Poison ivy (Toxicodendron radicans (L.) Kuntze) is a native perennial liana widely recognized for the production of urushiol, and the associated contact dermatitis it causes in humans. Poison ivy is predicted to become both more prevalent and more noxious in response to projected patterns of global change. Moreover, poison ivy is an important food source for avian species, and urushiol has numerous applications as a high-value engineering material. Thus, this curious weed has many avenues for future concern, and promise. Here, I address gaps in knowledge about poison ivy ecology and physiology so that we may better understand its weediness and utilize its benefits. I address three core areas: poison ivy establishment patterns; biotic interactions with multiple taxa; and the development of molecular tools for use in poison ivy. I found that the early life stage of seedling emergence is a critical linchpin in poison ivy establishment due largely to herbivore pressure from large grazers. I also describe the multifaceted relationship between poison ivy and avian frugivores that not only disperse the drupes of poison ivy but also aid in reduction of fungal endophytic phytopathogens. A survey of poison ivy urushiols yielded that while variation in urushiol congeners was high across individuals, relative congener levels were stable within individuals over a two month period. Lastly I demonstrate best practices for introducing and transiently expressing recombinant DNA in poison ivy as a step towards future reverse genetic procedures. / Doctor of Philosophy / Poison ivy is a native plant best known for its capacity to cause allergenic skin reactions in humans due to the chemical urushiol, which is found in all parts of the plant. While most people prefer to avoid this plant, poison ivy is an important food source for birds. In addition, urushiol has numerous applications as an engineered material. Despite these positive aspects, poison ivy is among those plants that are responding well to global change, such as increasing CO₂ levels and habitat fragmentation. Poison ivy has been shown to increase in size and produce more allergenic forms of urushiol under elevated CO₂ levels and there are concerns that poison ivy prefers the disturbed areas created by habitat fragmentation. These attributes suggest that poison ivy will become more prevalent and more noxious in the coming years. Thus, this curious weed has many avenues for both future concern and promise. To aid in our ability to manage poison ivy in the future, I used a combination of field, greenhouse, and laboratory studies to study the ecology of poison ivy. I investigated the early stages of the poison ivy life cycle, and the relationship between poison ivy and the animals that interact with it. I found that the earliest life stages of poison ivy are a critical linchpin for poison ivy survival due largely to large animals like deer eating the seedlings. I also describe the multifaceted relationship between poison ivy and birds, which not only disperse the seeds of poison ivy but also aid in reducing pathogens associated with the seeds. I surveyed the amounts and types of urushiols that poison ivy produces and found them to be highly variable from plant to plant, but relatively stable over time within a plant. Lastly, I demonstrate best practices for transient transgene expression in poison ivy leaves as a step towards future genetic studies. These studies help expand our understanding of a problematic weed, and pave the way for future studies in weed ecology and in the utilization of urushiol in positive applications, showing that even poison ivy can be of benefit to the environment and humans.

A região Neotropical é uma das regiões com maior biodiversidade no planeta. Essa região apresenta uma complexa história geológica que iniciou-se com a quebra da Gondwana, separando os continentes sul-americano e africano, durante o Mesozóico, há ca. de 150 milhões. Todas as mudanças geológicas que seguiram influenciaram a diversificação da fauna e flora dessa região. No entanto, ainda não sabemos quais processos levaram à alta diversidade encontrada nesta região. Esse estudo, foca em Stizophyllum, (Bignonieae, Bignoniaceae), um pequeno gênero de lianas Netropicais, que ocorre desde o México até o sul do Brasil. Apesar da cirscunscrição de Stizophyllum ser clara, limites específicos permanecem complicados neste grupo e pouco se sabe sobre sua história evolutiva. Este estudo visa: (i) reconstruir a filogenia do gênero e utilizá-la como base para inferir a história biogeográfica do grupo, e (ii) desenvolver marcadores de microssatélites (SSRs) nucleares e plastidiais, para futuros estudos filogeográficos e de genética de populações. Para tal, reconstruímos a filogenia do gênero com base em três marcadores moleculares (ndhF, rpl32-trn,L e pepC) e uma ampla amostragem de indivíduos, utilizando inferências bayesiana e de máxima verossimilhança. Em seguida estimamos as idades de divergência das diversas linhagens e reconstruímos a história biogeográfica do grupo. Por fim, desenvolvemos marcadores de microssatélite nucleares (nSSRs) e de cloroplasto (cpSSRs) para o grupo. Ao todo, desenvolvemos trinta e sete SSRs, nove nucleares e vinte oito de cloroplasto. Todos marcadores foram polimórficos em S. riparium e apresentaram sucesso de transferabilidade para S. inaequilaterum e S. perforatum. Cinco clados principais foram reconstruídos na filogenia molecular do gênero, os quais são caracterizados por bons caracteres morfológicos e aqui reconhecidos como espécies em uma nova sinopse apresentada para o grupo: (i) S. inaequilaterum Bureau & K. Schum., distribuído pela Amazônia e América Central; (ii) S. perforatum (Cham.) Miers, distribuído pela Mata Atlântica e Áreas Secas do Brasil Central, (iii) S. riparium (Kunth) Sandwith, distribuído por toda Bacia Amazônia; (iv) S. flos-ardeae (Pitter) Beyer & L.G. Lohmann, distribuído pela América Central, e (v) S. coriaceum Beyer & L.G. Lohmann, restrito ao Estado do Pará, na Amazônia Oriental. O estudo biogeográfico indicou que o ancestral de Stizophyllum e seu grupo-irmão Martinella, estava distribuído pela Amazônia. A divergência destas linhagens ocorreu durante o Eoceno, enquanto a diversificação das espécies de Stizophyllum ocorreu durante o Mioceno, a partir de um ancestral amplamente distribuído pela região Neotropical. Essa dissertação traz novos dados para um melhor entendimento dos processos que levaram à estruturação da biota Neotropical e contribui dados importantes para um projeto multidisciplinar amplo neste tópico (FAPESP 2012/50260-6) / The Neotropics is one of the most biodiverse regions in the planet. This region has a complex geological history that began during the break of Gondwana, which separated the South American and African continents in the Mesozoic, at ca. 150 million years ago. All the geological changes that followed greatly impacted the diversification of the fauna and flora of this region. However, it is still not clear what processes led to the high diversity found in this region. This study focuses on Stizophyllum (Bignonieae, Bignoniaceae), a small genus of Neotropical lianas, distributed from Mexico to southern Brazil. Although Stizophyllum is well circumscribed, species limits remain complicated in this group and little is known about its evolutionary history. This study aims to: (i) reconstruct the phylogeny of the genus and use it as a basis to infer the biogeographical history of this group, and (ii) develop nuclear and plastid microsatellite markers (SSRs) for future studies on the phylogeography and population genetics of this group. To this end, we reconstructed the phylogeny of the genus based on three molecular markers (ndhF, rpl32-trnL and pepC) and a broad sample of individuals, using Bayesian and Maximum Likelihood approaches. We then estimated divergence times of the various lineages and recontructed the biogeographical history of the group. Lastly, we developed nuclear microsatellite markers (nSSRs) and chloroplast microsatellite markers (cpSSRs) for the group. In total, we developed thirty-seven SSRs, nine from the nucleus and twenty-eight from the chloroplast. All markers amplified successfully in S. riparium and transferability was sucessful to S. inaequilaterum and S. perforatum. Five main clades were reconstructed in the molecular phylogeny of the group, all of which are characterized by good morphological markers and here recognized as species in an updated synopsis of the group: (i) S. inaequilaterum Bureau & K. Schum., distributed through the Amazon and Central America; (ii) S. perforatum (Cham.) Miers, distributed through the Atlantic Forest and the Dry Areas from Central Brasil; (iii) S. riparium (Kunth) Sandwith, distributed throughout the Amazon Basin; (iv) S. flos-ardeae (Pitter) Beyer & L.G. Lohmann, distributed through Central America; and, (v) S. coriaceum Beyer & L.G. Lohmann, restricted to the state of Pará, in Eastern Amazonia. The biogeographic study indicated that the ancestor of Stizophyllum and its sister-group Martinella was broadly distributed through Amazônia. These lineages dievrsified during the Eocene, while the diversification of Stizophyllum species occurred during the Miocene, from an ancestor that was broadly distributed through the Neotropics. This dissertation brings new information for the assembly of the Neotropical biota and contributes important data for a broader multidisciplinary project on this topic (FAPESP 2012 / 50260-6)

