Gymnosperms demonstrate patterns of fine‐root trait coordination consistent with the global root economics space.

Gymnosperms encompass a diverse group of mostly woody plants with high ecological and economic value, yet little is known about the scope and organization of fine‐root trait diversity among gymnosperms due to the undersampling of most gymnosperm families and the dominance of angiosperm groups in recent syntheses.New and existing data were compiled for morphological traits (root diameter, length, tissue density, specific root length [SRL] and specific root area [SRA]), the architectural trait branching ratio, root nitrogen content [N] and mycorrhizal colonization. We used phylogenetic least squares regression and principal component analysis to determine trait–trait relationships and coordination across 66 species, representing 11 of the 12 extant gymnosperm families from boreal, temperate, subtropical and tropical biomes. Finally, we compared the relationship between family divergence time and mean trait values to determine whether evolutionary history structured variation in fine‐root traits within the gymnosperm phylogeny.Wide variation in gymnosperm root traits could be largely captured by two primary axes of variation defined by SRL and diameter, and root tissue density and root nitrogen, respectively. However, individual root length and SRA each had significant correlations with traits defining both main axes of variation. Neither mycorrhizal colonization nor root branching ratio were closely related to other traits. We did not observe a directional evolution of mean trait values from older to more recently diverged gymnosperm families.Synthesis. Despite their unique evolutionary history, gymnosperms display a root economic space similar to that identified in angiosperms, likely reflecting common constraints on plants adapting to diverse environments in both groups. These findings provide greater confidence that patterns observed in broad syntheses justly capture patterns of trait diversity among multiple, distinct lineages. Additionally, independence between root architecture and other traits may support greater diversity in below‐ground resource acquisition strategies. Unlike angiosperms, there were no clear trends towards increasingly thin roots over evolutionary time, possibly because of lower diversification rates or unique biogeographic history among gymnosperms, though additional observations are needed to more richly test evolutionary trends among gymnosperms. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Streszczenie: Nagonasienne obejmują zróżnicowaną grupę roślin, głównie drzewiastych, o istotnym ekologicznym i ekonomicznym znaczeniu. Niewiele jednak wiadomo na temat zakresu i organizacji różnorodności cech drobnych korzeni wśród nagonasiennych, ze względu na niedostateczną liczbę przeanalizowanych w ich obrębie gatunków i dominację grup okrytozalążkowych w ostatnich opracowaniach.Zestawiono nowe i istniejące dane dotyczące cech morfologicznych (średnica korzeni, długość, specyficzna gęstość tkanki [RTD], specyficzna długość korzeni [SRL] i specyficzna powierzchnia korzeni [SRA]), stopnia rozgałęzienia korzeni, zawartości azotu w korzeniu [N] i stopnia skolonizowania przez grzyby mykoryzowe. Wykorzystaliśmy filogenetyczną regresję najmniejszych kwadratów i analizę składowych głównych aby określić relacje i koordynację cech u 66 gatunków reprezentujących 11 spośród 12 istniejących rodzin nagonasiennych w obrębie biomów borealnych, umiarkowanych, subtropikalnych i tropikalnych. Ponadto, porównaliśmy czas dywergencji rodzin nagonasiennych i średnie wartości cech aby określić jak historia ewolucyjna nagonasiennych kształtowała zmienność cech korzeni drobnych w tej grupie roślin lądowych.Zróżnicowanie cech korzeni nagonasiennych można w dużej mierze uchwycić na podstawie dwóch głównych osi zmienności zdefiniowanych przez specyficzną długość korzeni i średnicę korzeni oraz specyficzną gęstość tkanki i zawartość azotu w korzeniach. Jednak indywidualna długość korzeni i specyficzna powierzchnia korzenia wykazywały istotne korelacje z cechami określającymi obie główne osie zmienności. Ani kolonizacja mykoryzowa, ani stopień rozgałęzienia korzeni, nie były ściśle powiązane z innymi cechami. Nie odnotowaliśmy wpływu doboru kierunkowego na średnie wartości cech korzeni w stosunku do czasu dywergencji poszczególnych rodzin nagonasiennych.Konkluzja: Pomimo swojej wyjątkowej historii ewolucyjnej, nagonasienne wykazują wzór budowy podobny do zidentyfikowanego u okrytozalążkowych, co prawdopodobnie odzwierciedla podobne ograniczenia adaptacyjne obu grup do różnorodnych środowisk. Nasze doniesienie sugeruje, że wzorce obserwowane w zestawieniach obejmujących wiele gatunków i grup odzwierciedlają różnorodność cech występujących wśród indywidualnych linii. Ponadto, swoistego rodzaju autonomia między architekturą a pozostałymi cechami korzeni może determinować dużą różnorodność strategii pozyskiwania składników pokarmowych przez korzenie. W przeciwieństwie do okrytonasiennych, nie zaobserwowaliśmy ukierunkowanego kształtowania coraz cieńszych korzeni w czasie ewolucji, co prawdopodobnie wynika z niższych wskaźników dywersyfikacji lub wyjątkowej historii biogeograficznej nagonasiennych. Jednakże, konieczne są dodatkowe obserwacje, aby dokładniej przetestować trendy ewolucyjne wśród nagonasiennych. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Copyright of Journal of Ecology is the property of Wiley-Blackwell and its content may not be copied or emailed to multiple sites or posted to a listserv without the copyright holder's express written permission. However, users may print, download, or email articles for individual use. This abstract may be abridged. No warranty is given about the accuracy of the copy. Users should refer to the original published version of the material for the full abstract. (Copyright applies to all Abstracts.)