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UniversidadeEstadualPaulista,UNESP
CampusdeBotucatu
InstitutodeBiociências
BiologiareprodutivadeJacaranda
oxyphyllaCham.eZeyheriamontana
Mart.(Bignoniaceae)
ElzaMariaGuimarãesSantos
Orientadora:Prof
a
Dr
a
RitadeC.S.Maimoni-Rodella
Co-orientadora:Prof
a
Dr
a
YurikoYanagizawa
Botucatu,SP
-2008-
Tese apresentada ao Instituto
de Biociências, Campus de
Botucatu, UNESP, para
obtenção do título de Doutor
em Ciências Biológicas
(Botânica)
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http://www.livrosgratis.com.br
Milhares de livros grátis para download.
“Esperávamos há duas horas e os botões não se
modificavam. A floresta alagada estava silenciosa,
excetopelocoro
dossaposoualgumoutrochamado,
umgrunhidoouassobiodeanimaisnoturnos–
todos
os habitantes da mata sabem nadar ou subir em
árvores. Enquanto eu me postava ali, com a orla
escura da floresta ao meu redor, sentia-
me
enfeitiçada. Então a primeira péta
la começou a se
mexer, depois outra e mais outra, e a flor explodiu
paraavida”
MargaretMee
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Agradecimentos
Umtrabalhodedoutoradodificilmentepoderiaserfeitoporumaúnicapessoa.Ainda
menosumtrabalhoquerequerinúmerashorasdeobservação,experimentosdecampoe
análisesdelaboratório,comoestestipodeestudoquerealizamosnaáreadereprodução
vegetal.Alémdisto,esteperíodoincluianossaformaçãopessoal,tãoimportantequanto
atese, que é subsidiada e acompanhada por várias pessoas, com as quais discutimos
nossasidéias,redirecionamosalgunspontosdevistaereafirmamosoutros.Portudoisto
emuitomais,háváriaspessoasàsquaiseuquerodizer:Muitoobrigada!
Luiz,MariaheGabrielpelaimensaebemhumoradaajudademanhã,detarde,denoite,
de madrugada, aos sábados, domingos e feriados, no campo e em casa...eu não teria
conseguidosemaajudadevocês.
Lúciaportodosospensamentospositivosenviadosdooutroladodooceano.
RitadeC.S.Maimoni-Rodella,minhaorientadora,pelaseriedade,compromissoe,ao
mesmo tempo, leveza com que conduz seu trabalho, sendo um exemplo para seus
alunos. Obrigada por ser capaz de orientar com sabedoria, proporcionando uma
liberdade,bemamparadaeacompanhada,durantetodoodesenvolvimentodotrabalho.
Yuriko Yanagizawa, minha co-orientadora, pelas discussões profundamente frutíferas
duranteaelaboraçãodoprojeto,peloapoionostrabalhosdecampoepelarevisãofinal
dosmanuscritos.
SílviaRodriguesMachado,peloapoioeconfiançaconstantes,poremprestaramáquina
fotográfica e todo o material necessário durante a execução do projeto e por me
proporcionardiversasoportunidadesdedesenvolvimentoprofissionalnesteperíodo.
Marina A. Moraes-Dallaqua, pelo apoio na avaliação dos sistemas subterrâneos, por
todaabibliografiaemprestadaepelaempolgaçãoemdarcontinuidadeaestesestudos.
EdsonMori,portersugeridoaanálisecomRAPDeporterfornecidotodoosuporte
parasuarealizaçãoemseulaboratório,assimcomopeloauxílionasanálisesestatísticas.
LeonardoGalettopelasdiscussõesfundamentaissobreobaixosucessoreprodutivode
J.oxyphylla,quelevaramàampliaçãodesteestudoatravésdainclusãodapopulaçãodo
sub-bosquedeeucalipto.
Luiz Cláudio Di Stasi pelo auxílio na interpretação das análises cromatográficas, ao
LuizFernandoRolimeaoDrWagnerVillegaspelasanálisesnoCromatógrafoGasoso/
UNESP,Araraquara.
DrJoãoCamargopelaidentificaçãodasabelhas.
DrJoãoSemirpelaidentificaçãodeJacarandaoxyphylla.
LuciaLohmanneRosanaFariaspelasimportantesdiscussõessobreoposicionamento
taxonômicodeJacarandaoxyphyllaadotadonestetrabalho.
ProfessoraGiselaeGláuciapeloapoionostestesdegerminaçãodesementes.
Clívia e Laurinha, amigas queridas e companheiras de campo, de sustos e de
encantamentocomasinteraçõesobservadas.
Olavo Pupo, vizinho da área de estudo, que além de escrever lindas poesias sobre o
cerrado,cuidavademimedasplantasdasparcelasdeZeyheriamontana,recolhendoas
placasdealumínioderrubadaspelogadoemetrazendocarambolaselaranjasdosítio
paraolanche.
FelipeA.P.L.daCosta porterpartilhadoconoscoseusconhecimentosdefenologiae
pelaimportantediscussãosobreesteaspectoemZ.montana.
Evandro, pela paciência e boa vontade em me ensinar as técnicas para as análises
moleculares.
Gustavopeladisposiçãoduranteaajudanocampoenolaboratório.
Tânia, pelo auxílio na amplificação e eletroforese das amostras de J. oxyphylla e ao
ProfessorCelsoMarinoporpermitirautilizaçãodolaboratórioparaasanálises.
Ao Sr. Auro pela inestimável ajuda nas escavações para avaliação do sistema
subterrâneo de J. oxyphylla e Z. montana, ao Clemente pela ajuda para localizar as
populaçõesdasespécies estudadas e aoZéEduardopelopreparodas soluçõesepela
disposiçãoemfornecertodomaterialsolicitado.
Centroflora Anidro do Brasil, por permitir a realização de estudos no fragmento de
cerrados.s.situadoemsua“ÁreadePreservaçãoPermanente”.
Dona Gisela, da Fazenda Palmeira da Serra, por permitir a realização de estudos no
fragmentodecerrado,situadoemsua“ÁreadePreservaçãoPermanente”.
Mônica Stein Aguiar por permitir a utilização de algumas de suas aquarelas neste
trabalho, que fazem parte da Coleção “Aquarelas do cerrado” elaborada dentro do
ProgramaBiota/FAPESP,sobcoordenaçãodaDra.SílviaRodriguesMachado.
