Site factors determining epiphytic lichen distribution in a dieback-affected spruce-fir forest on Whiteface Mountain, New York: stemflow chemistry

Epiphytic lichen diversity in a dieback-affected forest of red spruce (Picea rubens Sarg.) and balsam fir (Abies balsamea (L.) Mill.) on Whiteface Mountain, New York, U.S.A., was higher on dead compared with living trees and on fir compared with spruce. Diversity differed more between living and dead spruce than between living and dead fir. Cover of all lichen species that occurred on more than 50% of the sample trees, except for two species, decreased with increasing mean concentration of NO3– in stemflow. Concentrations of NO3– were higher on living spruce compared with dead spruce and with living and dead fir. The negative correlations between lichen cover and NO3– concentration may reflect either a decrease of lichen abundance caused by toxic effects of higher NO3– concentrations or a removal of NO3– from stemflow by epiphytic lichens. Experimental exposure of Hypogymnia physodes to NaNO3 reduced chlorophyll concentrations. This result, together with estimations of lichen and needle biomass, indicates that a dependence of lichen cover on NO3– concentrations in stemflow may be the cause for the negative correlations. The sulphur concentration in stemflow did not affect lichen abundance on Whiteface Mountain. The manganese concentration in stemflow may have an effect on single species

Towards a nomenclatural clarification of the <i>Peltigera ponojensis/monticola</i> clade including metagenomic sequencing of type material and the introduction of <i>P. globulata</i> Miadl. & Magain sp. nov.

peer reviewedPeltigera globulata Miadl. & Magain, a new species in the P. ponojensis/monticola species complex of section Peltigera, is formally described. This clade was previously given the interim designation Peltigera sp. 17. It is found in sun-exposed and xeric habitats at high altitudes in Peru and Ecuador. Peltigera globulata can be easily recognized by its irregularly globulated margins covered mostly by thick, white pruina, somewhat resembling the sorediate thallus margins of P. soredians, another South American species from section Peltigera. The hypervariable region of ITS1 (ITS1-HR), which is in general highly variable among species of section Peltigera, does not have diagnostic value for species identification within the P. ponojensis/monticola complex. Nevertheless, no significant level of gene flow was detected among eight lineages representing a clade of putative species (including P. globulata) within this complex. ITS sequences from the holotype specimens of P. monticola Vitik. (collected in 1979) and P. soredians Vitik. (collected in 1981) and lectotype specimens of P. antarctica C. W. Dodge (collected in 1941) and P. aubertii C. W. Dodge (collected in 1952) were successfully obtained through Sanger and Illumina metagenomic sequencing. BLAST results of these sequences revealed that the type specimen of P. monticola falls within the P. monticola/ponojensis 7 clade, which represents P. monticola s. str., and confirmed that the type specimen of P. aubertii falls within a clade identified previously as P. aubertii based on morphology. The ITS sequence from the type specimen of P. soredians, which superficially resembles P. globulata, confirms its placement in the P. rufescens clade. Finally, we discovered that the name P. antarctica was erroneously applied to a lineage in the P. ponojensis/monticola clade. The ITS sequence from the type specimen of P. antarctica represents a lineage within the P. rufescens clade, which is sister to the P. ponojensis/monticola clade

Standortfaktoren für epiphytische Flechten in einem immissionsgeschädigten Fichten-Tannenwald am Whiteface Mountain, New York

