The role of soils in phenology and herbivory in a tropical grassland–Savanna–forest gradient

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

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.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior