Influence of Tissue Density-specific Mechanical Properties on the Scaling of Plant Height

Niklas, Karl J.

doi:10.1006/anbo.1993.1096

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“…The elastic similarity implies that the relative margin of safety against mechanical failure is maintained during height growth by increasing diameter via lateral cambium activity (Rich 1986). Therefore, constraints on further increases in height in non-woody species would result from limitations on the maximum stiffness and strength that plant tissue can achieve (Niklas 1993b). Although palms lack a vascular cambium (Tomlinson 1961), many palm species achieve heights equal to those attained by many of the largest dicots and gymnosperms (Niklas 1994;Schatz et al 1985;Kahn 1986;Kahn & Castro 1985).…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Allometry of a neotropical palm, Euterpe edulis Mart.

2004

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RESUMO -(Alometria de uma palmeira Neotropical, Euterpe edulis Mart.). Neste trabalho foram analisadas as relações entre o diâmetro e a altura de uma palmeira Neotropical (Euterpe edulis) comum na Floresta Atlântica do SE do Brasil. As relações observadas entre a altura e o diâmetro ao longo do estipe (diâmetro ao nível do solo (DAS), e diâmetro ao nível do peito (DAP) foram comparadas a três modelos teóricos de estabilidade mecânica: similaridade elástica, similaridade de estresse e similaridade geométrica. As inclinações das regressões altura-diâmetro não se ajustaram a nenhum dos modelos de estabilidade mecânica. Diferenças significativas na alometria do estipe foram encontradas comparando-se as relações altura-DAS com altura-DAP, sugerindo maior incremento em DAP com a altura. A relação entre o fator de segurança do diâmetro contra quebra e a altura mostrou que tanto o DAS como o DAP encontram-se acima do limite teórico de quebra de McMahon para árvores, mas alguns indivíduos aproximam-se deste limite em relação ao DAP. Apesar de apresentarem padrão similar de decréscimo do fator de segurança com a altura, as diferenças encontradas para o fator de segurança ao longo do estipe -maior fator de segurança para o DAS quando comparado com o DAP -indicam que o risco de quebra em palmeiras depende do tamanho e varia ao longo do estipe. As relações alométricas distintas ao longo do estipe obtidas para Euterpe edulis podem estar refletindo possíveis diferenças na forma do estipe e nas estratégias de crescimento.Palavras-chave: fator de segurança, risco de quebra, instabilidade mecânica, floresta tropical semidecídua, Brasil ABSTRACT -(Allometry of a Neotropical palm, Euterpe edulis Mart.). The stem allometry (stem diameter vs. tree height) of a Neotropical palm (Euterpe edulis)found in rain and seasonal forest of Southeastern Brazil was examined. Observed height-diameter relationships along the stem (diameter at ground level, (dgl), and diameter at breast height (dbh) were compared to three theoretical stability mechanical models: elastic similarity, stress similarity and geometric similarity. Slopes of log-transformed height-diameter relationships did not lie near those predicted by any stability mechanical models. Significant differences in stem allometry were found when comparing dgl to dbh, suggesting greater increase in dbh with height. The relationship between stability safety factor (SSF) and palm height showed that both dgl and dbh were found to be above McMahon's theoretical buckling limit for dicotyledonous trees, but some individuals approached this limit in relation to dbh. Despite displaying a similar decreasing pattern of SSF with height, differences found in SSF along the stem -greater SSF for dgl when compared to dbh -indicate that the risk of mechanism failure in palms depends upon the size and varies along the stem. Distinct allometric relationships along the stem obtained for Euterpe edulis may be reflecting possible differences in stem design and growth strategies.

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Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Allometry of a neotropical palm, Euterpe edulis Mart.

2004

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“…4, we plot this maximal value as a function of the axial and sectional growth parameters (µ 1 and ν 1 respectively). In addition, we plot the value of breaking stress for pith tissue estimated from [Niklas (1993)] in which the Young Modulus for the pith is around 1 Mpa (Fig. 1 in [Niklas (1993)]) and values of the breaking stresses are around 0.3 MPa (Fig.…”

Section: A(μ) T R (R)mentioning

confidence: 99%

“…In addition, we plot the value of breaking stress for pith tissue estimated from [Niklas (1993)] in which the Young Modulus for the pith is around 1 Mpa (Fig. 1 in [Niklas (1993)]) and values of the breaking stresses are around 0.3 MPa (Fig. 2 in [Niklas (1993)]).…”

Section: A(μ) T R (R)mentioning

confidence: 99%

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Elastic cavitation, tube hollowing, and differential growth in plants and biological tissues

Goriely

Moulton

Vandiver

2010

EPL

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Abstract. -Elastic cavitation is a well-known physical process by which elastic materials under stress can open cavities. Usually, cavitation is induced by applied loads on the elastic body. However, growing materials may generate stresses in the absence of applied loads and could induce cavity opening. Here, we demonstrate the possibility of spontaneous growth-induced cavitation in elastic materials and consider the implications of this phenomenon to biological tissues and in particular to the problem of schizogenous aerenchyma formation.