A região Neotropical é uma das regiões com maior biodiversidade no planeta. Essa região apresenta uma complexa história geológica que iniciou-se com a quebra da Gondwana, separando os continentes sul-americano e africano, durante o Mesozóico, há ca. de 150 milhões. Todas as mudanças geológicas que seguiram influenciaram a diversificação da fauna e flora dessa região. No entanto, ainda não sabemos quais processos levaram à alta diversidade encontrada nesta região. Esse estudo, foca em Stizophyllum, (Bignonieae, Bignoniaceae), um pequeno gênero de lianas Netropicais, que ocorre desde o México até o sul do Brasil. Apesar da cirscunscrição de Stizophyllum ser clara, limites específicos permanecem complicados neste grupo e pouco se sabe sobre sua história evolutiva. Este estudo visa: (i) reconstruir a filogenia do gênero e utilizá-la como base para inferir a história biogeográfica do grupo, e (ii) desenvolver marcadores de microssatélites (SSRs) nucleares e plastidiais, para futuros estudos filogeográficos e de genética de populações. Para tal, reconstruímos a filogenia do gênero com base em três marcadores moleculares (ndhF, rpl32-trn,L e pepC) e uma ampla amostragem de indivíduos, utilizando inferências bayesiana e de máxima verossimilhança. Em seguida estimamos as idades de divergência das diversas linhagens e reconstruímos a história biogeográfica do grupo. Por fim, desenvolvemos marcadores de microssatélite nucleares (nSSRs) e de cloroplasto (cpSSRs) para o grupo. Ao todo, desenvolvemos trinta e sete SSRs, nove nucleares e vinte oito de cloroplasto. Todos marcadores foram polimórficos em S. riparium e apresentaram sucesso de transferabilidade para S. inaequilaterum e S. perforatum. Cinco clados principais foram reconstruídos na filogenia molecular do gênero, os quais são caracterizados por bons caracteres morfológicos e aqui reconhecidos como espécies em uma nova sinopse apresentada para o grupo: (i) S. inaequilaterum Bureau & K. Schum., distribuído pela Amazônia e América Central; (ii) S. perforatum (Cham.) Miers, distribuído pela Mata Atlântica e Áreas Secas do Brasil Central, (iii) S. riparium (Kunth) Sandwith, distribuído por toda Bacia Amazônia; (iv) S. flos-ardeae (Pitter) Beyer & L.G. Lohmann, distribuído pela América Central, e (v) S. coriaceum Beyer & L.G. Lohmann, restrito ao Estado do Pará, na Amazônia Oriental. O estudo biogeográfico indicou que o ancestral de Stizophyllum e seu grupo-irmão Martinella, estava distribuído pela Amazônia. A divergência destas linhagens ocorreu durante o Eoceno, enquanto a diversificação das espécies de Stizophyllum ocorreu durante o Mioceno, a partir de um ancestral amplamente distribuído pela região Neotropical. Essa dissertação traz novos dados para um melhor entendimento dos processos que levaram à estruturação da biota Neotropical e contribui dados importantes para um projeto multidisciplinar amplo neste tópico (FAPESP 2012/50260-6) / The Neotropics is one of the most biodiverse regions in the planet. This region has a complex geological history that began during the break of Gondwana, which separated the South American and African continents in the Mesozoic, at ca. 150 million years ago. All the geological changes that followed greatly impacted the diversification of the fauna and flora of this region. However, it is still not clear what processes led to the high diversity found in this region. This study focuses on Stizophyllum (Bignonieae, Bignoniaceae), a small genus of Neotropical lianas, distributed from Mexico to southern Brazil. Although Stizophyllum is well circumscribed, species limits remain complicated in this group and little is known about its evolutionary history. This study aims to: (i) reconstruct the phylogeny of the genus and use it as a basis to infer the biogeographical history of this group, and (ii) develop nuclear and plastid microsatellite markers (SSRs) for future studies on the phylogeography and population genetics of this group. To this end, we reconstructed the phylogeny of the genus based on three molecular markers (ndhF, rpl32-trnL and pepC) and a broad sample of individuals, using Bayesian and Maximum Likelihood approaches. We then estimated divergence times of the various lineages and recontructed the biogeographical history of the group. Lastly, we developed nuclear microsatellite markers (nSSRs) and chloroplast microsatellite markers (cpSSRs) for the group. In total, we developed thirty-seven SSRs, nine from the nucleus and twenty-eight from the chloroplast. All markers amplified successfully in S. riparium and transferability was sucessful to S. inaequilaterum and S. perforatum. Five main clades were reconstructed in the molecular phylogeny of the group, all of which are characterized by good morphological markers and here recognized as species in an updated synopsis of the group: (i) S. inaequilaterum Bureau & K. Schum., distributed through the Amazon and Central America; (ii) S. perforatum (Cham.) Miers, distributed through the Atlantic Forest and the Dry Areas from Central Brasil; (iii) S. riparium (Kunth) Sandwith, distributed throughout the Amazon Basin; (iv) S. flos-ardeae (Pitter) Beyer & L.G. Lohmann, distributed through Central America; and, (v) S. coriaceum Beyer & L.G. Lohmann, restricted to the state of Pará, in Eastern Amazonia. The biogeographic study indicated that the ancestor of Stizophyllum and its sister-group Martinella was broadly distributed through Amazônia. These lineages dievrsified during the Eocene, while the diversification of Stizophyllum species occurred during the Miocene, from an ancestor that was broadly distributed through the Neotropics. This dissertation brings new information for the assembly of the Neotropical biota and contributes important data for a broader multidisciplinary project on this topic (FAPESP 2012 / 50260-6)

This is a large collection of small poems.

