1. Does ontogeny modulate irradiance-elicited plasticity of leaf traits in saplings of rain-forest tree species? A test with Dicorynia guianensis and Tachigali melinonii (Fabaceae, Caesalpinioideae)
- Author
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Jean-Christophe Roggy, Patrick Heuret, Sabrina Coste, Erwin Dreyer, Laurianne Garraud, Eric-André Nicolini, Ecologie des forêts de Guyane (ECOFOG), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université des Antilles et de la Guyane (UAG)-AgroParisTech-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Botanique et Modélisation de l'Architecture des Plantes et des Végétations (UMR AMAP), Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud]), Ecologie et Ecophysiologie Forestières [devient SILVA en 2018] (EEF), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Lorraine (UL), and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Centre de Coopération Internationale en Recherche Agronomique pour le Développement (Cirad)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD [France-Sud])
- Subjects
0106 biological sciences ,Ontogeny ,Phenotypic plasticity ,F50 - Anatomie et morphologie des plantes ,01 natural sciences ,éclairement ,[SDV.SA.SF]Life Sciences [q-bio]/Agricultural sciences/Silviculture, forestry ,amérique du sud ,tropical rain forest---architecture des arbres ,Ecology ,ARCHITECTURE DES ARBRES ,PLASTICITE PHENOTYPIQUE ,CAPACITE PHOTOSYNTHETIQUE STRUCTURE DES FEUILLES ,FORET TROPICALE HUMIDE ,PLANT ARCHITECTURE ,PHENOTYPIC PLASTICITY ,PHOTOSYNTHETIC CAPACITY ,LEAF STRUCTURE ,TROPICAL RAIN FOREST ,MORPHOGENESE ,Plant architecture ,Forestry ,Analyse de tissu foliaire ,Anatomie végétale ,dom ,Développement biologique ,architecture de la plante ,structure des feuilles ,feuille ,forêt tropicale humide ,plasticité phénotypique ,Rainforest ,Biology ,010603 evolutionary biology ,Leaf structure ,Botany ,Tropical rain forest ,[SDE.BE.EVO]Environmental Sciences/Biodiversity and Ecology/domain_sde.be.evo ,[SDV.BV]Life Sciences [q-bio]/Vegetal Biology ,photosynthèse ,Stade de développement végétal ,Caesalpinioideae ,Tachigali ,Fabaceae ,15. Life on land ,biology.organism_classification ,Photosynthetic capacity ,F60 - Physiologie et biochimie végétales ,Plant morphology ,guyane française ,capacité photosynthétique ,010606 plant biology & botany - Abstract
Irradiance elicits a large plasticity in leaf traits, but little is known about the modulation of this plasticity by ontogeny. Interactive effects of relative irradiance and ontogeny were assessed on leaf traits for two tropical rainforest tree species: Dicorynia guianensis Amshoff and Tachigali melinonii (Harms) Barneby (Fabaceae, Caesalpinioideae). Eleven morphological and physiological leaf traits, relative to photosynthetic performance, were measured on saplings at three different architectural development stages (ASD 1, 2 and 3) and used to derive composite traits like photosynthetic N-use efficiency. Measurements were made along a natural irradiance gradient. The effect of ASD was very visible and differed between the two species. For Dicorynia guianensis, only leaf mass-per-area (LMA) significantly increased with ASDs whereas for Tachigali melinonii, almost all traits were affected by ASD: LMA, leaf N content and photosynthetic capacity increased from ASD 1 to ASD 3. Photosynthetic N-use-efficiency was not affected by ASD in any species. Leaf traits were severely modulated by irradiance, whereas the degree of plasticity was very similar among ASDs. Only few interactions were detected between irradiance and ASD, for leaf thickness, carbon content, and the ratio Chl/N in T. melinonii and for photosynthetic capacity in D. guianensis. We conclude that ontogenic development and irradiance-elicited plasticity modulated leaf traits, with almost no interaction, i.e., the degree of irradiance-elicited plasticity was stable across development stages and independent of ontogeny in these two species, at least in the early stages of development assessed here., Les traits foliaires varient fortement avec l'éclairement mais également avec l'ontogenèse. Cependant, l'impact de l'ontogenèse sur la plasticité induite par l'éclairement reste mal connu. Les interactions entre ontogenèse et éclairement relatif ont ainsi été étudiées pour des traits fonctionnels foliaires de deux espèces de forêt tropicale humide de Guyane française : Dicorynia guianensis Amshoff et Tachigali melinonii (Harms) Barneby (Fabaceae, Caesalpinioideae). • Onze traits morphologiques et physiologiques foliaires, relatifs aux capacités photosynthétiques, ont été mesurés sur de jeunes arbres ayant atteint trois stades architecturaux de développement successifs (ASD 1, 2 et 3) et utilisés pour en déduire des traits composites. Les mesures ont été réalisées le long d'un gradient naturel d'éclairement en forêt. • L'impact de stades successifs de développement différait entre espèces. Pour D. guianensis, seule la masse surfacique (LMA) a augmenté significativement avec les stades de développement tandis que pour T. melinonii, presque tous les traits foliaires étaient modulés. Pour cette espèce, LMA, teneur en N et capacité photosynthétique ont augmenté de ASD 1 à ASD 3. Par contre, l'efficience d'utilisation de N par la photosynthèse est restée stable entre ASDs. • Les traits foliaires ont été fortement modifiés par l'éclairement mais le degré de plasticité était similaire entre les ASDs. Des interactions entre ASD et éclairement n'ont été observées que pour l'épaisseur, la teneur en C et le rapport Chl/N de T. melinonii ainsi que pour la capacité photosynthétique de D. guianensis. • En dépit de l'effet significatif de l'ontogénèse sur les traits foliaires, seules de très faibles interactions ont pu être détectées avec l'éclairement pour les deux espèces. On peut en conclure que les stades successifs de développement ne modifient pas le degré de plasticité foliaire en réponse à l'éclairement tout au moins dans le cas des stades jeunes pris en compte ici.
- Published
- 2009
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