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Plant growth analysis of Bornean Dipterocarpaceae seedlings


Philipson, Christopher David. Plant growth analysis of Bornean Dipterocarpaceae seedlings. 2009, University of Zurich, Faculty of Science.

Abstract

This PhD investigates the effect of forest light environments and seed size on the growth of tropical rain forest seedlings. We examine the effect of analytical methods on our biological understanding of data. Rather than compare methods and then continue using one analysis – we completed each analysis through to the biological interpretation of the results. This enabled us to compare how different analytical methods can affect our data interpretation and show that these are not just statistical nuances but decisions that completely alter our perception of the biology. In the first chapter we use linear models and traditional metrics of growth such as average relative growth rate (RGR) to investigate the growth of 12 Dipterocarpaceae seedlings in three simulated light environments. In addition, we investigated the relationship between growth in each light environment and the seed size of each species. In the second chapter the same dataset was used to investigate how differences in initial size can change the results. Here we still used linear models and traditional metrics of growth such as average relative growth rate (RGR), but we account for size using covariates. We examine how this can completely change our biological interpretation of the data, and consider the limitations of this analytical technique. In the third chapter we fit a mechanistic model to our data, that directly corrects for different sized plants. We follow the process and difficulties of this type of analysis. We examine various different functional forms of growth and present results from a few different mechanistic models. We feel mechanistic analysis is the future of understanding plant growth. The forth general chapter brings together four different plant growth datasets from contrasting plant growth forms and highlights how – regardless of the method of size correction - size corrected analysis of growth consistently results in different biological interpretation to that of average RGR. In summary, we believe that size corrected analyses of growth are important to the future of all aspects of ecology. Moreover, as a biological result, this thesis refutes the idea that small seeded species are physiologically adapted to grow faster than larger seeded species.

Diese Dissertation untersucht den Einfluss der Lichtumgebung im Wald und der Samengrösse auf das Wachstum von Sämlingen im tropischen Regenwald. Wir prüfen den Einfluss analytischer Methoden auf unser biologisches Verständnis von Daten. Statt anfangs verschiedene Analysemethoden zu vergleichen um dann mit nur einer weiterzufahren, haben wir jede der verschiedenen Analysemethoden bis hin zur biologischen Interpretation der Resultate verfolgt. Dies ermöglichte uns zu vergleichen wie verschiedene Analysemethoden unsere Interpretation von Daten beeinflussen können und zu zeigen, dass es sich dabei nicht nur um statistische Nuancen handelt, sondern um Entscheidungen die unsere Wahrnehmung der Biologie völlig verändern. Im ersten Kapitel benutzen wir lineare Modelle und traditionelle Wachstumsmasse, wie die durchschnittliche relative Wachstumsrate (RGR), um das Wachstum von Sämlingen von 12 Arten der Familie Dipterocarpaceae in drei simulierten Lichtumgebungen zu untersuchen. Ausserdem untersuchen wir den Zusammenhang zwischen dem Wachstum und der Samengrösse der verschiedenen Arten in jeder Lichtumgebung. Im zweiten Kapitel wurde derselbe Datensatz verwendet um zu untersuchen wie Grössenunterschiede zu Beginn des Experiments die Resultate verändern können. Dabei verwendeten wir ebenfalls lineare Modelle und traditionelle Wachstumsmasse, wie durchschnittliche relative Wachstumsrate (RGR), jedoch berücksichtigten wir Grössenunterschiede durch die Verwendung von Kovariablen. Wir prüfen wie dies unsere biologische Interpretation der Daten völlig verändern kann und diskutieren die Limitierungen dieser analytischen Technik. Im dritten Kapitel haben wir ein mechanistisches Modell an unsere Daten angepasst, welches die Grössenunterschiede der Pflanzen direkt berücksichtigt. Wir verfolgen den Prozess und die mit diesem Typ von Analyse verbundenen Schwierigkeiten. Wir prüfen unterschiedliche funktionelle Formen von Wachstum und stellen die Resultate verschiedener mechanistischer Modelle einander gegenüber. Wir denken, dass der mechanistischen Analyse die Zukunft des Verständnisses von Pflanzenwachstum gehört. Das vierte Kapitel vereint vier verschiedene Datensätze über Pflanzenwachstum und zeigt auf, dass grössenkorrigierte Wachstumsanalyse unabhängig von der verwendeten Methode durchwegs zu einer anderen biologischen Interpretation führt als jene der durchschnittlichen RGR. Zusammenfassend glauben wir, dass grössenkorrigierte Wachstumsanalysen in Zukunft für alle Aspekte der Ökologie wichtig sind. Als biologisches Resultat widerlegt diese Arbeit ausserdem die Idee, dass Arten mit kleinen Samen physiologisch an schnelleres Wachstum angepasst sind als Arten mit grösseren Samen.