CAPESpelabolsaconcedida.
Índice
Resumo......................................................................................................................................................................................................................................................
1
Abstract.....................................................................................................................................................................................................................................................
2
IntroduçãoGeral.........................................................................................................................................................................................................................
3
Capítulo I - Biologia floral e papel do estaminódio glandular no sucesso
reprodutivomasculinoefemininodeJacarandaoxyphylla(Bignoniaceae).............................
11
Introdução..................................................................................................................................................................................................................
12
MaterialeMétodos......................................................................................................................................................................................
14
Áreadeestudoeespécie.............................................................................................................................................
14
Biologiafloral.............................................................................................................................................................................
15
Fenologia............................................................................................................................................................................................
16
Sistemareprodutivo............................................................................................................................................................
16
Experimentosderemoçãodoestaminódio......................................................................................
17
Resultados.................................................................................................................................................................................................................
18
Eventosflorais............................................................................................................................................................................
18
Fenologia............................................................................................................................................................................................
21
Sistemareprodutivo............................................................................................................................................................
21
Descriçãodosvisitantesflorais.........................................................................................................................
22
Experimentossobreopapeldoestaminódionosucessoreprodutivo
masculinoefeminino.......................................................................................................................................................
25
Discussão....................................................................................................................................................................................................................
26
Ecologiadapolinização...............................................................................................................................................
26
Sistemareprodutivo............................................................................................................................................................
31
Papeldoestaminódionapolinização.......................................................................................................
31
Referênciasbibliográficas.................................................................................................................................................................
35
CapítuloII-Análisemorfológica,químicaefuncionaldoestaminódiodeJacaranda
oxyphylla(Bignoniaceae).............................................................................................................................................................................................
40
Introdução..................................................................................................................................................................................................................
41
MaterialeMétodos......................................................................................................................................................................................
43
Áreadeestudoeespécie.............................................................................................................................................
43
Análisedoestaminódiopormicroscópioeletrônicodevarredura
(MEV)....................................................................................................................................................................................................
43
Estudoanatômicodostricomasglandularesdoestaminódio..............................
44
Testeshistoquímicos.........................................................................................................................................................
44
Cromatografiaemcamadadelgadaecromatografiagasosa.................................
45
Resultados.................................................................................................................................................................................................................
46
Análisesestruturaisdoestaminódio..........................................................................................................
46
Testeshistoquímicos.........................................................................................................................................................
49
Cromatografiaemcamadadelgadaecromatografiagasosa.................................
49
Discussão....................................................................................................................................................................................................................
51
Referênciasbibliográficas.................................................................................................................................................................
56
Capítulo III - Influência da perturbação e fragmentação do habitat sobre a
diversidade genética e o sucesso reprodutivo de Jacaranda oxyphylla Cham.
(Bignoniaceae)..............................................................................................................................................................................................................................
61
Introdução..................................................................................................................................................................................................................
62
MaterialeMétodos......................................................................................................................................................................................
64
Áreadeestudoeespécie.............................................................................................................................................
64
Distribuiçãoespacialedensidadedeindivíduosreprodutivos.........................
65
Avaliaçãopreliminardosistemasubterrâneo.............................................................................
65
Análisedosucessoreprodutivofeminino.........................................................................................
65
ExtraçãoequantificaçãodoDNA................................................................................................................
66
Seleçãodeprimers...............................................................................................................................................................
66
AmplificaçãodoDNA(PCR)............................................................................................................................
66
Eletroforese.....................................................................................................................................................................................
67
Análiseestatística..................................................................................................................................................................
67
Resultados.................................................................................................................................................................................................................
68
Áreasdeestudos,populaçõeseseuentorno.................................................................................
68
Distribuiçãoespacialedensidadedeindivíduosreprodutivos..........................
69
Sistemasubterrâneo............................................................................................................................................................
70
Sucessoreprodutivofeminino............................................................................................................................
70
MarcadoresRAPD...............................................................................................................................................................
73
Discussão....................................................................................................................................................................................................................
74
Referênciasbibliográficas.................................................................................................................................................................
79
CapítuloIV-Análisedapropagaçãovegetativaedosucessoreprodutivofeminino
emZeyheriamontana(Bignoniaceae)......................................................................................................................................................
83
Introdução..................................................................................................................................................................................................................
84
MaterialeMétodos......................................................................................................................................................................................
86
Áreadeestudoeespécie.............................................................................................................................................
86
Distribuiçãoespacialdasplantaseavaliaçãodosistemasubterrâneo...
86
Amostragem,extraçãodeDNAeseleçãodeprimers....................................................
87
AmplificaçãodoDNA(PCR)eeletroforese................................................................................
87
Análisedosucessoreprodutivofemininoemgenetsdetamanhos
distintos.................................................................................................................................................................................................
87
Análiseestatísitica................................................................................................................................................................
88
Resultados.................................................................................................................................................................................................................
88
Análisespreliminaresdosistemasubterrâneo...........................................................................
88
Distribuiçãoespacial.........................................................................................................................................................
89
MarcadoresRAPD...............................................................................................................................................................
91
Análisedosucessoreprodutivofeminino.........................................................................................
93
Discussão....................................................................................................................................................................................................................
95
Referênciasbibliográficas.................................................................................................................................................................
98
Consideraçõesfinais.............................................................................................................................................................................................................
102
Resumo
OcerradonoestadodeSãoPaulovemsendofragmentadoesubstituídoporáreasdelavourae
pastagens há várias décadas e, neste sentido, estudos sobre a biologia reprodutiva de suas
espécies podem auxiliar em programas de conservação e recuperação deste bioma.
Considerando-sequea polinizaçãoe o sucesso reprodutivo,especialmenteemespéciesauto-
incompatíveis, são afetados pela fragmentação de habitats, este trabalho teve como objetivo
estudar a biologia reprodutiva de duas espécies de Bignoniaceae de cerrado, Jacaranda
oxyphylla e Zeyheria montana, buscando compreender aspectos da dinâmica e manutenção
destasespéciesemseushabitats.AlgunsparâmetrosdosucessoreprodutivodeJ.oxyphyllaeZ.
montana foram avaliados, de forma integrada, procurando-se correlacionar aspectos da
morfologia,ecologia,genéticaequímica,pararesponderaquestõesinerentesacadaespécie.
EmJacarandaoxyphyllaavaliou-seabiologiafloral,osistemareprodutivoeaimportânciado
estaminódio glandular para o sucesso reprodutivo da espécie. Experimentos de remoção do
estaminódioeanálisesdamorfologiadostricomasglandularesedacomposiçãoquímicadesua
secreção,foramrealizadoscomoobjetivodeelucidarseupapelnainteraçãocomosvisitantes
florais. Estas informações foram comparadas em duas populações, sendo uma relativamente
bempreservada,situadaemáreadecerrados.s.,eoutrabastanteantropizada,situadaemsub-
bosquedeumtalhãodeeucaliptorecémcortado.Adicionalmente,procedeu-seacaracterização
genéticapreliminardestaspopulações,utilizando-semarcadormolecularRAPD,comobjetivo
de avaliar a diversidade genética, além de verificar a ocorrência de propagação clonal nesta
espécie.Parâmetrosdosucessoreprodutivo,estimadosnosdoisambientes,foramcomparados
como comportamento dopolinizador,sistema reprodutivo, capacidadede rebrotae estrutura
genéticadas duaspopulações.Os resultadosobtidosindicamqueJ.oxyphyllaé umaespécie
predominantementealógama,polinizadaporabelhasdemédioegrandeporteeporbeija-flores.
Além disto, verificou-se que apenas flores com estaminódio receberam deposição de pólen
significativasobreoestigmaevidenciandosuaimportânciaparaosucessoreprodutivofeminino
da espécie. Seu papel está relacionado, principalmente à atração de abelhas de médio porte,
comoEulaemanigrita,sendoasecreçãopresenteemseustricomasglandularescapitados,uma
misturacomplexadeterpenóidesrelacionadosaometabolismo,reproduçãoedesenvolvimento
dasabelhas.Comrelaçãoaosucessoreprodutivomasculino,nenhumadiferençasignificativafoi
observada,provavelmentedevidoaintensapilhagemdepólenrealizadaporabelhaspequenas
dosgênerosCeratina,Augochlora,Trigona,independentementedapresençadoestaminódio.A
diversidadegenéticadentrodaspopulaçõesfoide89,9%enquantoadiversidadeentreelasfoi
de10,1%enãofoiverificadaocorrênciadepropagaçãoclonalemnenhumadaspopulaçõesde
J.oxyphylla.Apesar,denãoestaremrelacionadasàreproduçãovegetativa,asgemaspresentes
noseusistemasubterrâneosãoresponsáveispelamanutençãodosgenótiposemseushabitats
atravésdarebrota,especialmenteapósaremoçãodaparteaéreapordanosmecânicosoufogo.
EmZeyheriamontanaforaminvestigadasaocorrênciadepropagaçãovegetativa,utilizando-se
marcadores moleculares RAPD, e seu efeito sobre o sucesso reprodutivo. Cada genet da
populaçãofoiidentificado,considerando-seonúmeroeadistribuiçãoespacialdosrametsqueo
compunham,comoobjetivodesedeterminarafrequênciadepropagaçãoclonalnapopulação,
o tamanho e a arquitetura dos clones. A partir destas informações, foi estimado o sucesso
reprodutivodecadarametdapopulação,comparando-seplantasclonaisenãoclonais,como
objetivodeverificarainfluênciadareproduçãovegetativasobreosucessoreprodutivodestas
plantas.Considerando-seque Z. montana éauto-incompatíveleapresentapropagaçãoclonal,
foidiscutidaaeficiênciadadispersãodopóleneoefeitodageitonogamianestaespécie,queé
predominantemente polinizada por Colibri serrirrostris, beija-flor de comportamento
territorialista.
Palavras-chave: Bignoniaceae, biologia reprodutiva, tricomas glandulares, propagação
vegetativa,diversidadegenética.
Abstract
ThecerradoinSãoPaulostatehasbeenfragmentedandsubstitutedbycropsandpasturesover
thelastdecadesand,asaresult,scientificstudiesabout reproductivebiologyanditsspecies
mayhelpinconservationbiologyand restorationofthisbiome.Consideringthat pollination
andreproductivesuccess,especiallyinselfincompatiblespecies,areaffectedbyfragmentation
ofthehabitatstheaimofthisthesisisgoingtostudythereproductivebiologyoftwospeciesof
Bignoniaceae of cerrado, Jacaranda oxyphylla and Zeyheria montana, focusing on
understandingthedynamicandmaintenanceontheirhabitats.Someparametersofreproductive
successofJ.oxyphyllaandZ.Montanawereevaluated,inanintegratedway,correlatingaspects
of morphology, ecology, genetics and chemistry to answer questions for each specie. In
Jacaranda oxyphylla, floral biology, mating system and the importance of the glandular
staminode for the reproductive success of this specie were evaluated. Experiments with
staminode removal and morphological analyses of the gladular trichomes in addition to
chemical compositionof its secretion were performedto elucidate the role in the interaction
withfloralvisitors.Theseresultswerecomparedwithtwodifferentpopulations,onerelatively
wellpreservedlocatedinthecerrados.s.,andtheotherfairlydisturbedlocatedinanunderstory
ofarecentlycuteucalyptusplot.Furthermore,apreliminarygeneticcharacterization,byRAPD
molecularmarkers,toevaluategeneticdiversityandtheoccurrenceofclonalpropagationwere
performedinthisspecie.Parametersofreproductivesuccessinbothlocationswerecompared
withpollinatorbehaviour,matingsystem,sproutabilityandgeneticstructureofthetwostudied
populations.TheresultsindicatedthatJ.oxyphyllaispredominantlyallogamous,pollinatedby
medium and large size bees and hummingbirds. In addition, only flowers with staminode
receivedasignificantpollendepositionoverthestigmashowingitsimportanceforthefemale
reproductivesuccessofthisspecie.Itsroleiscorrelatedespeciallytotheattractionofmedium
sizebees,suchasEulaemanigrita,andthesecretionstorageinthecapitateglandulartrichomes,
a complex mixture of terpenoids, is associated to the metabolism, reproduction and
developmentofbees.Therewasnotasignificantdifferenceinthemalereproductivesuccess,
probablyduetheintensedepletionofpollenbysmallbeesofCeratina,Augochlora,Trigona,
independently of the presence of staminode. The genetic diversity within populations was
89,9%, whilst the genetic diversity between populations were 10,1%, with no evidences of
clonal propagation found in J. oxyphylla. Even though the buds found in the underground
systemarenotrelatedtovegetativereproduction,theyareresponsibleforthemaintenanceof
genotypes in their habitats by sprouting, especially after the removal of the aerial shoots by
mechanicorfiredamage.InZeyheriamontanatheoccurrenceofvegetativepropagationwere
investigatedbyRAPDmolecularmarkers,anditseffectonreproductivesuccesswasavaliated.
