The role of soils in phenology and herbivory in a tropical grassland–Savanna–forest gradient
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tese de doutorado
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Resumo
As respostas evolutivas das plantas variam de acordo com a disponibilidade de recursos do solo,
que é um dos principais fatores responsáveis pela composição das espécies nas comunidades.
Em paisagens antigas de solos extremamente inférteis e clima tamponado (OCBILs), como o
campo rupestre, são esperadas características funcionais especializadas na aquisição e
conservação de recursos. Contudo, estas adaptações estão associadas ao menor investimento
em crescimento e em reprodução. Intercalados aos campos rupestres, ocorrem vegetações sob
solos relativamente mais férteis como manchas de cerrado stricto sensu (cerrado) e fragmentos
florestais. Essa diversidade de vegetações sob mesmo regime climático se revela em um
gradiente ambiental no sentido campo rupestre < cerrado < floresta, um verdadeiro laboratório
natural para investigar a influência de recursos edáficos na ecologia das plantas. Nesse
gradiente, pesquisamos as estratégias fenológicas vegetativas e reprodutivas de 70 espécies de
plantas das três vegetações ao longo de um ano. As comunidades do cerrado e da floresta
tiveram estratégias fenológicas semelhantes, enquanto as espécies do campo rupestre
apresentaram estratégias que maximizam a aquisição e conservação de recursos, como o
aproveitamento de pulsos de chuva para o brotamento de folhas. Também investigamos a
variação nos níveis de herbivoria das comunidades de plantas das três vegetações. Coletamos
22.250 folhas de 74 espécies e analisamos características funcionais foliares relacionadas ao
investimento em crescimento (área foliar – AF) e em defesas (área foliar específica - SLA) das
plantas, bem como a porcentagem de área foliar removida (%AFR). Encontramos valores
crescentes de AF e SLA e positivamente relacionados à %AFR ao longo do gradiente. Também
observamos que árvores (forma de vida de crescimento rápido) apresentaram valores médios
de SLA, AF e %AFR maiores que arbustos (crescimento lento). Nossos resultados trazem novos
dados empíricos que apontam a escassez de recursos edáficos como um filtro ambiental capaz
de selecionar características funcionais fenológicas e morfofisiológicas que promovem,
respectivamente, maior aquisição de recursos em ambientes sazonalmente secos, e maior
conservação de recursos através da diminuição dos níveis de herbivoria.
Abstract
The evolutionary responses of plants vary according to the soil availability resources, which is
one of the main factors responsible for species communities’ composition. In old, climatically
buffered, infertile landscapes (OCBILs), such as campo rupestre, functional traits specialized
in resources acquisition and conservation are expected. However, these adaptations are
associated with less investment in growth and reproduction. Interspersed with campos
rupestres, two main vegetations occur under relatively more fertile soils: cerrado stricto sensu
(cerrado) and forest fragments. This vegetation diversity under the same climatic regime creates
an environmental gradient towards campo rupestre < cerrado < forest, which is a true natural
laboratory to investigate the edaphic resources influence on plant ecology. At this gradient, we
surveyed vegetative and reproductive phenological strategies of 70 plant species from the three
vegetation types over a year. Cerrado and forest communities had similar phenological
strategies, while the campo rupestre species presented strategies that maximize resources
acquisition and conservation, such as the exploitation of the rain pulses for a continuous leaf
flushing. We also investigated herbivory levels variation of plant communities in the three
vegetation types. We collected 22.250 leaves from 74 species and analyzed leaf functional
characteristics related to growth investment (leaf area – FA) and defenses (specific leaf area –
SLA) of plants, as well as the percentage of leaf area removed (%LAR). We found increasing
AF and SLA values and positively related to %AFR along the gradient. We also observed that
trees (fast growing life form) had mean values of SLA, FA and %LAR higher than shrubs (slow
growth). Our results bring new empirical data that point to the scarcity of edaphic resources as
an environmental filter capable of selecting phenological and morphophysiological functional
traits that promote, respectively, resources acquisition in seasonally dry environments, and
resources conservation by decreasing herbivory levels
Assunto
Fenômenos Fisiológicos Vegetais, Cerrado, Solo, Estações do ano, Interação ecológica
Palavras-chave
campo rupestre, cerrado, environmental gradients, forest, phenological strategy, seasonality, soil physicochemical properties, phenophases