Abstract

This PhD investigates the effect of forest light environments and seed size on the growth of tropical rain forest seedlings. We examine the effect of analytical methods on our biological understanding of data. Rather than compare methods and then continue using one analysis – we completed each analysis through to the biological interpretation of the results. This enabled us to compare how different analytical methods can affect our data interpretation and show that these are not just statistical nuances but decisions that completely alter our perception of the biology. In the first chapter we use linear models and traditional metrics of growth such as average relative growth rate (RGR) to investigate the growth of 12 Dipterocarpaceae seedlings in three simulated light environments. In addition, we investigated the relationship between growth in each light environment and the seed size of each species. In the second chapter the same dataset was used to investigate how differences in initial size can change the results. Here we still used linear models and traditional metrics of growth such as average relative growth rate (RGR), but we account for size using covariates. We examine how this can completely change our biological interpretation of the data, and consider the limitations of this analytical technique. In the third chapter we fit a mechanistic model to our data, that directly corrects for different sized plants. We follow the process and difficulties of this type of analysis. We examine various different functional forms of growth and present results from a few different mechanistic models. We feel mechanistic analysis is the future of understanding plant growth. The forth general chapter brings together four different plant growth datasets from contrasting plant growth forms and highlights how – regardless of the method of size correction - size corrected analysis of growth consistently results in different biological interpretation to that of average RGR. In summary, we believe that size corrected analyses of growth are important to the future of all aspects of ecology. Moreover, as a biological result, this thesis refutes the idea that small seeded species are physiologically adapted to grow faster than larger seeded species.

Diese Dissertation untersucht den Einfluss der Lichtumgebung im Wald und der Samengrösse auf das Wachstum von Sämlingen im tropischen Regenwald. Wir prüfen den Einfluss analytischer Methoden auf unser biologisches Verständnis von Daten. Statt anfangs verschiedene Analysemethoden zu vergleichen um dann mit nur einer weiterzufahren, haben wir jede der verschiedenen Analysemethoden bis hin zur biologischen Interpretation der Resultate verfolgt. Dies ermöglichte uns zu vergleichen wie verschiedene Analysemethoden unsere Interpretation von Daten beeinflussen können und zu zeigen, dass es sich dabei nicht nur um statistische Nuancen handelt, sondern um Entscheidungen die unsere Wahrnehmung der Biologie völlig verändern. Im ersten Kapitel benutzen wir lineare Modelle und traditionelle Wachstumsmasse, wie die durchschnittliche relative Wachstumsrate (RGR), um das Wachstum von Sämlingen von 12 Arten der Familie Dipterocarpaceae in drei simulierten Lichtumgebungen zu untersuchen. Ausserdem untersuchen wir den Zusammenhang zwischen dem Wachstum und der Samengrösse der verschiedenen Arten in jeder Lichtumgebung. Im zweiten Kapitel wurde derselbe Datensatz verwendet um zu untersuchen wie Grössenunterschiede zu Beginn des Experiments die Resultate verändern können. Dabei verwendeten wir ebenfalls lineare Modelle und traditionelle Wachstumsmasse, wie durchschnittliche relative Wachstumsrate (RGR), jedoch berücksichtigten wir Grössenunterschiede durch die Verwendung von Kovariablen. Wir prüfen wie dies unsere biologische Interpretation der Daten völlig verändern kann und diskutieren die Limitierungen dieser analytischen Technik. Im dritten Kapitel haben wir ein mechanistisches Modell an unsere Daten angepasst, welches die Grössenunterschiede der Pflanzen direkt berücksichtigt. Wir verfolgen den Prozess und die mit diesem Typ von Analyse verbundenen Schwierigkeiten. Wir prüfen unterschiedliche funktionelle Formen von Wachstum und stellen die Resultate verschiedener mechanistischer Modelle einander gegenüber. Wir denken, dass der mechanistischen Analyse die Zukunft des Verständnisses von Pflanzenwachstum gehört. Das vierte Kapitel vereint vier verschiedene Datensätze über Pflanzenwachstum und zeigt auf, dass grössenkorrigierte Wachstumsanalyse unabhängig von der verwendeten Methode durchwegs zu einer anderen biologischen Interpretation führt als jene der durchschnittlichen RGR. Zusammenfassend glauben wir, dass grössenkorrigierte Wachstumsanalysen in Zukunft für alle Aspekte der Ökologie wichtig sind. Als biologisches Resultat widerlegt diese Arbeit ausserdem die Idee, dass Arten mit kleinen Samen physiologisch an schnelleres Wachstum angepasst sind als Arten mit grösseren Samen.

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Item Type:Dissertation (monographical)
Referees:Hector Andrew, Conti Elena, Stoll Peter
Communities & Collections:07 Faculty of Science > Department of Systematic and Evolutionary Botany
07 Faculty of Science > Institute of Evolutionary Biology and Environmental Studies
UZH Dissertations
Dewey Decimal Classification:570 Life sciences; biology
590 Animals (Zoology)
Language:English
Place of Publication:Zürich
Date:2009
Deposited On:16 Feb 2010 18:48
Last Modified:11 Jun 2020 17:36
Number of Pages:158
OA Status:Green
Related URLs:https://www.recherche-portal.ch/permalink/f/5u2s2l/ebi01_prod006130633 (Library Catalogue)

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