Community phylogenetics at the biogeographical scale: cold tolerance, niche conservatism and the structure of North American forests

Aim The fossil record has led to a historical explanation for forest diversity gradients within the cool parts of the Northern Hemisphere, founded on a limited ability of woody angiosperm clades to adapt to mid-Tertiary cooling. We tested four predictions of how this should be manifested in the phylogenetic structure of 91,340 communities: (1) forests to the north should comprise species from younger clades (families) than forests to the south; (2) average cold tolerance at a local site should be associated with the mean family age (MFA) of species; (3) minimum temperature should account for MFA better than alternative environmental variables; and (4) traits associated with survival in cold climates should evolve under a niche conservatism constraint. Location The contiguous United States. Methods We extracted angiosperms from the US Forest Service's Forest Inventory and Analysis database. MFA was calculated by assigning age of the family to which each species belongs and averaging across the species in each community. We developed a phylogeny to identify phylogenetic signal in five traits: realized cold tolerance, seed size, seed dispersal mode, leaf phenology and height. Phylogenetic signal representation curves and phylogenetic generalized least squares were used to compare patterns of trait evolution against Brownian motion. Eleven predictors structured at broad or local scales were generated to explore relationships between environment and MFA using random forest and general linear models. Results Consistent with predictions, (1) southern communities comprise angiosperm species from older families than northern communities, (2) cold tolerance is the trait most strongly associated with local MFA, (3) minimum temperature in the coldest month is the environmental variable that best describes MFA, broad-scale variables being much stronger correlates than local-scale variables, and (4) the phylogenetic structures of cold tolerance and at least one other trait associated with survivorship in cold climates indicate niche conservatism. Main conclusions Tropical niche conservatism in the face of long-term climate change, probably initiated in the Late Cretaceous associated with the rise of the Rocky Mountains, is a strong driver of the phylogenetic structure of the angiosperm component of forest communities across the USA. However, local deterministic and/or stochastic processes account for perhaps a quarter of the variation in the MFA of local communities

Modeling the ecology and evolution of biodiversity: Biogeographical cradles, museums, and graves

Individual processes shaping geographical patterns of biodiversity are increasingly understood, but their complex interactions on broad spatial and temporal scales remain beyond the reach of analytical models and traditional experiments. To meet this challenge, we built a spatially explicit, mechanistic simulation model implementing adaptation, range shifts, fragmentation, speciation, dispersal, competition, and extinction, driven by modeled climates of the past 800,000 years in South America. Experimental topographic smoothing confirmed the impact of climate heterogeneity on diversification. The simulations identified regions and episodes of speciation (cradles), persistence (museums), and extinction (graves). Although the simulations had no target pattern and were not parameterized with empirical data, emerging richness maps closely resembled contemporary maps for major taxa, confirming powerful roles for evolution and diversification driven by topography and climate

Community phylogenetics at the biogeographical scale: cold tolerance, niche conservatism and the structure of North American forests

Aim The fossil record has led to a historical explanation for forest diversity gradients within the cool parts of the Northern Hemisphere, founded on a limited ability of woody angiosperm clades to adapt to mid-Tertiary cooling. We tested four predictions of how this should be manifested in the phylogenetic structure of 91,340 communities: (1) forests to the north should comprise species from younger clades (families) than forests to the south; (2) average cold tolerance at a local site should be associated with the mean family age (MFA) of species; (3) minimum temperature should account for MFA better than alternative environmental variables; and (4) traits associated with survival in cold climates should evolve under a niche conservatism constraint. Location The contiguous United States. Methods We extracted angiosperms from the US Forest Service's Forest Inventory and Analysis database. MFA was calculated by assigning age of the family to which each species belongs and averaging across the species in each community. We developed a phylogeny to identify phylogenetic signal in five traits: realized cold tolerance, seed size, seed dispersal mode, leaf phenology and height. Phylogenetic signal representation curves and phylogenetic generalized least squares were used to compare patterns of trait evolution against Brownian motion. Eleven predictors structured at broad or local scales were generated to explore relationships between environment and MFA using random forest and general linear models. Results Consistent with predictions, (1) southern communities comprise angiosperm species from older families than northern communities, (2) cold tolerance is the trait most strongly associated with local MFA, (3) minimum temperature in the coldest month is the environmental variable that best describes MFA, broad-scale variables being much stronger correlates than local-scale variables, and (4) the phylogenetic structures of cold tolerance and at least one other trait associated with survivorship in cold climates indicate niche conservatism. Main conclusions Tropical niche conservatism in the face of long-term climate change, probably initiated in the Late Cretaceous associated with the rise of the Rocky Mountains, is a strong driver of the phylogenetic structure of the angiosperm component of forest communities across the USA. However, local deterministic and/or stochastic processes account for perhaps a quarter of the variation in the MFA of local communities

Experiencias com o uso da Gliricidia sepium na alimentacao animal no Nordeste brasileiro.