Everygenetofthepopulationwasidentified,consideringnumberanddistributionoframets,to
determinethefrequencyof clonal propagationin thepopulation,sizeandarchitectureof the
clones. From these information, the reproductive success of each ramet were estimated,
comparingclonalandnonclonalplants,toverifytheinfluenceofvegetativereproductiononthe
reproductivesuccessoftheseplants.ConsideringthatZ.montanaisselfincompatibleandhas
clonal propagation, we discussed the efficiency of pollen dispersion and the effect of
geitonogamy in this species, which is predominantly pollinated by Colibri serrirostris, a
hummingbirdwithterritorialbehaviour.
Key words: Bignoniaceae, reproductive biology, glandular trichomes, vegetative
reproduction,geneticdiversity.
Introduçãogeral
Bignoniaceae, considerada uma das mais importantes famílias de plantas
lenhosas e a mais expressiva família de lianas das florestas da América Central, é
essencialmentepantropical,sendoque78%desuasespéciesocorremnosneotrópicos,
tendo o Brasil como centro de diversidade (Gentry 1974a, 1980). Esta família foi
amplamente estudada por Gentry (1974a, 1974b, 1978, 1980, 1992) que abordou
aspectosrelativosàhistóriaevolutiva,taxonomia,distribuiçãogeográfica,morfologia,
fenologia e polinização de inúmeras espécies. Recentemente, estudos envolvendo a
caracterizaçãogenéticadestas espécies,com auxíliode ferramentas moleculares,têm
sido realizados com o objetivo de reavaliar a filogenia proposta para alguns grupos
(Wen & Jansen, 1995; Spangler & Olmstead, 1999; Chen et al., 2005; Lohmann,
2006).
Apolinizaçãodeváriasespéciesdestafamíliaestáassociadaaabelhasdemédio
egrandeporte,sendonéctaroprincipalrecursofloraloferecidoaosvisitantes(Gentry
1974a, 1990; Gottsberger & Silberbauer- Gottsberger, 2006). Entretanto, há espécies
polinizadasporbeija-flores(Yanagizawaetal.,1982;Gobatto-Rodrigues&Stort,1992;
Lopes et al., 2002; Bittencourt & Semir, 2004), mariposas (Stephenson & Thomas,
1977), borboletas, morcegos e aves passeriformes (Gentry, 1990). A alogamia é
predominante,sendoquemecanismosdeauto-incompatibilidadedeaçãotardiaforam
detectadosemváriasespécies(Gibbs&Biancchi,1999;BittencourtJr.,2003).
Estudos sobrenectários floraise extrafloraisforam realizados em cerca de70
espéciesdevidoaovalortaxonômicoeecológicodosmesmos(Elias&Gelband,1976;
Stephenson,1982;Thomas&Dave,1992;Belmonteetal,1994;Galetto,1995;Rivera,
1996,2000)sendoque,apenasemalgumasdelasforamdescritostricomasglandulares,
emboraestessejamdeamplaocorrêncianosdiferentesverticilosfloraisdeespéciesde
Bignoniaceae. A maioria das informações refere-se à estrutura geral e à função dos
nectários, sejam eles extraflorais ou florais, havendo poucas avaliações que integram
informações sobre a estrutura e o papel dos nectários compostos por tricomas
glandularesnasinterações,merecendodestaqueosestudosrealizadosporLopesetal.
(2002)eporBittencourtJr.&Semir(2004).Bignoniaceaeéportanto,umafamíliaque
apresentaimportantesinteraçõescomanimaisantófilos,atravésdaproduçãodenéctare
outrassecreçõesflorais,ecomoutroscomponentesdafaunaatravésdeseusnectários
extraflorais, amplamente distribuídos entre as espécies. Embora o néctar seja um
importante recurso energético para os visitantes, ele não é o único atributo floral
participantedasinteraçõesentreplantaseseuspolinizadores.Aproduçãodeodoresou
emissãodemoléculasvoláteissãoimportantessinalizadoresnasinteraçõesentreplantas
edestascomanimais(PicherskyeGershenzon,2002)
Em Bignoniaceae a produção de terpenos voláteis foi descrita em tricomas
glandularesdoestaminódiodeJacarandamimosifolia(Sérsic,2000),sendoopapelda
secreção presente nestes tricomas discutido na polinização desta espécie. Já em
Zeyheriamontanafoiconstatadaapresençadeumamisturadeterpenosealcalóidesnos
tricomas glandulares do gineceu e do fruto em desenvolvimento, sendo seu papel
associadoàproteçãodasestruturasreprodutivasdestaespécie(Machadoetal,2006).
Existem lacunas no conhecimento sobre as características das estruturas secretoras
floraiseseupapelnareproduçãodeBignoniaceaee,nestesentido,estudosestruturais
detalhados, associados com análises químicas e observações das interações, são
fundamentaisparaelucidarafunçãodostricomasglandularesfloraisedesuassecreções
emBignoniaceae.
Vários estudos indicam baixas taxas de frutificação natural em espécies de
Bignoniaceae (Gobatto-Rodrigues & Stort, 1992; Vieira et al., 1992; Barros, 2001;
Correia et al., 2005, 2006). Assim, avaliações sobre o sistema reprodutivo,
considerando-seaocorrênciadegeitonogamiaparalelamenteàpresençadesistemasde
auto-incompatibilidade, especialmente em espécies com florescimento explosivo, são
importantesparasecompreenderascausasdobaixosucessoreprodutivoempopulações
destas espécies. Stevens (1994, apud Gottsberger & Silberbauer- Gottsberger, 2006)
observou que, de modo geral, há distintos padrões de florescimento e de visitantes
florais quando se comparam espécies arbóreas com espécies arbustivas da família
Bignoniaceae. O autor verificou que o florescimento das árvores, normalmente se
enquadranopadrão fenológicodotipo “bigbang”,enquanto arbustosseenquadram
preferencialmente no tipo “steady state”, sendo estes padrões correspondentes aos
descritos por Gentry (1974 a,b). O autor relata ainda que as flores das bignoniáceas
arbóreas são visitadas principalmente por abelhas grandes do gênero Centris, que
apresentam comportamento territorial, enquanto as flores de espécies arbustivas são
predominantementevisitadasporespéciesdeCentrismenores,quenãoapresentameste
tipodecomportamento,etambémporabelhaseuglossinas,quesegundoJanzen(1971)
visitamasfloresemumaestratégiadotipolinha-de-capturaoutrapline.