Diversos estudos sobre dinâmica de crescimento de lianas tem sido feito nas florestas tropicais e indicam um aumento global da densidade e biomassa de lianas na paisagem. As possíveis causas desse aumento estão relacionadas com fatores ambientais globais como: aumento da temperatura, da concentração de gás carbônico (CO2) e da dinâmica (mortalidade e recrutamento) acelerada das árvores. No entanto, em nosso estudo, apresentado no primeiro capítulo, não observamos mudanças na densidade e biomassa de lianas na floresta de terra firme da Amazônia Central (Reserva Adolpho Ducke, AM). Localmente, nas parcelas, encontramos pequenas mudanças positivas e negativas na densidade e biomassa de lianas. Essas mudanças são explicadas pelas diferenças nas taxas de recrutamento e mortalidade para cada parcela, assim como pela distribuição topográfica (Height Above the Nearest Drainage - HAND) das parcelas e pela mortalidade de árvores. Parcelas localizadas em áreas mais planas (menor HAND), e próximas da rede de drenagem, possuem maior recrutamento e maior mortalidade de árvores que por sua vez estão relacionadas com o aumento da densidade de lianas. Portanto, fatores locais e não mudanças globais são responsáveis pela mudança da dinâmica das lianas e, considerando a paisagem, ainda é cedo para concluirmos que as lianas estão aumentando em densidade em todas as florestas tropicais. No segundo capitulo, analisamos a arquitetura anatômica, a flexibilidade (i.e. módulo de Young), a condutividade hídrica especifica inicial (Ki), máxima (Kmax) e a porcentagem de perda de condutividade (PPC) de quatro espécies lianescentes de Bignoniaceae. As espécies possuem distintas arquiteturas anatômicas, apresentando a variação cambial xilema interrompido por cunhas de floema, onde duas delas (Adenocalymma validum e Pachyptera aromatica) possuem quatro cunhas de floema e as outras duas (Anemopaegma robustum e Bignonia aecnoquitialis) múltiplos de quatro cunhas de floema. Associada à variação cambial as espécies possuem distintas quantidades de tecidos caulinares (xilema, floema e medula), de tecido xilemático (xilema lianescente e autossuportante) e de tipos celulares e dimensões das células do xilema (porcentagem de vaso, de parênquima, de fibra, de área condutora, área média de vaso e espessura da parede da fibra). A flexibilidade é semelhante entre as espécies analisadas e a Ki, Kmax e PPC é semelhante em três das quatro espécies. As distintas combinações das quantidades dessas variáveis anatômicas em cada espécie explicam a similaridade de flexibilidade, Ki, Kmax e PPC entre as espécies. Adicionalmente, notamos que as espécies possuem diferentes respostas para o ganho de flexibilidade e condutividade hídrica específica. Em síntese, a maior flexibilidade, Ki, Kmax e PPC é explicada pela alta porcentagem de floema, de área condutora do xilema, de xilema lianescente, de vasos, de parênquima e vasos de maior calibre. Por outro lado, os parâmetros anatômicos relacionados com uma menor flexibilidade, Ki, Kmax e PPC são: alta porcentagem de medula, de xilema autossuportante, de fibras e maior frequência de vasos. Há um balanço entre a flexibilidade, eficiência condutiva (maior Kmax) e segurança hídrica (menor PPC) nas lianas analisadas, e esse balanço é explicado pela arquitetura anatômica das lianas / Several studies about growth dynamics in lianas are being produced in tropical forests and indicate a global rise in density and biomass of lianas in the landscape. The possible causes for this rise are related to global environmental factors, such as the temperature and carbon dioxide (CO2) increase, and the accelerated dynamics of trees (mortality and recruitment). Nevertheless, in this study (presented in the first chapter) we did not observed major changes in density and biomass of lianas in a terra firme forest in central Amazonia (Adolpho Ducke Reserve, AM). We observed small positive and negative changes in liana density and biomass happening locally in the plots. These changes can be interpreted by the differences in recruitment and mortality rates for each plot, as well as by the topographic distribution of the plots (Height Above the Nearest Drainage - HAND) and by tree mortality. Plots located in more flat areas (smaller HAND), and vertically close from the water-table, possess higher recruitment and tree mortality rates that are related to the rise in liana density. Therefore, local factors and not global changes are being responsible by the observed changes in liana dynamics and, considering the landscape, it is still early to conclude that lianas are rising in density in all tropical forests. In the second chapter we analysed the anatomic architecture, flexibility (Young’s Modulus), the initial (Ki) and maximum (Kmax) hydraulic specific conductivity, and the percentage loss of conductivity (PLC) of four Bignoniaceae lianas. The species show different anatomical architectures in their stems, having the cambial variant of the type xylem furrowed by phloem wedges, two of them with four phloem wedges (Adenocalymma validum and Pachyptera aromatica) and two with multiples of four phloem wedges (Anemopaegma robustum and Bignonia aecnoquitialis). Apart from the cambial variants, these species show different amounts of stem tissues (xylem, phloem and pith), of xylem tissues (non self-supporting and self-supporting xylem), and of cell types and dimensions of xylem cells (vessel, parenchyma, fibre and conducting area percentage, vessel mean area and fibre cell wall thickness). Flexibility is similar between the studied species, and Ki, Kmax and PLC is similar in three of the four studied species. Distinct combinations between the amounts of these anatomical variables in each species can explain the similarity found on flexibility, Ki, Kmax and PLC on those species. Additionally, these species show different responses to the gain in flexibility and hydraulic specific conductivity. Summing up, higher flexibility, Ki, Kmax and PLC can be explained by the high percentage of phloem, xylem conducting area, non self-supporting xylem, vessels, parenchyma, and wider vessels. On the other hand, anatomical parameters related to a lower flexibility, Ki, Kmax and PLC are: high percentage of pith, self-supporting xylem and fibres, and high vessel frequency. There is a trade-off between flexibility, conductivity efficiency (higher Kmax) and hydraulic safety (smaller PLC) in the analysed lianas; and this trade-off is explained by the anatomical architectures of the lianas

