RESUMO
Leaf morphology may vary considerably even within a branch of Passiflora suberosa plants. Leaves are of a typical green type in shaded areas, but in open fields turn into violet, and apparently have greater thickness and trichome density. The proximate causes and the adaptive meaning, if any, for the existence of the violet morph are still unknown. By cultivating P. suberosa clones under two light regimes (total and partial exposure to sunlight), we consecutively induced (first year) and then reversed (second year) the appearance of the violet morph. We evaluated the corresponding changes in morpho-anatomic and chemical leaf characteristics. Plants that were grown under partial sunlight had a greater size and did not alter their green color, but those grown under total sunlight changed into violet, were smaller in size and their leaves were tougher, thicker, and had a greater number of trichomes. The violet morph had increased anthocyanins and phenolic derivatives. It also showed cellular hypertrophy, a greater number of cell layers in the mesophyll, and a lignified pericycle. Since these morphs are interchangeable by changing light conditions, we inferred that they are not determined by genotypic diversity, but are mainly a result of a physiological response to light stress, and thus part of P. suberosa phenotypic plasticity.
A morfologia das folhas de Passiflora suberosa pode variar consideravelmente mesmo dentro dos ramos de um dado espécime. P. suberosa ocorre tipicamente em áreas sombreadas e as folhas são verdes. Porém, em áreas abertas, onde há maior incidência de luz solar, as folhas são de coloração roxa, aparentemente mais duras e com grande densidade de tricomas. As possíveis causas e o significado adaptativo da manifestação destas características ainda são desconhecidas. Com base no cultivo de clones de P. suberosa sob dois regimes de luz solar (incidência total e parcial), nós consecutivamente induzimos (primeiro ano) e então revertemos (segundo ano) o aparecimento da forma roxa. As mudanças nas características morfológicas e químicas das formas verde e roxa foram avaliadas. As plantas que foram cultivadas sob incidência parcial de luz solar apresentaram maior tamanho dos ramos e não alteraram a cor verde das folhas. As plantas que foram cultivadas sob incidência total dos raios solares apresentaram coloração roxa, maior dureza, espessura e pilosidade. A forma roxa apresentou alto teor de antocianinas e derivados fenólicos. As plantas exibiram hipertrofia celular, maior número de camadas celulares no mesofilo e lignificação do periciclo. Considerando que as formas são intercambiáveis perante a mudança na intensidade luminosa, nós inferimos que elas não resultam da diversidade genotípica, mas sim de uma resposta fisiológica ao estresse luminoso e, dessa forma, parte da plasticidade fenotípica de P. suberosa.
RESUMO
Adult body size, one of the most important life-history components, varies strongly within and between Heliconius erato phyllis (Lepidoptera: Nymphalidae) populations. This study determines if this variation is caused by geographical changes in host-plant used by the larval stage, whose reproductive parameters are influenced by female body size, with estimates of the corresponding heritability. The variation in adult body size was determined together with a survey of passion vine species (Passifloraceae) used by the larvae in seven localities in Rio Grande do Sul State: three located in the urban area of Porto Alegre and Triunfo Counties, two within Eucalyptus plantations (Barba Negra Forest, Barra do Ribeiro County, and Águas Belas Experimental Station -- Viamão County), one in a Myrtaceae Forest (Itapuã State Park -- Itapuã County) and one in the Atlantic Rain Forest (Maquiné Experimental Station -- Maquiné County). Effects of female body size on fecundity, egg size and egg viability were determined in an outdoor insectary. Size heritability was estimated by rearing in the laboratory offspring of individuals maintained in an insectary. The data showed that adults from populations where larvae feed only upon Passiflora suberosa are smaller than those that feed on Passiflora misera. The larvae prefer P. misera even when the dominant passion vine in a given place is P. suberosa. Fecundity increases linearly with the increase in size of females, but there is no size effect on egg size or viability. Size heritability is null for the adult size range occurring in the field. Thus, the geographical variation of H. erato phyllis adult size is primarily determined by the type, corresponding availability and quality of host-plants used by the larval stage. Within the natural size range of H. erato phyllis, the variation related to this caracter is not genetically based, thus being part of H. erato phyllis phenotypic plasticity.
