Leaf life span spectrum of tropical woody seedlings: effects of light and ontogeny and consequences for survival

Background and AimsLeaf life span is widely recognized as a key life history trait associated with herbivory resistance, but rigorous comparative data are rare for seedlings. The goal of this study was to examine how light environment affects leaf life span, and how ontogenetic development during the first year may influence leaf fracture toughness, lamina density and stem density that are relevant for herbivory resistance, leaf life span and seedling survival.MethodsData from three experiments encompassing 104 neotropical woody species were combined. Leaf life span, lamina and vein fracture toughness, leaf and stem tissue density and seedling survival were quantified for the first-year seedlings at standardized ontogenetic stages in shade houses and common gardens established in gaps and shaded understorey in a moist tropical forest in Panama. Mortality of naturally recruited seedlings till 1 year later was quantified in 800 1-m2 plots from 1994 to 2011.Key ResultsMedian leaf life span ranged widely among species, always greater in shade (ranging from 151 to >1790 d in the understorey and shade houses) than in gaps (115-867 d), but with strong correlation between gaps and shade. Leaf and stem tissue density increased with seedling age, whereas leaf fracture toughness showed only a weak increase. All these traits were positively correlated with leaf life span. Leaf life span and stem density were negatively correlated with seedling mortality in shade, while gap mortality showed no correlation with these traits.ConclusionsThe wide spectrum of leaf life span and associated functional traits reflects variation in shade tolerance of first-year seedlings among coexisting trees, shrubs and lianas in this neotropical forest. High leaf tissue density is important in enhancing leaf toughness, a known physical defence, and leaf life span. Both seedling leaf life span and stem density should be considered as key functional traits that contribute to seedling survival in tropical forest understoreys.Antecedentes y objetivos La duración de la vida de la hoja es ampliamente reconocida como un rasgo clave de la historia de vida asociado con la resistencia a la herbivoría, pero los datos comparativos rigurosos son raros para las plántulas. El objetivo de este estudio fue examinar cómo el ambiente de luz afecta la vida útil de las hojas y cómo el desarrollo ontogenético durante el primer año puede influir en la resistencia a la fractura de la hoja, la densidad de la lámina y la densidad del tallo que son relevantes para la resistencia a la herbivoría, la vida útil de las hojas y la supervivencia de las plántulas. de tres experimentos que abarcan 104 especies leñosas neotropicales se combinaron. Se cuantificó la vida útil de las hojas, la tenacidad a la fractura de láminas y venas, la densidad del tejido de las hojas y el tallo y la supervivencia de las plántulas para las plántulas de primer año en estadios ontogenéticos estandarizados en casas de sombra y jardines comunes establecidos en huecos y sotobosque en un bosque tropical húmedo en Panamá. La mortalidad de las plántulas reclutadas naturalmente hasta un año después se cuantificó en 800 parcelas de 1 m2 entre 1994 y 2011. Resultados clave La vida media de las hojas varió ampliamente entre las especies, siempre mayor en la sombra (de 151 a> 1790 d en el sotobosque y las casas de sombra). ) que en los huecos (115-867 d), pero con fuerte correlación entre huecos y sombra. La densidad del tejido de las hojas y del tallo aumentó con la edad de las plántulas, mientras que la tenacidad a la fractura de las hojas mostró solo un aumento débil. Todos estos rasgos se correlacionaron positivamente con la vida útil de las hojas. La duración de la vida de las hojas y la densidad del tallo se correlacionaron negativamente con la mortalidad de las plántulas en sombra, mientras que la mortalidad por brecha no mostró correlación con estos rasgos. Conclusiones El amplio espectro de la duración de la vida de las hojas y las características funcionales asociadas reflejan la variación en la tolerancia a la sombra de las plántulas de primer año entre los árboles coexistentes. arbustos y lianas en este bosque neotropical. La alta densidad del tejido foliar es importante para mejorar la dureza de la hoja, una defensa física conocida y la vida útil de la hoja. Tanto la vida útil de las hojas de las plántulas como la densidad del tallo deben considerarse características funcionales clave que contribuyen a la supervivencia de las plántulas en el sotobosque de los bosques tropicales.Universidad Nacional, Costa RicaEscuela de Ciencias Biológica