Anatomical traits related to stress in high density populations of Typha angustifolia L. (Typhaceae)

Abstract

Abstract Some macrophytes species show a high growth potential, colonizing large areas on aquatic environments. Cattail (Typha angustifolia L.) uncontrolled growth causes several problems to human activities and local biodiversity, but this also may lead to competition and further problems for this species itself. Thus, the objective of this study was to investigate anatomical modifications on T. angustifolia plants from different population densities, once it can help to understand its biology. Roots and leaves were collected from natural populations growing under high and low densities. These plant materials were fixed and submitted to usual plant microtechnique procedures. Slides were observed and photographed under light microscopy and images were analyzed in the UTHSCSA-Imagetool software. The experimental design was completely randomized with two treatments and ten replicates, data were submitted to one-way ANOVA and Scott-Knott test at p<0.05. Leaves from low density populations showed higher stomatal density and index. These modifications on stomatal characteristics were more evident on the leaf abaxial surface. Plants from low density populations showed thicker mesophyll and higher proportion of aerenchymal area. Roots from low density populations showed a higher proportion of the vascular cylinder. Whereas, plants from higher density populations showed greater thickness of the endodermis, exodermis, phloem and root cortex. Higher density populations showed a higher proportion of aerenchymal gaps in the root cortex. Therefore, cattail plants from populations growing under high density population show anatomical traits typical of plants under stress, which promotes the development of less functional anatomical modifications to aquatic environments.Resumo Algumas espécies de macrófitas podem apresentar um elevado potencial de crescimento, colonizando extensas áreas de ambientes aquáticos. O crescimento descontrolado da taboa (Typha angustifolia L.) causa problemas para a biodiversidade local e para atividades antrópicas, isso também pode levar à competição e problemas para a própria espécie. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi verificar se ocorrem modificações anatômicas em plantas de Typha angustifolia L. de diferentes densidades populacionais, uma vez que essas podem auxiliar na compreensão da biologia dessa espécie. Raízes e folhas de T. angustifolia foram coletadas de populações naturais com alto e baixo adensamento populacional. Esse material vegetal foi fixado e submetido a procedimentos usuais de microtécnica vegetal. As lâminas foram observadas e fotografadas em microscopia de luz e as imagens analisadas no software UTHSCSA-Imagetool. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com dois tratamentos e dez repetições, os dados foram submetidos à análise de variância e ao teste de Scott-Knott para p<0,05. As folhas das populações com baixa densidade demonstraram maior densidade e índice estomáticos. Essas características foram mais evidentes na superfície abaxial em comparação com a superfície adaxial. As plantas de populações com baixo adensamento demonstraram maior espessura do mesofilo e área de aerênquima foliar. As raízes das populações com baixo adensamento demonstraram maior proporção do cilindro vascular. Por outro lado, as plantas de populações com alto adensamento demonstraram maior espessura da endoderme, exoderme, floema e do córtex nas raízes. Populações de alto adensamento demonstraram maior proporção de aerênquima no córtex radicular. Portanto, plantas de taboa sob alto adensamento populacional estão sob estresse o qual promove o desenvolvimento de modificações anatômicas menos funcionais para os ambientes aquáticos.