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“…Según Niklas, en el sentido más formal, el tejido vegetal habría que considerarlo como una estructura y no como un material (Niklas 1993). Aduce que mientras que el módulo de Young y la tensión de rotura son propiedades mecánicas independientes del tamaño en un material no biológico; en los tejidos vegetales estas propiedades sí son fuertemente dependientes del tamaño.…”

Section: El Tejido Vegetalunclassified

Espectroscopía Ultrasónica Resonante Sin Contacto y su Aplicación al Estudio de Tejidos Vegetales en Estructura Multicapa = Non-Contact Resonant Ultrasound Spectroscopy and its Application to Study Multilayered Vegetal Tissues

Fariñas¹,

Dolores²

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AgradecimientosTiene gracia que lo último que vaya a escribir de esta tesis sean los agradecimientos. Y es que, me cuesta ponerme a hacerlo. Si estáis leyendo estas líneas es porque una copia habrá llegado a vuestras manos, y si eso es así, espero no haber entrado en el selecto grupo de gente que habiendo defendido la tesis, han conseguido suspender. Entonces, suponiendo que ya sea doctora, me pongo a agradecer como es debido.Es verdad que aquí están resumidos gran parte de los conocimientos científicos y técnicos que he adquirido en estos últimos años. Pero lo que también es cierto, es que es una pena que aquí no quede reflejado todo lo que he aprendido. Cuando me preguntan por la utilidad de una tesis doctoral y percibo cierto tono de escepticismo, suelo contestar que no sirve para mucho -en un ejercicio de hipocresía tal, que se me puede reprochar justamente-. Esta hipocresía oculta en realidad mi incapacidad para separar la utilidad mercantilista, por la que creo que me preguntan, de la utilidad personal que ha supuesto para mí realizar este trabajo y que, sin duda, eclipsa del todo a la anterior. La persona que soy hoy en día es muy diferente a la que era hace cuatro años y, desde toda la objetividad del que habla de sí mismo, creo que he mejorado. El número y riqueza de las experiencias que me ha brindado la realización de esta tesis es tal, que a menudo me he sentido culpable por tener tanta suerte. Pero, como dice mi mentor, la vida es en ocasiones ya bastante injusta como para lamentarte también cuando tienes suerte. Y es que, yo soy mucho de quejarme. Y de repetir las cosas (no sé de quién habré aprendido esto -mamá-). Dicho esto, me gustaría agradecer en primer lugar, a los que han invertido más en mí y no sólo económicamente: a mis padres, que supieron inculcarme la importancia del respeto, la humildad y la educación, así como me ayudaron a entender que ser artista -teniendo en cuenta mi falta de preparación en tales disciplinas-era un poquito arriesgado cuando acabé el instituto. En segundo lugar, a mi hermano (y a Itziar, a la que también he recurrido en repetidas ocasiones), que siempre ha sido el más inteligente de la familia, el más ultrafondista, el que mejores regalos hace y sobretodo, el menos pesado. En tercer lugar a Tomás, si no hubiera sido él el encargado de guiarme por este camino, no creo que hubiese llegado al final (claro que igual ahora mismo, protagonizaría mi propio espectáculo en Broadway). En cuarto lugar, a todos los que ya estaban ahí antes de que comenzara esta tesis y a todos aquellos que aparecieron por y durante ella; gracias por atender mis preocupaciones -muy especialmente por escuchar aquellas que sólo tenían sentido en mi cabeza de persona que está siempre preocupada por algo-y, en definitiva, gracias por aportar a mi vida. Por último, gracias a todos los que de un modo directo o indirecto, han "patrocinado" la realización de esta tesis doctoral: la ciencia es más importante de lo que podía imaginarme antes de comenzar este camino y ahora tengo la responsabilidad moral...

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Influence of Tissue Density-specific Mechanical Properties on the Scaling of Plant Height

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Allometry of a neotropical palm, Euterpe edulis Mart.

Allometry of a neotropical palm, Euterpe edulis Mart.

Elastic cavitation, tube hollowing, and differential growth in plants and biological tissues

Espectroscopía Ultrasónica Resonante Sin Contacto y su Aplicación al Estudio de Tejidos Vegetales en Estructura Multicapa = Non-Contact Resonant Ultrasound Spectroscopy and its Application to Study Multilayered Vegetal Tissues

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