposto para a família, além de elucidar alguns aspectos ecológicos do grupo. As folhas e as brácteas são anatomicamente semelhantes entre si e apresentam epiderme unisseriada, com células alongadas no sentido longitudinal; estômatos na face abaxial, com câmaras subestomáticas; parênquima clorofiliano frouxo; feixes vasculares colaterais envolvidos por bainha dupla e extensão de bainha dos feixes constituída por células parenquimáticas alongadas. Os escapos apresentam epiderme unisseriada; câmaras subestomáticas; parênquima clorofiliano frouxo; endoderme descontínua; periciclo sinuoso e feixes vasculares colaterais. A presença de células alongadas tanto na epiderme como nas extensões de bainha dos feixes vasculares nas folhas e nas brácteas, assim como endoderme descontínua nos escapos e câmara subestomática nos três órgãos estudados são caracteres consistentes para o gênero. As características anatômicas dos órgãos estudados são mesomórficas.

Clonal growth and dispersal potential of Leiothrix flagellaris Ruhland (Eriocaulaceae) in the rocky grasslands of Southeastern Brazil

Leiothrix flagellaris is a small clonal plant that grows in sandy/rocky, nutrient poor soils in the rocky grasslands ("campos rupestres") of southeastern Brazil. In the rainy season most of their flower heads differentiate into small rosettes, produced by pseudovivipary, and connected to the mother-plant by flexible, elongated stalks that can reach up to 90cm. Most of these rosettes remain suspended over rocks or over the sparse herbaceous surrounding vegetation, while a few arch low enough to come into contact with the surrounding soil and take root. These suspended rosettes can reach diameters comparable to currently rooted and reproductively active rosettes produced during previous reproductive periods. As the rooted rosettes grow up, their potential to generate and disperse new pseudoviviparous rosettes increase rapidly. This unusual guerrilla strategy of L. flagellaris seems to congregate a suit of traits that promote a fast increase in photosynthetic area and improve recruitment, thereby helping to circumvent dispersal and establishment failures in its severe environment.

Vegetative propagation strategies of four rupestrian species of Leiothrix (Eriocaulaceae)

Leiothrix is endemic of South America and includes 37 species, 25 of which occur in the state of Minas Gerais. Nineteen of those occur in the "Serra do Cipó", a mountain chain, located in the southern portion of the Espinhaço mountain range. This study examines vegetative propagation strategies of four species of Leiothrix, endemic to the Minas Gerais portion of the Espinhaço mountain range. For each species we established permanent plots, where we marked 30 to 51 rosettes or clones, and then took morphological and phenological measurements. Leiothrix crassifolia (Bong.) Ruhland and L. curvifolia var. lanuginosa (Bong.) Ruhland are rhizomatous, forming compact clones. Leiothrix vivipara (Bong.) Ruhland does not produce rhizomes, but is pseudoviviparous, i.e., produces numerous ramets originating from inflorescences. These ramets are formed precociously, and the flower heads do not touch the ground. In Leiothrix spiralis (Bong.) Ruhland both of these strategies are seen: it is both rhizomatous and pseudoviviparous. In this species, the ramets are formed late, only after the flower head has touched the ground. One of the typical conditions of the rupestrian grasslands is soil water shortage in some periods of the year and nutrient scarcity all year round. These conditions might have created an ideal ecological scenario for the evolution of both pseudovivipary and rhizomatous clonal growth in Leiothrix.

Ultrastructure of the intercellular protuberances in leaves of Paepalanthus superbus Ruhl. (Eriocaulaceae)

Folhas adultas de Paepalanthus superbus mostram protuberâncias intercelulares, entre a parede periclinal interna das células epidérmicas e superfície de células parenquimáticas; depósitos semelhantes ocorrem na superfície das células parenquimáticas do mesofilo. Estas protuberâncias são mais proeminentes ao redor de células parenquimáticas, formando uma estrutura que lembra uma cápsula gelatinosa. Testes histoquímicos com vermelho de rutênio evidenciam sua natureza péctica, com inclusões lipídicas dispersas, detectadas por sudan IV e sudan black B. Ultra-estruturalmente as protuberâncias mostram matriz fibrilar permeada por estruturas fimbriadas e tubulares, com margem distinta formada por estrutura membranosa. Nossos resultados sugerem que estas protuberâncias são derivadas de atividade secretora, sendo formadas após o desenvolvimento dos espaços intercelulares. em P. superbus esta estrutura pode representar uma especialização da parede celular, relacionada com adesão e mecanismos de transporte entre células.