Lianas de Bignoniaceae são reconhecidas por apresentarem uma variação cambial em seus caules, que promove a formação de cunhas de floema que interrompem o xilema. Uma grande diversidade de formas anatômicas foram descritas para esta variação, assim como o floema resultante dela também foi descrito como sendo distinto do floema normal presente concomitantemente nestes caules. Entretanto, nada se sabe sobre a origem, evolução e diversificação das características anatômicas neste grupo. Por essa razão, o presente estudo teve como objetivo uma análise anatômica dos caules de Bignonieae num contexto filogenético, com o intuito de lançar hipóteses para a evolução da diversidade anatômica na tribo. Para tanto, foi realizada uma análise anatômica caulinar de 54 espécies de Bignonieae, representantes dos 21 gêneros atualmente reconhecidos. Nossos resultados apontam que, não obstante a grande diversidade anatômica presente nos caules de Bignonieae, todas compartilham estágios comuns de desenvolvimento, seguidos de adições terminais que promoveram o aumento da complexidade em seus caules. Além disso, vimos que as diferenças entre o floema normal e o variante tem aumentado ao longo da evolução e está presente em todos os tipos celulares do floema. Vimos ainda que o floema secundário em Bignonieae evolui em direções opostas em diferentes linhagens da tribo, evidenciando que a evolução do floema não segue uma única direção, mas várias. Por fim, este estudo demonstra que análises anatômicas dentro de um contexto filogenético são primordiais por permitirem um maior entendimento dos processos que promoveram a evolução e diversificação dos grupos. / Lianas in Bignoniaceae are well known for presenting a cambial variant in their stems, which develops into phloem wedges that deep furrows the xylem. An enormous diversity of anatomical forms were described as resulting from this cambial variant, as well as the phloem produced by the cambial variant was described as being distinct from the regular phloem concurrently present in these stems. However, nothing is known about the origin, evolution, and diversification of the anatomical traits in this group. Therefore, the present study aimed to provide an anatomical analysis of the stems of Bignonieae (Bignoniaceae) within a phylogenetic framework, in order to address questions on the evolution of anatomical diversity in this tribe. For that reason, here we analyzed the stems of 54 species of Bignonieae, representative of the 21 genera currently known for the tribe. Our results show that, despite the great anatomical diversity present in the stems of Bignonieae, all of them share common developmental stages, which are then followed by subsequent terminal additions that are though to have promoted an augment in the complexity of these stems. Furthermore, our results indicate that the differences found between regular and variant phloem is increasing along time and is present in all cell types of the phloem. Moreover, we found that the secondary phloem in Bignonieae is evolving in opposite directions in distinct lineages of the tribe, evidencing that the evolution of the phloem is not constraint to a single line of specialization. In conclusion, this study demonstrates the importance of anatomical analyses within a phylogenetic framework, allowing for the detection of the processes that have been involved in the evolution and diversification of plant groups.

Lianas de Bignoniaceae são reconhecidas por apresentarem uma variação cambial em seus caules, que promove a formação de cunhas de floema que interrompem o xilema. Uma grande diversidade de formas anatômicas foram descritas para esta variação, assim como o floema resultante dela também foi descrito como sendo distinto do floema normal presente concomitantemente nestes caules. Entretanto, nada se sabe sobre a origem, evolução e diversificação das características anatômicas neste grupo. Por essa razão, o presente estudo teve como objetivo uma análise anatômica dos caules de Bignonieae num contexto filogenético, com o intuito de lançar hipóteses para a evolução da diversidade anatômica na tribo. Para tanto, foi realizada uma análise anatômica caulinar de 54 espécies de Bignonieae, representantes dos 21 gêneros atualmente reconhecidos. Nossos resultados apontam que, não obstante a grande diversidade anatômica presente nos caules de Bignonieae, todas compartilham estágios comuns de desenvolvimento, seguidos de adições terminais que promoveram o aumento da complexidade em seus caules. Além disso, vimos que as diferenças entre o floema normal e o variante tem aumentado ao longo da evolução e está presente em todos os tipos celulares do floema. Vimos ainda que o floema secundário em Bignonieae evolui em direções opostas em diferentes linhagens da tribo, evidenciando que a evolução do floema não segue uma única direção, mas várias. Por fim, este estudo demonstra que análises anatômicas dentro de um contexto filogenético são primordiais por permitirem um maior entendimento dos processos que promoveram a evolução e diversificação dos grupos. / Lianas in Bignoniaceae are well known for presenting a cambial variant in their stems, which develops into phloem wedges that deep furrows the xylem. An enormous diversity of anatomical forms were described as resulting from this cambial variant, as well as the phloem produced by the cambial variant was described as being distinct from the regular phloem concurrently present in these stems. However, nothing is known about the origin, evolution, and diversification of the anatomical traits in this group. Therefore, the present study aimed to provide an anatomical analysis of the stems of Bignonieae (Bignoniaceae) within a phylogenetic framework, in order to address questions on the evolution of anatomical diversity in this tribe. For that reason, here we analyzed the stems of 54 species of Bignonieae, representative of the 21 genera currently known for the tribe. Our results show that, despite the great anatomical diversity present in the stems of Bignonieae, all of them share common developmental stages, which are then followed by subsequent terminal additions that are though to have promoted an augment in the complexity of these stems. Furthermore, our results indicate that the differences found between regular and variant phloem is increasing along time and is present in all cell types of the phloem. Moreover, we found that the secondary phloem in Bignonieae is evolving in opposite directions in distinct lineages of the tribe, evidencing that the evolution of the phloem is not constraint to a single line of specialization. In conclusion, this study demonstrates the importance of anatomical analyses within a phylogenetic framework, allowing for the detection of the processes that have been involved in the evolution and diversification of plant groups.

