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Biological systems are complex dynamical systems whose relationships with environment have strong implications on their regulation and survival. From the interactions between plant and environment can emerge a quite complex network of plant responses rarely observed through classical analytical approaches. The objective of this current study was to test the hypothesis that photosynthetic responses of different tree species to increasing irradiance are related to changes in network connectances of gas exchange and photochemical apparatus, and alterations in plant autonomy in relation to the environment. The heat dissipative capacity through daily changes in leaf temperature was also evaluated. It indicated that the early successional species (Citharexylum myrianthum Cham. and Rhamnidium elaeocarpum Reiss.) were more efficient as dissipative structures than the late successional one (Cariniana legalis (Mart.) Kuntze), suggesting that the parameter deltaT (T ºCair - T ºCleaf) could be a simple tool in order to help the classification of successional classes of tropical trees. Our results indicated a pattern of network responses and autonomy changes under high irradiance. Considering the maintenance of daily CO2 assimilation, the tolerant species (C. myrianthum and R. elaeocarpum) to high irradiance trended to maintain stable the level of gas exchange network connectance and to increase the autonomy in relation to the environment. On the other hand, the late successional species (C. legalis) trended to lose autonomy, decreasing the network connectance of gas exchange. All species showed lower autonomy and higher network connectance of the photochemical apparatus under high irradiance. Sistemas biológicos são sistemas dinâmicos complexos cujas relações com o ambiente apresentam importantes implicações sobre seus processos de regulação e sobrevivência. A partir destas interações pode emergir uma complexa rede de respostas que raramente são observadas pelas abordagens analíticas clássicas. Desta forma, o objetivo deste estudo foi testar a hipótese de que as respostas fotossintéticas de diferentes espécies arbóreas ao aumento da irradiância estão relacionadas às mudanças na conectância das redes de trocas gasosas e do aparato fotoquímico, assim como mudanças no grau de autonomia entre planta e ambiente. A capacidade de dissipação térmica avaliada por mudanças da temperatura foliar ao longo do dia também foi analisada, indicando que as espécies iniciais da sucessão (Citharexylum myrianthum Cham. e Rhamnidium elaeocarpum Reiss.) foram mais eficientes que a espécie tardia (Cariniana legalis (Mart.) Kuntze) como estruturas dissipativas. Isto sugere que o parâmetro deltaT (T ºCar - T ºCfolha) poderia ser uma ferramenta adicional para auxiliar na identificação das classes sucessionais de espécies tropicais arbóreas. Nossos resultados indicaram a ocorrência de um interessante padrão de resposta das redes e mudanças na autonomia quando as plantas foram submetidas à alta irradiância. Considerando a assimilação diária de CO2, as espécies tolerantes (C. myrianthum e R. elaeocarpum) tenderam a manter a conectância da rede de trocas gasosas estável e aumentar a autonomia em relação ao ambiente. Por outro lado, a espécie susceptível (C. legalis) à alta irradiância tendeu a perder autonomia, diminuindo a conectância da rede das trocas gasosas. Todas as espécies apresentaram menor autonomia e maior conectância da rede do aparato fotoquímico sob alta irradiância

revista brasileira de botânica

Network connectance and autonomy analyses of the photosynthetic apparatus in tropical tree species from different successional groups under contrasting irradiance conditions