Avaliação da atividade mutagênica do extrato etanólico bruto de Paepalanthus latipes (Eriocaulaceae) e dos compostos flavonoídicos 7-metoxilados relacionados

Paepalanthus latipes (Silveira) é uma das plantas brasileiras nativas da Serra do Cipó, Minas Gerais, conhecida como sempre-vivas e muito exportada para os Estados Unidos, Europa e Japão, por seu valor ornamental. Poucos resultados são relatados quanto à atividade biológica destas plantas. Este trabalho teve como objetivo avaliar a atividade mutagênica do extrato etanólico bruto de P. latipes e de dois flavonóides 7-metoxilados dele isolados (7-metilquercetagetina e 7-metilquercetagetina-4'-O-β-D-glicopiranosídeo), através do teste de Ames, utilizando linhagens mutantes de Salmonella typhimurium TA98 e TA100. A atividade mutagênica das amostras testadas, em concentrações variando de 62,5 a 375 μg/placa, foi determinada com ativação metabólica (utilizando-se a fração microssomal S9) e na ausência dessa. Os resultados demonstraram que, tanto o extrato etanólico bruto de P. latipes quanto os flavonóides 7-metoxilados testados, não induziram atividade mutagênica nas linhagens TA98 e TA100.

Morphology and anatomy of the vegetative organs and scapes from Aphorocaulon (Paepalanthus, Eriocaulaceae)

Estudou-se a anatomia de raízes, caules, folhas e escapos de espécies de Paepalanthus subseção Aphorocaulon. Estas plantas apresentam caules reduzidos com folhas em roseta, de onde crescem os paracládios (sistemas de inflorescências). As espécies apresentam raízes com epiderme unisseriada e córtex com células isodiamétricas. Tanto os caules reduzidos como os paracládios apresentam espessamento resultante da atividade do periciclo, denominado Meristema de Espessamento Primário (MEP). Ambos apresentam estrutura anatômica semelhante. Os escapos apresentam endoderme descontínua, periciclo sinuoso, o córtex apresenta costelas salientes (5-6). As folhas apresentam células epidérmicas alongadas no sentido longitudinal com paredes levemente espessadas, estômatos somente na face abaxial, com câmara subestomática especializada, feixes vasculares colaterais com bainha dupla. Essas estruturas anatômicas são comuns para as espécies da subseção Aphorocaulon. Algumas características anatômicas observadas nestas espécies são típicas de plantas que crescem nos campos rupestres.

Anatomia das folhas, brácteas e escapos de Actinocephalus (Koern.) Sano (Eriocaulaceae)

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

Anatomia de escapos, folhas e brácteas de Syngonanthus sect. Eulepis (Bong. ex Koern.) Ruhland (Eriocaulaceae)

Estudou-se a anatomia de escapos, folhas e brácteas de 24 espécimes de Syngonanthus sect. Eulepis, que ocorrem nos campos rupestres do Brasil. Os escapos apresentam número variado de costelas, epiderme unisseriada, com células de paredes totalmente espessadas; córtex com esclerênquima e parênquima clorofiliano alternados; endoderme contínua ou descontínua; periciclo estrelado; feixes vasculares colaterais; medula com células de paredes finas ou espessadas. As folhas e as brácteas apresentam epiderme com células de paredes total ou parcialmente espessadas, estômatos na face abaxial, margem com parênquima clorofiliano ou esclerênquima; mesofilo com hipoderme constituída de esclerênquima ou parênquima aqüífero, feixes vasculares colaterais envolvidos externamente pela endoderme e internamente pelo periciclo. Escapos, folhas e brácteas de Syngonanthus sect. Eulepis apresentam células com paredes espessadas e grande quantidade de esclerênquima, provavelmente como resposta adaptativa dessas plantas ao vento e à radiação excessiva comum nos campos rupestres. Epiderme com células de paredes espessadas, estômatos com câmara subestomática não especializada, presença de hipoderme, esclerênquima, e parênquima clorofiliano compacto, caracterizam anatomicamente escapos, folhas e brácteas de Syngonanthus sect. Eulepis. No geral, os caracteres anatômicos não são consistentes para separar os táxons dentro da seção.

Anatomia de raízes de Actinocephalus (Koern.) Sano (Eriocaulaceae)

Estudou-se a anatomia de raízes de 27 espécimes de 13 espécies de Actinocephalus (Koern.) Sano que ocorrem nos campos rupestres brasileiros. As raízes de todos os espécimes estudados caracterizam-se por apresentar: epiderme unisseriada, com pêlos radiculares em grupos ou isolados; córtex com células isodiamétricas, com exceção daquelas localizadas mais internamente, que são menores e apresentam paredes espessadas; endoderme unisseriada, com células de paredes pouco ou totalmente espessadas, alongadas no sentido radial; periciclo formado por uma camada de células de paredes finas ou espessadas e cilindro vascular com elementos do metaxilema ocupando a posição central. A presença de córtex constituído por células isodiamétricas, sem aerênquima; epiderme e parênquima cortical com protuberâncias intracelulares associadas com fungos; são características consistentes para o gênero e corroboram a sua recente circunscrição. As raízes apresentam estruturas anatômicas semelhantes àquelas das espécies de Eriocaulaceae que ocorrem em solos secos, apesar de muitos indivíduos ocorrerem em solos úmidos, próximos a riachos.