Considerando-se que a quantidade e a qualidade do néctar que o polinizador
encontra em cada flor está relacionada ao tempo que ele gasta na planta (Richards,
1986;Gottsberger&Silberbauer-Gottsberger,2006),Stevens(1994,apudGottsberger
& Silberbauer- Gottsberger, 2006) avaliou a dinâmica da produção de néctar, sua
concentração e disponibilidade (recompensa calórica por volume de copa) para os
visitantes de espécies de Bignoniaceae. O autor verificou que os polinizadores
necessitam voar maiores distâncias nas copas das árvores para obter a mesma
quantidadederecompensacalóricaquenascopasdosarbustos,sendoesteumaspecto
importantenareduçãodetaxasdegeitonogamianestasplantas.SegundoGentry(1978),
além das características do néctar, o comportamento territorial agressivo de algumas
espéciesde abelhas,adiminuiçãodovolume de néctardisponível devidoàpilhagem
porXylocopaebeija-flores,assimcomoapresençadepássarosinsetívorosassociados
às copas das árvores de Bignoniaceae, parecem ser fundamentais para minimizar os
efeitosdageitonogamiaemespéciescomflorescimentodotipo‘bigbang’,favorecendo
afecundaçãocruzada.
Assim,estudosqueenglobemaspectosrelacionadosaoespectro,comportamento
e tipo de recurso coletado pelos visitantes, considerando suas complexas interações,
podemfornecerimportantesinformaçõessobreadinâmicadareproduçãoemplantas.
Além da reprodução sexuada, a ocorrência de apomixia têm sido descrita em
algumas espécies de Bignoniaceae, podendo ocorrer tanto através de poliembrionia
(Firetti et al., 2007; Mendes Rodrigues et al., 2007; Sampaio et al., 2007), quanto
atravésdepropagaçãovegetativa(Rizini&Heringer,1966).Aocorrênciadereprodução
clonal, através de estruturas subterrâneas foi demonstrada em espécies arbóreas da
Floresta Estacional Semidecídua (Hayashi et al., 2001) e em várias espécies, de
diferentes hábitos, do Bioma Cerrado (Rachid, 1947; Rawitscher e Rachid, 1946);
entretanto estudos sobre propagação vegetativa de espécies pertencentes à família
Bignoniaceaesãoescassos.
O crescimento, na maioria das plantas vasculares, é indeterminado, com os
meristemas produzindo continuamente novos ramos até as oportunidades de
crescimentolocalseremexauridas,sendoquediversasplantasapresentamumaforma
geral de crescimento que as caracterizam, denominada “impressão geral da forma”
(Crawley, 1997). Esta impressão indica que existem características e regras de
crescimento, sendo que a forma das plantas, na porção subterrânea, pode ser
basicamente de dois tipos, um aproximadamente hexagonal, que preenche
eficientementetodooespaçoeoutrolinear,capazderápidaexpansãoemnovasáreas,
aos quais Lovett Doust (1981) atribuiu os nomes de falange e guerrilha,
respectivamente.Entretanto,amorfologianãoéfixaepoderesponderàdisponibilidade
de recursos permitindo um padrão de distribuição dos módulos, no habitat, que
corresponda às condições locais. Muitas espécies portanto, estão aptas a ajustar sua
arquitetura para explorar eficientemente manchas do habitat que são abundantes em
recursosedesocuparmanchascomescassezderecursos(Crawley,1997).Alémdisto,
segundo Steufer (1998), a ocupação do habitat pelos módulos ou ramets das plantas
clonais pode resultar em uma maior eficiência do genet como um todo, não apenas
devidoàotimizaçãonaexploraçãodemicrohabitatsporcadaunidade,ouramet,mas
tambémpelapossibilidadededivisãodetrabalhoentreramets.
Asgemaspresentesnosistemasubterrâneo,adicionaisoureparativas(Apezatto-
da-Glória, 2003), podem estar relacionadas tanto à propagação vegetativa, quanto à
capacidade de rebrota destas plantas em ambientes constantemente submetidos a
distúrbios. Klimesová & Klimes (2007) ressaltam a importância destas estruturas na
formaçãodeumbancodegemassubterrâneo,quepermiteamanutençãodestasespécies
emseushabitats,sendosuaocorrênciadescritaemespéciesdeErythroxylumdecerrado
(Alonso&Machado,2007).
Estudos que avaliam a contribuição relativa da reprodução sexuada e da
reprodução vegetativa em plantas de cerrado, podem ampliar a compreensão da
dinâmica de suas populações e auxiliar em programas de conservação deste bioma.
Alémdisto,acapacidadedemanutençãodasespéciesnesteambiente,atravésdebancos
de gemas subterrâneos, associada às características de distribuição da variabilidade
genéticaemsuaspopulações,podemfornecerelementosparaseavaliarofluxogênico
atravésdamovimentaçãoespacialdosalelos,viadispersãodepólenesementes,assim
comoatravésdapossibilidadederecombinaçãoentregenótiposdediferentesgerações,
mantidosnobancodegemasperene.
Destemodo,opresenteestudotevecomoobjetivoestudarabiologiareprodutiva
deduasespéciesdeBignoniaceae,JacarandaoxyphyllaeZeyheriamontana,deforma
integrada, abordando aspectos relativos à morfologia, ecologia, química e genética,
conforme apresentado no fluxograma da Figura 1. Estas duas espécies foram
selecionadasporapresentaremgruposdepolinizadorescomdistintoscomportamentose
necessidadesenergéticas(Bittencourt&Semir,2004;Yanagizawa&Maimoni-Rodella,
2007),porapresentaremintensacapacidadederebrotaapósaocorrênciadedistúrbiose
principalmente, por serem espécies que ocorrem tanto em ambientes preservados de
cerradosensulatoquantoemáreasperturbadas,podendorepresentarimportantefonte
derecursosparamanutençãodafaunaeregeneraçãodestesambientes.