In einem Abies balsamea-Picea rubens-Bestand am Whiteface Mountain im US-Bundesstaat New York wurde die epiphytische Diversität der Flechtenvegetation zwischen gesunden und immissionsgeschädigten Rotfichten (Picea rubens) sowie zwischen Rotfichte und Balsamtanne (Abies balsamea) miteinander verglichen. Die geschädigten Rotfichten sind flechtenreicher als die gesunden und die Balsamtannen sind flechtenreicher als die Rotfichten. Arthonia caesia war die dominante Flechtenart auf lebenden Tannen sowie auf lebenden und toten Fichten. Tote Tannen waren hingegen überwiegend mit Hypogymnia physodes besiedelt.Die Elementgehalte des Stammablaufs und der Borke wurden daraufhin untersucht, ob sie für diese Verbreitungsunterschiede verantwortlich sein könnten. Im Stammablauf lebender Tannen zeigten sich im Vergleich zu den lebenden Fichten höhere Gehalte an P, S, K, Na, Mn, Al und Cu. Lebende Fichten hatten hingegen höhere NO3- und H+ Gehalte im Stammablauf. Eine geringere Assimilationsrate der lebenden Fichten im Vergleich zu den lebenden Tannen könnte für die höheren Mengen an NO3- im Stammablauf der letztgenannten Art verantwortlich sein. NO3-, Ca, Mn, Al und H+ waren höher konzentriert im Stammablauf toter Fichten als im Stammablauf toter Tannen. Konzentrationen der Elemente S, Na, Fe und Al sowie die Leitfähigkeit waren höher im Stammablauf lebender Fichten als die im Stammablauf toter Fichten. Lebende Tannen wiesen höhere Gehalte an Mn und Cu auf als tote. Eine reduzierte Interzeptionsrate, hervorgerufen durch eine geringere Nadelmasse auf den toten als auf den lebenden Bäumen, kann als Hauptgrund für die Elementverteilug angesehen werden. 1999 wurde für NO3- im Stammablauf ein signifikant höherer mittlerer Gehalt auf lebenden als auf toten Rotfichten nachgewiesen; dies traf jedoch nicht für die Tannen zu.Lebende Tannen wiesen höhere Elementkonzentrationen von N, K, Mg, Mn, Zn, Cu und H+ in der Borke auf als lebende Fichten, wohingegen Fe höhere Gehalte in der Borke lebender Fichten aufwies. Ein ähnliches Bild ergab sich für den Vergleich toter Tannen und Fichten, wobei alle Elemente (bis auf Zn) in der Borke der Balsamtannen höher konzentriert waren. Die Bilanz der Elementkonzentration in der Borke wird durch 1) die Ionenaufnahme aus dem Boden, durch 2) die trockene Deposition, durch 3) die Auswaschung von Ionen durch den Stammablauf und 4) durch die Aufnahme von Ionen aus dem Stammablauf beeinflußt. Die Wichtigkeit des Einflusses der einzelnen Faktoren auf die Bilanz hängt vom Element selber und von der Baumart ab. Es kann vermutet werden, daß aufgrund der langsameren Schälung der Tannenborke höhere Elementgehalte erreicht werden als in der Fichte, deren Borke sich deutlich schneller erneuert. Für die Verteilung von Zn kann keine Erklärung gegeben werden.Die meisten Elemente in der Borke unterschieden sich in ihrem Gehalt zwischen toten und lebenden Bäumen. K, Ca, Mg, Mn, Zn und H+ waren im Vergleich zu den lebenden Bäumen in der Borke toter Fichten höher konzentriert, wohingegen lediglich N und Ca in der Borke toter Tannen einen höheren Gehalt aufwiesen. Diese Elementverteilung kann entweder auf einen Einfluß des Stammablaufes oder auf einen Einfluß des Stoffwechsels in den lebenden Untersuchungsbäumen hinweisen.Der Gehalt von NO3- im Stammablauf ist negativ mit der Deckung einer Reihe von Flechtenarten korreliert. ANOVA zeigte den stärksten Einfluß von NO3- auf die Deckung von Flavopunctelia soredica, Hypogymnia physodes, Platismatia glauca und Usnea spec. Zusätzlich zeigten sich bei Flechten der Art Hypogymnia physodes, die mit NO3--Konzentrationen zwischen 100 µmol l-1 und 10 mmol l-1 behandelt wurden, geringere Chlorophyll a- und Chlorophyll b-Gehalte als bei den Kontrollen, wohingegen der Ergosterolgehalt keine Unterschiede aufwies. Das Chlorophyll a : Ergosterol-Verhältnis war verglichen mit den Kontrollen bei den NO3--Varianten geringer.Korrelationen von S, Ca, Mg, Mn und Fe mit der Flechtendeckung waren wahrscheinlich zufällig. ANOVA zeigte keinen signifikanten Einfluß der Elemente Ca, Mg und Fe auf die Flechtendeckung, und S sowie Mn korrelierten nur schwach mit den Arten Micarea prasina und Cladonia coniocraea (im Fall von S) sowie Mycoblastus sanguinarius und Parmelia saxatilis (im Fall von Mn). Kausale Zusammenhänge können in beiden Fällen ausgeschlossen werden: Einige der Flechtenarten kommen auch im Harz bei höheren S- und Mn-Konzentrationen vor. Weiterhin konnte von unserer Arbeitsgruppe durch Inkubationsversuche experimentell gezeigt werden, daß Mn zwar die Soredienkeimung von Hypogymnia physodes negativ beeinflußt, dies aber erst bei höheren Konzentrationen als bei den im Stammablauf des Whiteface Mountain gemessenen.Wie mit Hilfe der Korrelationsanalyse gezeigt werden konnte, waren die Elementkonzentrationen in der Borke (Mn und Fe) von geringer Bedeutung für die Flechtendeckung. Hohe Mn-Gehalte in der Tannenborke, wie sie am Whiteface Mountain nachgewiesen wurden, beeinflussen die Flechten nicht, da das Mn in den Zellen immobilisiert als Kristall vorliegt.Das Mikroklima unterschied sich nicht zwischen den untersuchten Baumarten oder zwischen toten und lebenden Bäumen. Ein Grund kann in dem dichten Tannenjungwuchs gesehen werden, der im Wald am Whiteface Mountain dominiert. Die mikroklimatischen Parameter korrelierten schwach mit einzelnen Flechtenarten. Loxospora ochrophaea korrelierte negativ mit der Evaporation; Bryoria nadvornikiana korrelierte schwach negativ mit der Evaporation und dem Licht. Arthonia caesia kam häufiger auf den Bäumen mit dem niedrigsten Lichteinfall vor als auf Bäumen mit dem höchsten Lichteinfall. Die Deckung der Flechten Bryoria capillaris und B. furcellata, Evernia mesomorpha, Lecidea nylanderi, Pseudevernia consocians sowie Usnea spec. war positiv mit dem Licht korreliert. Aus diesem Ergebnis kann geschlossen werden, daß obwohl das Mikroklima einzelne Arten beeinflußt, ein alleiniger Einfluß der mikroklimatischen Parameter jedoch ausgeschlossen werden kann.Generell kann festgehalten werden, daß die Ergebnisse mit unserer Hypothese übereinstimmen, daß durch eine geringere Nadelmasse auf toten Bäumen eine reduzierte Schadstoffkonzentration auf der Borkenoberfläche erreicht wird, die das Vorkommen einer höher diversen Flechtenvegetation auf toten als auf lebenden Bäumen ermöglicht. Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß NO3- einen Einfluß auf die Flechtendeckung besitzt, was die Verbreitungsverhältnisse im untersuchten Bestand erklären könnte. Allerdings kann die Möglichkeit einer geringeren Assimilationsrate lebender Fichten im Vergleich zu den Tannen nicht ausgeschlossen werden, wonach die Epiphyten selbst für die Verteilung der NO3--Konzentration im Stammablauf der Untersuchungsbäume verantwortlich wären. Ein Einfluß des Mikroklimas auf die Flechtenverbreitung kann für einzelne Arten nicht ausgeschlossen werden, wohingegen ein Einfluß des Borkengehaltes eine untergeordnete Rolle spielt