Lianas possuem uma arquitetura anatômica altamente especializada em seus caules, com características que lhes permitem uma condutividade e mobilidade eficientes. O conjunto dessas características é denominado de “síndrome vascular lianescente”, e compõe-se de variações cambiais (formação de tecidos secundários de forma não-usual), dimorfismo de vasos (coocorrência de vasos de grande calibre e vasos de menor calibre, muitas vezes associados), poucas fibras ou fibras de paredes delgadas, presença de raios altos e largos, e maior quantidade de parênquima (esporadicamente não lignificado, tanto axial quanto radial), quando comparadas com as de espécies autossuportantes relacionadas. Em Bignoniaceae, a maior parte das lianas estão compreendidas na tribo Bignonieae, um grande clado neotropical, morfologicamente diverso, onde a variação cambial do tipo “xilema interrompido por cunhas de floema” representa uma sinapomorfia do grupo. A anatomia caulinar de lianas é bastante conhecida, entretanto dados sobre a anatomia de raízes são raros. Nas raízes de algumas espécies de Bignonieae, sabe-se da presença de variações cambiais, mas sem maiores informações acerca de outros atributos da estrutura secundária. Desse modo, essa dissertação tem como objetivo elucidar algumas questões, dividindo as análises em duas partes. No primeiro capítulo, visa-se verificar a presença de variações cambiais em raízes e caules, e possíveis atributos relacionados à síndrome vascular lianescente nas raízes. No segundo capítulo analisa-se, anatomicamente, as configurações do xilema secundário de raízes e caules, à fim de observar possíveis diferenças entre os órgãos. Os resultados obtidos são, em síntese, os que seguem: (i) raízes apresentam variação cambial semelhante à dos caules, mas as cunhas de floema iniciais se formam intercaladas e em mesmo número que os polos de protoxilema; (ii) em Amphilophium, as cunhas de floema inclusas, características do gênero, são incluídas no floema secundário, além do xilema; (iii) presença de neoformações vasculares em Amphilophium, formadas pela porção não condutora do floema secundário, ampliando a área condutora; (iv) presença de dimorfismo de vasos e raios altos e largos, além da variação cambial, como características da síndrome vascular lianescente, nas raízes das espécies analisadas, semelhantes aos seus caules; (v) as características qualitativas do xilema são semelhantes entre raízes e caules, assim como as quantitativas, estatisticamente. Estudos são necessários no campo do controle gênico e hormonal, visando entender porque a síndrome lianescente ocorre em órgãos submetidos a condições de crescimento tão diferentes / Lianas have stems with a very specialized anatomical architecture, with attributes that allows efficient conductivity and flexibility. Among the suite of features, collectively named “lianescent vascular syndrome”, we can quote the presence of cambial variants (which are unusual patterns of secondary growth), vessel dimorphism (presence of wide and narrow vessel co-occurring, sometimes associated), fewer fibres or thin-walled fibres, tall and large rays, and abundant parenchyma (occasionally non-lignified, both on axial and radial axis) when compared with related self-supporting species. Most of lianas in Bignoniaceae are comprised in the tribe Bignonieae, a large and orphologically diverse neotropical clade, possessing the cambial variant “furrowed xylem” as synapomorphy. The stem anatomy of Bignonieae lianas is well known, but data about root anatomy are scarce. It is known that cambial variants occur in roots of some Bignonieae, but there is no information about other features of the secondary structure. Thus, the aim of this study is to elucidate some questions, dividing the analysis in two parts. In the first chapter, we intent to verify the presence of cambial variants in roots and stems, and possible attributes related to vascular lianescent syndrome in roots. In the second chapter we analyze the anatomical settings of secondary xylem in roots and stems, in order to verify possible differences between them. The key results obtained are here synthetized: (i) roots have cambial variants similar to stems, but the phloem wedges form interspersed and in same number as the protoxylem poles; (ii) in Amphilophium the included phloem wedges, a characteristic of the genus, are also included in secondary phloem, besides the xylem; (iii) presence of vascular neoformations in Amphilophium, formed by cells in nonconducting portion of the phloem, increasing the conductive area; (iv) presence of vessel dimorphism and tall and large rays, plus cambial variant, characteristic of vascular lianescent syndrome in the roots of the analyzed species, similar to stems; (v) the qualitative features of the xylem are similar between roots and stems, as are statistically similar the quantitative features. We believe that more studies are necessary in the genetic and hormonal field, aiming to understand why the lianescent syndrome occurs in organs subjected to different growth conditions

