Leaf traits and herbivory on deciduous and evergreen trees in a tropical dry forest

Deciduous and evergreen trees coexist in tropical dry forests, but exhibit distinct leaf syndromes for resource-use efficiency and defenses against herbivores. Moreover, these functional groups may have contrasting patterns of temporal variation in leaf traits and herbivory along leaf ontogeny. We tested these predictions by comparing a set of leaf traits related to water stress and defense, and herbivory levels between young and mature leaves from evergreen leaf-exchanger and deciduous species. We evaluated deciduous and evergreen trees within the same habitat type: a tropical dry forest with 90–100% of leaf deciduousness during the dry season. We sampled 10 individuals of three deciduous and three evergreen species. Evergreen plants had greater leaf thickness and concentration of phenolics and tannins. On the other hand, deciduous plants had higher leaf nitrogen content and specific leaf area. Deciduous plants lost twice as much leaf area by herbivory as evergreen plants (6.48% versus 3.20%), and leaf damage was positively related to both phenolic compounds and nitrogen content. Mature leaves from both phenological groups had higher levels of tannins and phenolic compounds, and lower levels of nitrogen and herbivory increment than young leaves. Our results suggest an adaptive convergence on leaf traits primarily related to water stress for different species within each phenological group. Some of these traits also play a role in leaf palatability, although the fitness consequences of the absolute difference in leaf damage (approximately 3%) between evergreen and deciduous species remain unclear.

ZusammenfassungLaubwerfende und immergrüne Baumarten koexistieren in tropischen Trockenwäldern, aber sie zeigen unterschiedliche Blattsyndrome hinsichtlich der Effizienz der Ressourcennutzung und der Verteidigung gegen Herbivore. Darüberhinaus können diese funktionellen Gruppen unterschiedliche Muster der zeitlichen Variation bei den Blattmerkmalen und des Herbivorenfraßes im Laufe der Blattentwicklung aufweisen. Wir testeten diese Vorhersagen durch den Vergleich einer Anzahl von Blatteigenschaften mit Bezug zu Wasserstress und Verteidigung und des Herbivorenfraßes bei jungen und voll entwickelten Blättern von immergrünen Blattwechslern und laubwerfenden Arten. Wir untersuchten solche Bäume im selben Habitattyp, einem tropischen Trockenwald mit 90 bis 100% Blattwurf während der Trockenzeit. Wir beprobten jeweils zehn Bäume von drei laubwerfenden und drei immergrünen Arten. Immergrüne besaßen dickere Blätter und höhere Konzentrationen von Phenolen und Tanninen. Laubwerfende Bäume wiesen einen höheren Stickstoffgehalt der Blätter und eine höhere spezifische Blattfläche auf. Blattwerfende Bäume verloren doppelt so viel Blattfläche durch Herbivorenfraß wie die Immergrünen (6.48% gegenüber 3.20%), und die Schäden an den Blättern waren positiv mit dem Gehalt an phenolischen Komponenten und Stickstoff verbunden. Reife Blätter von beiden phänologischen Gruppen wiesen höhere Gehalte an Tanninen und phenolischen Verbindungen und geringere Stickstoffgehalte sowie geringeren Herbivorenfraß auf als junge Blätter. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass bei unterschiedlichen Arten innerhalb der beiden phänologischen Gruppen eine adaptive Konvergenz bei den mit Wasserstress verbundenen Blattmerkmalen besteht. Einige dieser Merkmale spielen auch eine Rolle in Hinblick auf die Genießbarkeit, obwohl die Auswirkungen auf die Fitness der absoluten Differenz zwischen immergrünen und laubwerfenden Arten bei den Blattschäden (ca. 3%) unklar bleiben.