A multigene phylogenetic synthesis for the class Lecanoromycetes (Ascomycota): 1307 fungi representing 1139 infrageneric taxa, 317 genera and 66 families

The Lecanoromycetes is the largest class of lichenized Fungi, and one of the most species-rich classes in the kingdom. Here we provide a multigene phylogenetic synthesis (using three ribosomal RNA-coding and two protein-coding genes) of the Lecanoromycetes based on 635 newly generated and 3307 publicly available sequences representing 1139 taxa, 317 genera, 66 families, 17 orders and five subclasses (four currently recognized: Acarosporomycetidae, Lecanoromycetidae, Ostropomycetidae, Umbilicariomycetidae; and one provisionarily recognized, 'Candelariomycetidae'). Maximum likelihood phylogenetic analyses on four multigene datasets assembled using a cumulative supermatrix approach with a progressively higher number of species and missing data (5-gene, 5+4-gene, 5+4+3-gene and 5+4+3+2-gene datasets) show that the current classification includes non-monophyletic taxa at various ranks, which need to be recircumscribed and require revisionary treatments based on denser taxon sampling and more loci. Two newly circumscribed orders (Arctomiales and Hymeneliales in the Ostropomycetidae) and three families (Ramboldiaceae and Psilolechiaceae in the Lecanorales, and Strangosporaceae in the Lecanoromycetes inc. sed.) are introduced. The potential resurrection of the families Eigleraceae and Lopadiaceae is considered here to alleviate phylogenetic and classification disparities. An overview of the photobionts associated with the main fungal lineages in the Lecanoromycetes based on available published records is provided. A revised schematic classification at the family level in the phylogenetic context of widely accepted and newly revealed relationships across Lecanoromycetes is included. The cumulative addition of taxa with an increasing amount of missing data (i.e., a cumulative supermatrix approach, starting with taxa for which sequences were available for all five targeted genes and ending with the addition of taxa for which only two genes have been sequenced) revealed relatively stable relationships for many families and orders. However, the increasing number of taxa without the addition of more loci also resulted in an expected substantial loss of phylogenetic resolving power and support (especially for deep phylogenetic relationships), potentially including the misplacements of several taxa. Future phylogenetic analyses should include additional single copy protein-coding markers in order to improve the tree of the Lecanoromycetes. As part of this study, a new module ("Hypha") of the freely available Mesquite software was developed to compare and display the internodal support values derived from this cumulative supermatrix approach

