Developmentally programmed and plastic processes of growth in the multistemmed understory shrub Vaccinium hirtum (Ericaceae)

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Abstract

This paper investigates the developmentally programmed and plastic processes of growth in the multistemmed, deciduous shrub Vaccinium hirtum Thunb. We conducted the demographic censuses of stems and the measurements of stem growth and morphology along a natural light gradient in forest understory. With light availability from 5%–28%, the probability of sprouting new stems increased three-fold. Sprouts growing in well-lit conditions were larger than sprouts growing less light. In contrast, neither leaf area per unit aboveground biomass (LAR) nor relative growth rates of aboveground biomass (RGR) of individual stems changed significantly with light. Irrespective of light availability, LAR increased and RGR decreased with stem age. RGR approached zero in old stems > 12-years-old, and their aboveground biomass productions were mostly used to replace deciduous leaves. Our results suggest that the response of aboveground structures to increasing light availability occurs by the production of new sprouts, rather than by the increased growth of existing stems. This indicates a hierarchy of plasticities within the multistemmed structure. Age-related strong controls of stem development reflect the sprouting and multistemmed habits. This growth strategy is favorable under high-stress environments with generally low resource levels such as forest understory and with unpredictable resource pulses such as caused by canopy gap disturbances.

Les auteurs examinent les processus de croissance à développement plastique et programmé, chez l'arbuste décidu à tiges multiple Vaccinium hirsutum Thunb. Ils ont conduit un recensement démographique des tiges, mesuré la croissance des tiges et observé leur morphologie, le long d'un gradient naturel de lumière dans un sous-bois forestier. En passant de 5 à 28% de luminosité, la probabilité de rejet de nouvelles tiges augmente de 3 fois. Sous une forte luminosité, les rejets sont plus forts que ceux produits sous faible luminosité. Au contraire, ni la surface foliaire par unité de biomasse épigée (LAR), ni les taux relatifs de croissance de la biomasse épigée (RGR) des tiges individuelles ne changent significativement avec la luminosité. Indépendamment de la lumière disponible, le LAR augmente et le RGR diminue avec l'âge de la tige. Le RGR se rapproche de zéro chez les vieilles tiges >12 ans, et leurs productions de biomasse épigée servent surtout à remplacer les feuilles décidues. Les résultats suggèrent que la réaction des structures épigées à une augmentation de luminosité s'effectue par la production de nouveaux rejets, plutôt que par une augmentation des structures existantes. Ceci indique une hiérarchie des plasticités au sein de la structure à tiges multiples. La détermination fortement contrôlée par l'âge du développement des tiges, reflète le mode de vie par rejets et tiges multiples. Cette stratégie de croissance est favorable dans des environnements fortement stressants comportant généralement peu de ressources, comme les sous-bois forestiers, et l'incidence imprédictible de ressources comme les modifications à l'ouverture de la canopée.

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