A produtividade animal no Nordeste brasileiro e afetada por fatores limitantes ao desenvolvimento das pastagens ali existentes. A zona semi- rida tem como principal fator limitante um acentuado déficit hidrico na maioria dos meses do ano. A zona dos tabuleiros costeiros, apesar de apresentar precipitacoes mais abundantes, possui solos que, em sua maioria, sao de baixa fertilidade natural e apresentam, bem próximo da superfície, uma camada de impedimento a penetracao da agua e ao crescimento das raízes. As condições pluviometricas mais favoráveis dos tabuleiros costeiros levam os pecuaristas a optar por um uso bem mais intenso de suas pastagens que, não acompanhado por praticas de manejo que visem a estabilidade das mesmas, levam a um quantitativo crescente de pastagens degradadas. Para a zona semi-árida, o uso de sistemas silvipastoris tem como objetivo principal o aumento no fornecimento de forragem de alta qualidade aos animais, durante os períodos de estiagem. Na zona dos tabuleiros costeiros, o maior enfoque e o enriquecimento do solo pelo fornecimento de nutrientes e uma maior oferta de alimentos volumosos de alta qualidade. Uma nova opcao de leguminosa arborea fixadora de nitrogênio para os sistemas pecuários do Nordeste brasileiro, a Gliricidia sepium, ja bastante utilizada em outros países, tem se mostrado capaz de superar algumas deficiências apresentadas pela leucena e a algaravia. Os primeiros estudos do comportamento da Gliricidia sepium no Nordeste foram realizados na zona úmida da Bahia e no semi-arido de Pernambuco e Sergipe. Nos Municípios de Petrolina -PE, e Nossa Senhora da Gloria -SE, localizados na zona semi-árida, Drumond & Carvalho Filho (1999) observaram o comportamento silvicultural da gliricidia e obtiveram, aos 28, 38 e 48 meses de idade, resultados promissores e semelhantes para ambos os municípios. A incorporações da gliricidia em sistemas agrossilvipastoris tem sido o foco principal dos trabalhos conduzidos nas áreas do semi-arido e tabuleiros costeiros do Nordeste. No semi- arido, a maior validade destes,sistemas e aumentar a produtividade das áreas ocupadas com a palma-forrageira. a principal fonte de alimento para os animais nos períodos de estiagem. A conservacao, sob a forma de silagem, da biomassa de gliricidia, representada por folhas e ramos tenros, produzida durante a estacao chuvosa no semi-arido. e outra estratégia de grande valor para a suplementacao de vacas de leite, alimentadas com palma-forrageira como volumoso básico no período de estiagem. A silagem de gliricidia, adicionada de ureia, e uma das formas de reduzir custos de alimentacao com a compra de concentrados. O cultivo da gliricidia em consorcio com gramineas, para pastejo direto pelos animais em regime rotativo, surge como uma nova opcao para aumentar a sustentabilidade das pastagens nos tabuleiros costeiros. Nesse sistema a leguminosa funciona com um duplo-proposito: melhoria da fertilidade do solo e complemento alimentar dos rebanhos. No semi-arido, ainda que não suficientemente comprovadas experimentalmente, existem observações de longo prazo, em que a estacionalidade de producao da gliricidia tem sido nitidamente inferior a da leucena. Por outro lado, alguns aspectos relativos principalmente a reproducao e manejo da gliricidia necessitam ser ainda melhor estudados no Nordeste.bitstream/item/211731/1/Experiencias-com-o-uso-da-Gliricidia-sepium-na-alimentacao-animal-no-Nordeste-brasileiro.pd

Comportamento de cultivares de mandioca no Agreste Pernambucano.

Diversas áreas do Estado de Pernambuco, onde predominam sistemas de produção de pequenos e médios produtores rurais, apresentam aptidão para o desenvolvimento de lavouras de mandioca. A utilização de variedades de mandioca de melhor adaptação poderá proporcionar melhorias substanciais nesses sistemas de produção em virtude de serem tecnologias de fácil adoção. Essa cultura representa a base de alimentação para uma grande parte da população nordestina, sendo as raízes empregadas na alimentação (humana e animal) e na indústria, enquanto as hastes e as folhas servem, principalmente, como fonte de proteína na alimentação animal. No Nordeste brasileiro a produtividade da mandioca está em torno de 10 t/ha (IBGE, 2005). Em Pernambuco a concentração do cultivo da mandioca encontra-se em ambientes localizados nas mesorregiões do agreste e do sertão. A microrregião de Araripina e adjacências é uma das principais áreas produtoras localizada no sertão do Araripe. O município de Glória do Goitá representa a cultura como pólo de exploração na mesorregião do agreste.Melhoramento genético. Resumo n. 211

Avaliação de progênies derivadas de cruzamentos envolvendo o acesso com espiguetas agrupadas da Embrapa.

O presente trabalho teve como objetivo realizar a avaliação de progênies F3:5 provenientes de cruzamentos biparentais envolvendo cultivares/linhagens-elite e o acesso com espiguetas agrupadas da Embrapa, com base no caráter produção de grãos