O histórico processo de destruição da cobertura vegetal das florestas tropicais restringiu parte significativa das formações naturais deste bioma a fragmentos florestais pequenos e isolados. Nesse contexto, espécies ruderais de lianas podem se proliferar e rapidamente cobrir o dossel da floresta, prejudicando os indivíduos arbóreos e estagnando ou até mesmo regredindo os processos de sucessão florestal. O presente trabalho busca analisar as barreiras ecológicas que impedem a sucessão florestal em fragmentos florestais degradados dominados por lianas hiperabundantes, fornecer subsídios para estratégias de intervenção visando à restauração da estrutura e composição destes fragmentos e avaliar os efeitos iniciais do corte de lianas na dinâmica e crescimento da comunidade arbórea florestal. Para isso, foram instaladas 35 parcelas em um fragmento de floresta estacional semidecidual degradado e isolado pertencente ao bioma da Mata Atlântica, sendo cinco parcelas instaladas em setores menos degradados, e 30 em setores degradados dominados por lianas hiperabundantes. Destas 30 parcelas, cortaram-se todas as lianas em 20 parcelas, e avaliou-se a chegada de sementes, emergência e estabelecimento de plântulas e crescimento dos indivíduos arbóreos comparativamente entre parcelas com e sem manejo de lianas. Parâmetros da comunidade arbórea foram correlacionados com a densidade de lianas a fim de entender as relações entre estas formas de vida. O tempo necessário para o manejo de lianas foi quantificado e correlacionado com parâmetros da floresta a fim de entender quais fatores afetam o rendimento operacional desta atividade e o plantio de mudas foi testado em parcelas com e sem lianas, como técnica complementar ao manejo. Por fim, analisou-se o efeito do corte de lianas na produção de serapilheira, abertura de dossel, mortalidade dos indivíduos arbóreos e estocagem de carbono na parte aérea dos indivíduos arbóreos. Lianas não afetam a chegada de sementes ou a emergência de plântulas em fragmentos florestais degradados, porém diminuem o estabelecimento de plântulas pioneiras (provavelmente por sombreamento); no entanto, indivíduos arbóreos pioneiros compartilham habitat com as lianas, enquanto que espécies não-pioneiras têm a estrutura e diversidade de suas populações correlacionadas negativamente com a densidade de lianas. A quantidade de homens-hora para o corte de lianas em fragmentos degradados é muito maior que valores estimados para fragmentos florestais conservados, e é inversamente correlacionada com a densidade e área basal das lianas e positivamente relacionado com a densidade e área basal dos indivíduos arbóreos. O corte de lianas alterou a abertura do dossel no curto prazo e a produção de serapilheira, além de aumentar a estocagem de carbono para indivíduos arbóreos menores. O corte de lianas não afetou a mortalidade dos indivíduos arbóreos. Lianas hiperabundantes podem estagnar e até mesmo retroceder a sucessão florestal em fragmentos florestais e o corte de lianas é uma estratégia efetiva para recuperar estes processos. No entanto o manejo deve ser feito de forma contínua, dada a elevada resiliência comunidade de lianas ruderais. O plantio de mudas apresentou alta mortalidade e só é recomendando em casos de elevada abertura de dossel e baixa densidade de indivíduos arbóreos estabelecidos. / The historical human-mediated loss of tropical forest cover has beleaguered significant portions of these biomes in small and degraded forest remnants scattered on the landscape. In this context, ruderal liana species may proliferate and quickly dominate forest canopy, hindering tree individuals and arresting or even reversing forest succession. This study aims at analyzing the ecological barriers that halt forest succession in degraded forest remnants dominated by hyper-abundant lianas, providing ground to develop intervention strategies to restore structure and composition of these remnants and assess the early effects of liana cutting on the dynamic and growth of the forest tree community. We installed 35 plots in a degraded and isolated semideciduous seasonal forest remnant, from which five were installed in less degraded sectors of the forest remnant and 30 were installed in degraded sectors, dominated by hyper-abundant lianas. We chose 20 out of the 30 plots to undergo cutting of all lianas. We compared seed arrival, seedling emergence and establishment and growth of established adult tree individuals among control and liana cutting plots. Tree community parameters were correlated with liana density in order to understand the relation of these two life forms in the degraded forest. Time required, in man-hours, for liana cutting was quantified and correlated with tree and liana community parameters in order to provide ground for estimating labor requirements in similar situations; seedling planting was tested as a complimentary restoration technique. Finally, we assessed the early effects of liana cutting on canopy openness, litter production, tree mortality and carbon stored in the tree community. Lianas do not affect seed arrival or seedling emergence in degraded forest remnants, however, they do increase pioneer seedling mortality (probably through shading); at the same time, established pioneer individuals share habitat with lianas, while non-pioneers have the structure and diversity of their community negatively correlated with liana density. Manhours needed for liana cutting in degraded forest remnants are much higher than estimates for mature forests, and it is inversely correlated with liana density and basal area and positively correlated with tree density and basal area. Early effects of liana cutting included increased canopy openness, reduced litter production and increased carbon uptake by smaller trees. Liana cutting did not affect established trees mortality. Hyper-abundant lianas may stagnate and even reverse forest succession in degraded forest remnants and liana cutting is an effective strategy to recuperate sucessional processes. However, liana cutting must be carried out periodically, given the high resilience of ruderal lianas populations. Seedlings planting had high mortality and it is recommended only when canopy openness is high and density of established tree individuals is low.