Figura1.Fluxogramadaestruturacentraldatese,indicandoostemasrelacionadosàsdiversasáreasintegradas
nesteestudo.
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E
M
A
S
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B
J
E
T
I
V
O
Conhecerareproduçãoedinâmicadamovimentaçãodopólenempopulações
naturaisdeJacarandaoxyphyllaeZeyheriamontana
GENÉTICA
MORFOLOGIA
ECOLOGIA
QUÍMICA
Testesmanuaisde
cruzamento
Sistemareprodutivo
(ACeAI)
Medidaseanálisedaforma
dafloredeseus
visitantes
Análisesmoleculares
davariabilidade
genéticaintrae
interpopulacional
Análisepreliminardo
sistemasubterrâneo,
capacidadederebrotae
propagaçãovegetativa
Fenologia,
densidadedeplantas
reprodutivasna
população,
incluindogenetse
ramets
Biologiafloral
Antesee
comportamentodos
visitantes
Morfologiaehistoquímica
dasestruturassecretoras
Atrativos
Primáriose
secundários
Análiseda
composiçãodas
secreçõesdos
tricomas
Distribuiçãoespacialesucesso
reprodutivoemrelaçãoàestrutura
genéticadapopulação
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Biologiafloralepapeldoestaminódioglandularnosucesso
reprodutivomasculinoefemininodeJacarandaoxyphylla
(Bignoniaceae)
Introdução
Bignoniaceaeé uma família constituídapor aproximadamente 110 gênerose
800espécies,incluindoárvores,arbustoselianasdedistribuiçãopredominantemente
neotropical,comimportantepapelecológiconasflorestasdestasregiões(Gentry1980,
Lohmann,2006). No Brasil, ocorrem cercade 50gêneros e350 espécies(Souza &
Lorenzi,2005)sendoestafamíliaumimportantecomponentedafloradocerrado,com
ocorrênciade26gêneros e96 espéciesdistribuídas emdiferentes fisionomiasdeste
bioma(Mendonçaetal.,1998).
EstudossobreabiologiareprodutivadeBignoniaceaeindicamumpredomínio
de polinização por abelhas de médio e grande porte (Gentry, 1974; Silberbauer-
Gottsberger & Gottsberger, 1988; Vieira et al., 1992; Gottsberger e Silberbauer-
Gottsberger, 2006; Bittencourt Jr & Semir, 2006; Yanagizawa & Maimoni-Rodella,
2007), embora existam registros de espécies polinizadas por morcegos, mariposas,
borboletas(Gentry,1990)ebeija-flores(Bertin,1982;BittencourtJr&Semir,2004).
OgêneroJacarandaJussieu(Tecomae)possui49espéciesquesedistribuem
naÍndiaOcidentalenaAméricadoSul,desdeaGuatemalaatéonortedaArgentina,
sendorepresentadoprincipalmenteporárvoresdegrandeporteemaisraramentepor
arbustosesubarbustosxilopodiais.Asfloresapresentamcorolagrandecampanuladaa
cupular, ovário com disco pulvinado e estaminódio glandular alongado (Gentry,
1992).
DadossobreabiologiafloralesistemareprodutivonogêneroJacarandaforam
publicados, até o momento, para J. caroba (Vieira et al, 1992), J. racemosa
(BittencourtJr&Semir,2006),J.oxyphyllaeJ.decurrens(Yanagizawa&Maimoni-
Rodella, 2007), sendo Bombus atratus o principal polinizador de J. oxyphylla e,
espéciesdogêneroEuglossaosprincipaispolinizadoresdeJ.racemosa,J.carobaeJ.
decurrens. Dentre os pilhadores de néctar, observados nestes estudos, destacam-se
espécies de Xylocopa e Oxaea e, dentre os pilhadores de pólen, encontram-se
freqüentemente abelhas dos gêneros Trigona, Ceratina e Augochlora, embora
BittencourtJr&Semir(2006),tenhamconsideradoAugochlora(Oxystoglosella)sp.
polinizadorapotencialdeJ.racemosa,jáqueestaespécieutilizaoestaminódiocomo
guiaatéasanterasecontacta,eventualmente,oestigmaduranteacoletadepólen.
De modo geral, o estaminódio é uma estrutura pequena e simples, mas em
algumas espécies pode ser desenvolvido e desempenhar funções relacionadas à
polinizaçãoatuandocomo,porexemplo,osmóforoemAustrobaileya,atrativovisual
em Jacaranda, ou ainda na secreção de néctar em espécies de Lecythidaceae
(Armstrong&Irvine,1990;Endress,1994;Walker-Larsen&Harder,2000;Walker-
Larsen&Harder,2001;Decraene&Smets,2001;Dierenger&Cabrera,2002;Rando
eSérsic,2003,Hrycan&Davis,2005).Estudosexperimentaisforamconduzidospor
Dierenger&Cabrera(2001,2002)eWalker-Larsen&Harder(2001)comoobjetivo
de testar a influência do estaminódio sobre componentes do sucesso reprodutivo
masculinoefeminino,alémdeanalisarainteraçãodestaestruturacomosvisitantes
floraisemespéciesdePenstemon(Scrophulariaceae).
EmJacaranda,oestaminódioédensamenterecobertoportricomasglandulares
e várias funções têm sido atribuídas a esta estrutura nas interações com os
polinizadores das espécies estudadas, entre elas: apresentação secundária do pólen
(Yanagizawa&Maimoni-Rodella,2007),favorecimentodocontatodasabelhascom
osórgãosreprodutivospeladiminuiçãodoespaçodentrodotubofloraleaumentona
duração da visita (Vieira et al., 1992; Yanagizawa & Maimoni-Rodella, 2007),
orientaçãovisualatravésdocontrastecomacorola(Morawetz,1982apudGottsberger
&Silberbauer-Gottsberger,2006;Vieiraetal.,1992,RandoeSérsic,2003),guiapela
emissão de odor (Vieira et al., 1992, Rando e Sérsic, 2003, Bittencourt & Semir,
2006), barreira contra pilhadores de pólen (Rando & Sérsic, 2003) e aumento no
espectropotencialdepolinizadorespossibilitandoocontatodeabelhaspequenascom
anteraseestigma(Bittencourt&Semir,2006).Adespeitodaimportânciaecológicado
estaminódiodeJacaranda,poucoseconhecesobreasconsequênciasdesuaausência
sobreasinteraçõescomanimaisantófilos.