Global Phylogeny of the Brassicaceae Provides Important Insights into Gene Discordance

The mustard family (Brassicaceae) is a scientifically and economically important family, containing the model plant Arabidopsis thaliana and numerous crop species that feed billions worldwide. Despite its relevance, most published family phylogenies are incompletely sampled, generally contain massive polytomies, and/or show incongruent topologies between datasets. Here, we present the most complete Brassicaceae genus-level family phylogenies to date (Brassicaceae Tree of Life, or BrassiToL) based on nuclear (>1,000 genes, almost all 349 genera and 53 tribes) and plastome (60 genes, 79% of the genera, all tribes) data. We found cytonuclear discordance between nuclear and plastome-derived phylogenies, which is likely a result of rampant hybridisation among closely and more distantly related species, and highlight rogue taxa. To evaluate the impact of this rampant hybridisation on the nuclear phylogeny reconstruction, we performed four different sampling routines that increasingly removed variable data and likely paralogs. Our resulting cleaned subset of 297 nuclear genes revealed high support for the tribes, while support for the main lineages remained relatively low. Calibration based on the 20 most clock-like nuclear genes suggests a late Eocene to late Oligocene ‘icehouse origin’ of the family. Finally, we propose five new or re-established tribes, including the recognition of Arabidopsideae, a monotypic tribe to accommodate Arabidopsis. With a worldwide community of thousands of researchers working on this family, our new, densely sampled family phylogeny will be an indispensable tool to further highlight Brassicaceae as an excellent model family for studies on biodiversity and plant biology

Global Brassicaceae phylogeny based on filtering of 1,000-gene dataset

The mustard family (Brassicaceae) is a scientifically and economically important family, containing the model plant Arabidopsis thaliana and numerous crop species that feed billions worldwide. Despite its relevance, most phylogenetic trees of the family are incompletely sampled and often contain poorly supported branches. Here, we present the most complete Brassicaceae genus-level family phylogenies to date (Bras-sicaceae Tree of Life or BrassiToL) based on nuclear (1,081 genes, 319 of the 349 genera; 57 of the 58 tribes) and plastome (60 genes, 265 genera; all tribes) data. We found cytonuclear discordance between the two, which is likely a result of rampant hybridization among closely and more distantly related lineages. To eval-uate the impact of such hybridization on the nuclear phylogeny reconstruction, we performed five different gene sampling routines, which increasingly removed putatively paralog genes. Our cleaned subset of 297 genes revealed high support for the tribes, whereas support for the main lineages (supertribes) was moder-ate. Calibration based on the 20 most clock-like nuclear genes suggests a late Eocene to late Oligocene origin of the family. Finally, our results strongly support a recently published new family classification, dividing the family into two subfamilies (one with five supertribes), together representing 58 tribes. This includes five recently described or re-established tribes, including Arabidopsideae, a monogeneric tribe accommodating Arabidopsis without any close relatives. With a worldwide community of thousands of researchers working on Brassicaceae and its diverse members, our new genus-level family phylogeny will be an indispensable tool for studies on biodiversity and plant biology

Global Brassicaceae phylogeny based on filtering of 1,000-gene dataset

Abstract: The mustard family (Brassicaceae) is a scientifically and economically important family, containing the model plant Arabidopsis thaliana and numerous crop species that feed billions worldwide. Despite its relevance, most phylogenetic trees of the family are incompletely sampled and often contain poorly supported branches. Here, we present the most complete Brassicaceae genus-level family phylogenies to date (Bras-sicaceae Tree of Life or BrassiToL) based on nuclear (1,081 genes, 319 of the 349 genera; 57 of the 58 tribes) and plastome (60 genes, 265 genera; all tribes) data. We found cytonuclear discordance between the two, which is likely a result of rampant hybridization among closely and more distantly related lineages. To eval-uate the impact of such hybridization on the nuclear phylogeny reconstruction, we performed five different gene sampling routines, which increasingly removed putatively paralog genes. Our cleaned subset of 297 genes revealed high support for the tribes, whereas support for the main lineages (supertribes) was moder-ate. Calibration based on the 20 most clock-like nuclear genes suggests a late Eocene to late Oligocene origin of the family. Finally, our results strongly support a recently published new family classification, dividing the family into two subfamilies (one with five supertribes), together representing 58 tribes. This includes five recently described or re-established tribes, including Arabidopsideae, a monogeneric tribe accommodating Arabidopsis without any close relatives. With a worldwide community of thousands of researchers working on Brassicaceae and its diverse members, our new genus-level family phylogeny will be an indispensable tool for studies on biodiversity and plant biology