Robyn J. Burnham & Mrcia C. Vilela-Santos Univ. Michigan, Ann - PDF document

Robyn J. Burnham & Márcia C. Vilela-Santos Univ. Michigan, Ann Arbor, MI Univ. Fed. Mato Grosso, Cuiaba, MT

To monitor and slow liana forest expansion at the Amazon margin… highlighting the liana species with monster-like spreading is critical.

• Liana ¡Structural ¡Differences: ¡ ¡ – Stem ¡flexibility ¡ – Mul7-­‑year ¡xylem ¡use ¡ – Larger, ¡wider ¡vessels ¡& ¡rays ¡ – High ¡leaf ¡biomass ¡with ¡Low ¡stem ¡biomass ¡ – Undifferen7ated ¡cells ¡within ¡xylem ¡ • Repeated ¡evolu7onary ¡shiFs ¡ between ¡tree ¡and ¡liana ¡forms ¡ • Benefits ¡of ¡switching? ¡ Machaerium ¡floribundum , ¡Angylossy ¡et ¡al. ¡2012, ¡Plant ¡Ecology ¡& ¡Diversity ¡

Global Relationships between Lianas and Climate Density of lianas correlates with: -Mean Annual Precipitation (MAP) -Dry Season Length (DSL) Mean Annual Precipitation (mm) ¡ Dry Season Length (mo.) ¡ (from ¡DeWalt ¡et ¡al., ¡2010) ¡

Global Relationships between Lianas and Climate Density of lianas correlates with: -Mean Annual Precipitation (MAP) -Dry Season Length (DSL) Trees show an opposite trend TREES ¡ TREES ¡ Density ¡(individuals/ha) ¡ LIANAS ¡ LIANAS ¡ Mean ¡annual ¡precipita7on ¡(mm) ¡ Mean ¡annual ¡precipita7on ¡(mm) ¡ (from ¡Schnitzer, ¡2005) ¡

Is species richness of lianas also correlated with MAP & DSL? ¡ ¡ W ithin dry forests, the correlation is weak 24 seasonal dry forests, northern Neotropics data from Gentry 1995, Gillespie 2000 40 ¡ y ¡= ¡-­‑0.0047x ¡+ ¡22.063 ¡ 35 ¡ R² ¡= ¡0.07231 ¡ Number of Species 30 ¡ 25 ¡ 20 ¡ 15 ¡ 10 ¡ 5 ¡ 0 ¡ 0 ¡ 200 ¡ 400 ¡ 600 ¡ 800 ¡ 1000 ¡ 1200 ¡ 1400 ¡ 1600 ¡ 1800 ¡ 2000 ¡ Annual Precipitation (mm)

Narrowing richness – climate questions to one clade ( Machaerium ) we ask: Do closely-related trees and lianas sort differentially into seasonal vs. aseasonal environments? --- Does total precipitation affect the distribution of closely-related species? --- Do cross-growing species (tree + liana) have broader geographic ranges than related single life form species?

Machaerium, Fabaceae ( Bolivian Rosewood, Pau Ferro, Palo de Hoz, Espuela de Gallo (or Gato), Jacarandá do Cerrado ) • 130 species distributed Mexico to Argentina (~all Neotropical) • Trees or Lianas, occasionally both • Diversity centers in so. Brazil & Amazonia • Fruit a flattened pod: samara-like or floating in some species • Monophyletic, related to Aeschynomene and Dalbergia • Red-orange latex s7pule ¡spines ¡

Machaerium, Fabaceae ( Bolivian Rosewood, Pau Ferro, Palo de Hoz, Espuela de Gallo (or Gato), Jacarandá do Cerrado ) • 130 species distributed Mexico to Argentina (~all Neotropical) • Trees or Lianas, occasionally both • Diversity centers in so. Brazil & Amazonia • Fruit a flattened pod: samara-like or floating in some species • Monophyletic, related to Aeschynomene and Dalbergia • Red-orange latex

Machaerium species usually stay within the bounds of a single life form, but several species do assume both life forms: tree + liana M. opacum , photo: Rubens Quieroz

Machaerium species usually stay within the bounds of a single life form, but several species do assume both life forms: tree + liana M. ¡opacum ¡ with ¡Nicholas ¡Hind ¡and ¡Daniela ¡Zappi ¡ ¡ Photo: ¡B. ¡Klitgaard ¡

Machaerium species usually stay within the bounds of a single life form, but several species do assume both life forms: tree + liana Machaerium ¡quinata , ¡PDBFF ¡Brazil ¡

Machaerium species usually stay within the bounds of a single life form, but several species do assume both life forms: tree + liana Machaerium multifoliolatum Mato Grosso with Luciane Barbosa & Márcia C. Vilela-Santos