Nesteestudo abiologia floral de J. oxyphyllafoi investigadacom ênfase no
papeldoestaminódionasinteraçõescomosvisitantesflorais,incluindoavaliaçãodo
efeitodasuaremoçãosobreosucessoreprodutivomasculinoefeminino.
Materiaisemétodos
Áreadeestudoeespécie
Os estudos foram desenvolvidos em três populações de Jacaranda oxyphylla
distribuídasemfragmentosdecerrado,sendoumasituadanomunicípiodePratânia,na
ReservaParticular“PalmeiradaSerra”(22
o
48’52”Se 48
o
44’35”O)e outrasduasno
municípiodeBotucatu,umanaÁreadePreservaçãoPermanentedaCentroflora-Anidro
doBrasil(22º57’38”Se48º31’22”O)eoutraàsmargensdaRodoviaGastãoDalFarra,
km07
(22º57’02”Se48º26’24”O),todasnoestadodeSãoPaulo.Oclimadaregiãoé
dotipoCfadeKoeppen,ouseja,mesotérmicoúmido,sendoagostoomêsmaissecoe
janeiroomaisúmido(Martins,D.,comunicaçãopessoal).Asobservaçõesreferentesà
biologiafloralforamrealizadasnoperíododejulhoaoutubronosanosde2004a2006
e,pararegistrosdafenologiareprodutiva,foramefetuadasvisitasmensaisem2005.
Jacaranda oxyphylla Cham., um subarbusto xilopodial com 0,5-2,5 m de
altura,apresentaramosglabroseentrenóslongos,folhasbipinadascomfolíolosque
variamdeelípticos a rombóidese filotaxiaoposta. As inflorescências são tirsóides,
terminais ou axilares, compostas por flores com cálice vináceo cupular,
inconspicuamente pubérulo, irregularmente 2-5 lobado; corola tubular-campanulada
acima de um tubo basal estrito, pubérula, 5-lobada, com coloração variando de
magenta a púrpura; estames didínamos, anteras bitecas; estaminódio densamente
glandulareovárioovado-achatadocom discocilídrico-pulvinadonabase. O frutoé
umacápsulaelípticade2,5-7,0cmdecomprimentoe2,2-4,5cmdelargura,castanho
e sublenhoso quando maduro; suas valvas se curvam na deiscência, expondo as
sementesaladasmembranáceas(GentryeMorawetz,1992;LohmannePirani,1996).
Exsicatas foram incluídas como documento taxonômico no Herbário “Irina
Delanova Gemtchujnicov” (BOTU), do Departamento de Botânica, do Instituto de
Biociências,UNESP,CampusdeBotucatu(registrosn
os
24408,24409,24410,24411,
24412).
Biologiafloral
Foram observadas a morfologia e o funcionamento de flores de cerca de 40
plantas,nastrêspopulações,comênfasenohoráriodeantese,coloraçãoedimensões
doselementosflorais,produçãodeodor,presençadenéctarelongevidadefloral.As
floreseosvisitantesforammonitoradosemdiferentesperíodosdodiadesde5:00até
23:30horastotalizando180hdeobservaçãodistribuídasem32diasnãoconsecutivos.
O comportamento dos visitantes foi descrito com base nas observações de campo,
análisedefotografiasefilmagensregistrando-seprincipalmenteohorário,duraçãoe
freqüênciadevisitas,localdecontatodocorpodosvisitantescomanteras/estigmase
tipos de recursos coletados. Alguns exemplares foram capturados para análises
morfométricas,paraverificarolocaldedeposiçãodepóleneparaidentificação.As
medidasdosvisitantesforamcomparadasàsmedidasdasflores(n=10)comobjetivo
de relacioná-las com a distância entre o local de acúmulo de néctar, ou outras
secreções de interesse, e as estruturas reprodutivas. A receptividade do estigma foi
avaliada experimentalmente através de observação de alterações morfológicas,
presençadeexsudatos,mudançasdecoloraçãoereaçãoaoperóxidodehidrogênio;a
viabilidade dos grãos de pólen foi avaliada em 10 plantas, com carmim acético
(Alexander,1969).Arazãopólen:óvulo(P/O)foiestimadadeacordocomCruden
(1977),apartirdaanálisede18florespertencentesa6plantas.Foramcontadostodos
os óvulos de cada flor em estereomicroscópio e o número de grãos de pólen foi
estimadoapartirde contagemefetuadaem microscópioótico,de umatecadecada
flor. Análises organolépticas foram realizadas após a manutenção das flores e
estaminódiosemrecipientesdevidrofechados.Apresençaelocalizaçãodeosmóforos
foram investigadas com corante vermelho neutro (Vogel, 1990). O volume (µl), a
concentraçãodeaçúcares eopadrãodeprodução donéctarforammedidos em 153
floresde50plantaspreviamenteisoladasemsacosdevoiledesdeapré-antese,para
impedir a entrada de visitantes. Estas avaliações foram realizadas utilizando-se
capilaresdevidroparaaretiradadonéctarerefratômetrodebolsoCarlZeiss(0-30%),
(Jena, Alemanha) para estimar a concentração de sólidos solúveis.
A presença de
néctarembotõespré-antesetambémfoiinvestigada(n=38botõesem12plantas).A
quantidadedeaçúcarporµldenéctarfoicalculadaparaestimarovalorenergéticodo
néctar produzido por cada flor, em média, ao longo de sua vida, utilizando-se a
regressãoexponencialpropostaporGalettoeBernardello(2005).
Fenologia
AsobservaçõesfenológicasforamefetuadasdeJunhoaDezembrode2005em
fragmento de cerrado na Área de Preservação Permanente, da Centroflora-Anidro do
Brasil, em 44 indivíduos tomados ao acaso. Foi utilizado o método de avaliação
qualitativaouíndicedeatividade(Bencke&Morelato,2002),anotando-seapresença
ouausênciadafenofaseemcadaindivíduo. Forammonitoradasfenofasesvegetativas
(rebrota de folhas e presença de folhas novas, adultas e velhas ou senescentes) e
fenofases reprodutivas (produção de botões, flores e frutos). Os resultados foram
expressos em porcentagem de indivíduos da população que se encontravam
manifestandocadafenofase.