O bioma Cerrado possui a mais rica flora entre as savanas do mundo e apresenta alto nível de endemismo. Em relação ao contexto estadual, o Tocantins está situado na zona de transição geográfica entre o Cerrado e Amazônia. O desenvolvimento deste trabalho objetivou avaliar a composição florística e fitossociológica, bem como, quantificar a necromassa e lianas em um fragmento de Cerrado sensu stricto. Em uma área de 3,6 hectares, por meio de censo, foram identificados indivíduos arbóreos com circunferência a altura do peito (CAP) maior ou igual a 15 cm, que tiveram sua altura medida, bem como indivíduos que apresentavam lianas usando como suporte. Na área, também foi mensurada a necromassa disposta sobre o solo que se encontrava na área e com diâmetro de no mínimo 2 cm, usando a metodologia de smalian, cubagem. Além disso, foram medidas as lianas lenhosas com diâmetros ≥ 1 cm a 1,30 m de altura. Foram amostrados 8.943 indivíduos, pertencentes a 75 espécies, 69 gêneros e 33 famílias das quais predominaram as famílias Vochysiaceae e Fabaceae. A densidade total da área e área basal foram, respectivamente, de 2.484 ind.ha-1 e 13,95 m².ha-1. Foi constatado pelos índices de Shannon (H’=3,39) e Pielou (J=0,79), em comparação com outros trabalhos, a alta diversidade e heterogeneidade de espécies. Foram medidos um total de 1.547 peças lenhosas caída sobre o solo e suspensos sobre as árvores com uma densidade total de 430 peças.ha-1, sendo a maioria composto por galhos. Em relação as lianas, foram amostrados 2.174 indivíduos (604 ind.ha-1), com uma biomassa média de 16,81 Mg.ha-1. Na área de estudo as espécies que se destacaram em relação aos parâmetros fitossociológicos foram: Myrcia splendens, Byrsonima stipulacea, Qualea parviflora, Machaerium brasiliense, Qualea multiflora, Magonia pubescens e Astronium fraxinifolium; alta riqueza de espécies e heterogeneidade de distribuição; poucas espécies com mesmos gêneros; e maior abundância de necromassa e lianas em diâmetros menores está relacionada à estrutura da área uma vez que, grande parte das espécies lenhosas está concentrada em plantas de pequeno porte. / The Cerrado biome has the richest flora among the world's savannas and presents a high level of endemism. In relation to the state context, the Tocantins is situated in the geographical transition zone between the Cerrado and the Amazon. The development of this work aimed to evaluate the floristic and phytosociological composition, as well as quantify the necromass and lianas in a Cerrado fragment sensu stricto. In an area of 3.6 hectares, by census, arboreal individuals with chest circumference (CAP) greater than or equal to 15 cm were identified, which had their height measured, as well as individuals who presented lianas using as support. In the area, we also measured the necromass arranged on the soil that was in the area and with diameter of at least 2 cm, using the methodology of smalian, cubing. In addition, woody lianas with diameters ≥ 1 cm at 1.30 m were measured. A total of 8,943 individuals belonging to 75 species were sampled, 69 genera and 33 families of which the families Vochysiaceae and Fabaceae predominated. The total density of the area and basal area were, respectively, 2,484 ind.ha-1 and 13,95 m².ha-1. It was verified by the indexes of Shannon (H '= 3.39) and Pielou (J = 0.79), in comparison with other studies, the high species diversity and heterogeneity. A total of 1,547 woody pieces were measured lying on the ground and suspended above the trees with a total density of 430 pieces.ha-1, most of which were composed of twigs. Regarding the lianas, 2,174 individuals (604 ind.ha-1) were sampled, with a mean biomass of 16.81 Mg.ha-1. In the study area the species that stood out in relation to the phytosociological parameters were: Myrcia splendens, Byrsonima stipulacea, Qualea parviflora, Machaerium brasiliense, Qualea multiflora, Magonia pubescens and Astronium fraxinifolium; high species richness and distribution heterogeneity; few species with the same genera; and greater abundance of necromasses and lianas in smaller diameters is related to the structure of the area since most of the woody species is concentrated in small plants.