Cross-­‑growers: ¡Tree ¡+ ¡Liana ¡ Tree ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡Liana ¡ vessel ¡ Machaerium ¡floribundum , ¡Angylossy ¡et ¡al. ¡2012, ¡Plant ¡Ecology ¡& ¡Diversity ¡ Example of Cross-growing species: M. aristulatum M. inundatum M. cobanense M. lunatum M. falciforme M. microphyllum M. floribundum

Machaerium ¡floribundum ¡ Occurring ¡as ¡large ¡liana ¡in ¡Los ¡Amigos, ¡southern ¡Peru ¡ (lowland ¡moist ¡tropical ¡rainforest) ¡

Precipita7on ¡in ¡Central ¡and ¡South ¡America ¡ Legend Precipitation (mm) 0 to 250 250 to 500 500 to 750 750 to 1000 1000 to 2000 2000 to 3000 3000 to 4000 4000 to 5000 Greater Than 5000 Basemap ¡from ¡Legates ¡and ¡Willmog ¡1990 ¡via ¡R-­‑hydroNET ¡

# ¡ Machaerium ¡species ¡in ¡floras ¡of ¡C. ¡& ¡So. ¡America ¡ 14 ¡ 12 ¡ 11/3 ¡ 3 15 ¡ 36 ¡ 7 12 ¡ 12 ¡ 26 ¡ 6 ¡ 6 ¡ 19 ¡ 14 ¡ 6 ¡ 14 ¡ 37 ¡ 6 ¡ 7 ¡ 17 ¡ 9 ¡ Legend 7 ¡ Precipitation (mm) 0 to 250 250 to 500 500 to 750 750 to 1000 1000 to 2000 2000 to 3000 3000 to 4000 4000 to 5000 Greater Than 5000

Machaerium Life Forms in Regional Floras Mexico ¡ Nicaragua ¡ Blue ¡= ¡Liana ¡ Red ¡= ¡Tree ¡ La ¡Selva ¡ Green ¡= ¡Liana ¡+ ¡Tree ¡ Venezuela ¡ BCI ¡ Guyana ¡ Sta. ¡Rosa ¡ Osa ¡ Panama ¡ Manaus ¡ Ecuador: ¡ Para ¡ coastal ¡vs. ¡ Amazonia ¡ Iquitos ¡ Los ¡Amigos ¡ Bahia ¡ Mato ¡Grosso ¡ Río ¡Cenepa ¡ Goias ¡ Minas ¡Gerais ¡ Mato ¡Grosso ¡do ¡ Sul ¡ Bolivia ¡ Sao ¡Paulo ¡ Paraguay ¡ Legend Precipitation (mm) 0 to 250 250 to 500 500 to 750 Argen7na ¡ 750 to 1000 1000 to 2000 2000 to 3000 3000 to 4000 4000 to 5000 Greater Than 5000

Habit of Machaerium species in regional floras, Mexico to Argentina, correlates with annual precipitation ¡ ¡ Drier ß à Rainier 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% Liana + Tree 30% Tree 20% Liana 10% 0% 2 ¡ 9 ¡ 12 ¡ 17 ¡ 9 ¡ 7 ¡ 7 ¡ 3 ¡ 14 ¡ 14 ¡ 19 ¡ 26 ¡ 36 ¡ 7 ¡ 12 ¡ 6 ¡ 8 ¡ 6 ¡ 6 ¡ 10 ¡ 3 ¡ 11 ¡ Number ¡Machaerium ¡species ¡in ¡flora ¡ 500mm ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡5000mm ¡

Habit of Machaerium species in regional floras, Mexico to Argentina, by length of dry season ¡ LONG DRY ß à NO DRY 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% Liana + Tree 30% Tree Liana 20% 10% 0% 2 ¡ 7 ¡ 12 ¡ 17 ¡ 7 ¡ 3 ¡ 14 ¡ 19 ¡ 9 ¡ 14 ¡ 26 ¡ 9 ¡ 8 ¡ 36 ¡ 12 ¡ 6 ¡ 7 ¡ 6 ¡ 6 ¡ 10 ¡ 3 ¡ 11 ¡ Number ¡Machaerium ¡species ¡in ¡flora ¡

Machaerium ¡floribundum : ¡ geographic ¡range ¡of ¡the ¡most ¡ widespread ¡cross-­‑grower ¡ ¡

Machaerium ¡lunatum : ¡ ¡ a ¡water-­‑dispersed ¡cross-­‑grower ¡

Machaerium demonstrates that some lianas may avoid seasonal drought. --- Annual precipitation seems to segregate the tree vs. liana species of Machaerium --- While cross-growing species may suggest a successful strategy, the cost of assuming both life forms may be high. Mata ¡cipó, ¡northern ¡Mato ¡Grosso ¡

Machaerium demonstrates that some lianas may avoid seasonal drought. --- Annual precipitation seems to segregate the tree vs. liana species of Machaerium --- While cross-growing species may suggest a successful strategy, the cost of assuming both life forms may be high. Thank ¡you! ¡ ¡Gracias! ¡ Mata ¡cipó, ¡northern ¡Mato ¡Grosso ¡