Os adultos de Heliconius erato phyllis (Lepidoptera: Nymphalidae) variam acentuadamente em relação ao tamanho corporal. Neste trabalho, avalia-se a hipótese de que tal variação se deva em parte a diferenças qualitativas do recurso alimentar da fase larval (passifloráceas) existentes em campo. Em adição, identifica-se como a performance reprodutiva das fêmeas é influenciada pelo tamanho, sendo também estimada a herdabilidade dessa característica. Determina-se a variação espacial do tamanho corporal em sete populações de H. erato phyllis do Estado do Rio Grande do Sul (RS), situadas em ambientes urbanos (3), matas de Eucalyptus (2), mata de Mirtáceas (1) e Mata Atlântica (1), e relaciona-se tal variação ao recurso larval utilizado. Em insetário, quantifica-se a influência do tamanho das fêmeas nos parâmetros fecundidade, viabilidade e tamanho do ovo. A herdabilidade do tamanho foi estimada por intermédio da criação, em laboratório, da prole de indivíduos mantidos em insetário. Os adultos das populações cujas larvas utilizaram unicamente Passiflora suberosa foram significativamente menores em relação às que utilizaram Passiflora misera. As larvas foram encontradas preponderantemente sobre P. misera, mesmo quando P. suberosa foi a espécie predominante em um dado local. Dentre os parâmetros de performance reprodutiva estudados, apenas a fecundidade teve relação direta com o tamanho. A estimativa da herdabilidade para o tamanho foi zero. Assim, confirma-se a importância do recurso alimentar larval na determinação da variabilidade do tamanho dos adultos. Tal variação é parte da plasticidade fenotípica das populações naturais de H. erato, sendo a contribuição genotípica pouco expressiva neste caso.
RESUMO
Adult body size, one of the most important life-history components, varies strongly within and between Heliconius erato phyllis (Lepidoptera: Nymphalidae) populations. This study determines if this variation is caused by geographical changes in host-plant used by the larval stage, whose reproductive parameters are influenced by female body size, with estimates of the corresponding heritability. The variation in adult body size was determined together with a survey of passion vine species (Passifloraceae) used by the larvae in seven localities in Rio Grande do Sul State: three located in the urban area of Porto Alegre and Triunfo Counties, two within Eucalyptus plantations (Barba Negra Forest, Barra do Ribeiro County, and Águas Belas Experimental Station -- Viamão County), one in a Myrtaceae Forest (Itapuã State Park -- Itapuã County) and one in the Atlantic Rain Forest (Maquiné Experimental Station -- Maquiné County). Effects of female body size on fecundity, egg size and egg viability were determined in an outdoor insectary. Size heritability was estimated by rearing in the laboratory offspring of individuals maintained in an insectary. The data showed that adults from populations where larvae feed only upon Passiflora suberosa are smaller than those that feed on Passiflora misera. The larvae prefer P. misera even when the dominant passion vine in a given place is P. suberosa. Fecundity increases linearly with the increase in size of females, but there is no size effect on egg size or viability. Size heritability is null for the adult size range occurring in the field. Thus, the geographical variation of H. erato phyllis adult size is primarily determined by the type, corresponding availability and quality of host-plants used by the larval stage. Within the natural size range of H. erato phyllis, the variation related to this caracter is not genetically based, thus being part of H. erato phyllis phenotypic plasticity.
Os adultos de Heliconius erato phyllis (Lepidoptera: Nymphalidae) variam acentuadamente em relação ao tamanho corporal. Neste trabalho, avalia-se a hipótese de que tal variação se deva em parte a diferenças qualitativas do recurso alimentar da fase larval (passifloráceas) existentes em campo. Em adição, identifica-se como a performance reprodutiva das fêmeas é influenciada pelo tamanho, sendo também estimada a herdabilidade dessa característica. Determina-se a variação espacial do tamanho corporal em sete populações de H. erato phyllis do Estado do Rio Grande do Sul (RS), situadas em ambientes urbanos (3), matas de Eucalyptus (2), mata de Mirtáceas (1) e Mata Atlântica (1), e relaciona-se tal variação ao recurso larval utilizado. Em insetário, quantifica-se a influência do tamanho das fêmeas nos parâmetros fecundidade, viabilidade e tamanho do ovo. A herdabilidade do tamanho foi estimada por intermédio da criação, em laboratório, da prole de indivíduos mantidos em insetário. Os adultos das populações cujas larvas utilizaram unicamente Passiflora suberosa foram significativamente menores em relação às que utilizaram Passiflora misera. As larvas foram encontradas preponderantemente sobre P. misera, mesmo quando P. suberosa foi a espécie predominante em um dado local. Dentre os parâmetros de performance reprodutiva estudados, apenas a fecundidade teve relação direta com o tamanho. A estimativa da herdabilidade para o tamanho foi zero. Assim, confirma-se a importância do recurso alimentar larval na determinação da variabilidade do tamanho dos adultos. Tal variação é parte da plasticidade fenotípica das populações naturais de H. erato, sendo a contribuição genotípica pouco expressiva neste caso.