Sistemareprodutivo
Experimentos de autopolinização espontânea e manual, polinização cruzada e
verificação da ocorrência de agamospermia foram realizados para avaliar o sistema
reprodutivodestaespécie,deacordocommetodologiadescritaem
Dafni(2005).Foram
utilizadas478floresde30plantas.Botõesfloraisforamisoladosemsacosdevoilepara
evitar visitas e no primeiro dia da antese foram efetuados experimentos de
autofecundação com pólen da mesma flor e de fecundação cruzada com pólen de
plantasdistantes,nomínimo,20metrosentresi.Apósaspolinizaçõesmanuaisasflores
foram reensacadas. Agamospermia foi avaliada em flores emasculadas em fase pré-
antese e mantidas ensacadas durante todo o período receptivo. A autopolinização
espontâneafoiavaliadaemumconjuntodefloresensacadosemtratamentoalgumea
produçãonaturaldefrutosfoiverificadaemfloresnãoensacadas.Osfrutosformados
foramavaliados4e8semanasapósostratamentos.
Experimentosderemoçãodoestaminódio
Experimentos de remoção do estaminódio foram conduzidos para testar o
efeito desta estrutura sobre componentes do sucesso reprodutivo masculino e
feminino, ou seja, remoção de pólen das anteras e deposição sobre o estigma,
respectivamente. Os experimentos foram conduzidos em 32 plantas, envolvendo a
comparaçãoentreadeposiçãoearemoçãodepólenemflorescomesemestaminódio
expostasàpolinizaçãolivre,durantetodooperíododereceptividade.Emcadaplanta
foram ensacados 2 botões pré-antese e, na manhã seguinte, durante a abertura das
flores,retirou-seoestaminódiodeumaemanteve-seodaoutra,quefuncionoucomo
controle.Paresdeflores,comesemestaminódio,forammarcadosnamesmaplanta
visandoeliminaroefeitodoambiente,submetendo-seosdoistratamentosàsmesmas
condiçõeslocais. Após48 horas, de visitação livre, asflores foramcoletadas. Cada
umateveseuestigmacuidadosamenteremovido,oqualfoitratadocom10a20µlde
carmim acético para melhor visualização dos grãos de pólen presentes sobre sua
superfície.Acontagemfoirealizadaemestereomicroscópio,OlympusSZ61(Japan).
Para estimar o número de grãos de pólen restante nas anteras, foram preparadas
soluçõesde200 µldecarmim acéticonaqualforamesvaziadastodasas anterasde
cada flor. Imediatamente após homogeneização de cada solução, eram retiradas
alíquotasde20µl,montadasemlâminas,apartirdasquaisseprocediaàcontagem
dos grãos de pólen, em microscópio ótico Olympus BX 41 (Japan). Os valores
referentes ao número de grãos de pólen removidos das anteras foram estimados
utilizando-seonúmeromédiodegrãosdepólenporflor.
OsdadosdoexperimentoforamsubmetidosaotesteF,paratestarahipótesede
queos grãos de pólensãodepositados sobre o estigma eretiradosdas anterascom
freqüênciasiguaisemflorescomesemestaminódio.Devidoànãonormalidadedos
dadoseàsvariânciasheterogêneas,aanálisedopólendepositadosobreosestigmase
dopólenremovidodasanteras,paraobtençãodovalordeF,foiefetuadaapartirde
dadostransformadosem√x+1.
Simultaneamente,foramrealizadas4horasdeobservaçãodevisitantesem35
flores,sendo18comestaminódioe17semestaminódio.
Resultados
Eventosflorais
OflorescimentodeJacarandaoxyphyllaocorreuentreagostoeoutubronostrês
anos avaliados. A maioria das flores abriu-se por volta das 7:00 h; entretanto foram
observadosbotõesem anteseaolongodo diaatéas17:00h.Asflorespermaneceram
funcionais por dois dias podendo se manter nas inflorescências por até 6 dias
dependendodaocorrênciadevisitas.
Asinflorescências(Fig.1A)apresentamde1a2floresrecémabertasacadadia,
sendoqueumaplantapodeterde1a16inflorescênciasapresentando,emmédia,13,2+
10,05floresabertas/planta,sendo7,5+5,52funcionais(n=10).Asfloresdetrêsaseis
dias, embora não estejam mais receptivas, permanecem nas inflorescências atuando
comoatrativovisualaosvisitantes.Apartirdosegundodiaacorolaapresentacoloração
esmaecida, anteras e estaminódio escurecidos, sendo o estigma a última estrutura a
apresentarsinaisdesenescência.
Acorolatubular-campanuladaapresentalevecurvaturaemsuaregiãomedianae
achatamento dorsiventral, características que restringem o acesso ao néctar e às
estruturas reprodutivas (Fig. 1A). Nesta região, a porção mediana do estaminódio,
acompanhalongitudinalmenteasanteraseoestigma,distandoapenas1a2mmdestas
estruturas, no sentido do diâmetro do tubo. O estaminódio, portanto, funciona como
umaalavanca,quenecessitaserabaixadaparaque,qualquerumadasespéciesvisitantes
dasfloresdeJacarandaoxyphylla,possaalcançarasestruturasreprodutivas(Fig.1H).
Oestaminódio,densamenteglandular,possuitricomasdecoloraçãovariável,podendo
apresentarpépúrpuraecabeçaamarela(Fig.1B),péincolorecabeçaamarela(Fig.1C)
ouaindapépúrpuraecabeçamagenta(Fig.1D),oqueresultaemdiferentespadrões
visuais. O tubo floral varia de 32 a 50 mm de comprimento, apresentando uma
constricçãonabasedecercade8mmdecomprimento,encimadapelabasedosfiletes
adnatosà faceinterna da corola,cujasuperfície é recobertapor tricomas glandulares
dispostos radialmente, formando uma câmara nectarífera de acesso restrito. Nas
populações estudadas foram encontradas plantas com flores variando de magenta à
púrpura,ecomdiferentessaturaçõesdepigmento.
As anteras e o estigma são inclusos dispostos na metade inferior do tubo, e
permanecemjustapostosàporçãosuperiordacoroladurantetodaavidadaflor.Nesta
Figura1.(A)inflorescênciadeJacarandaoxyphylla;(B-
D)detalhesdoestaminódio:(B)tricomascompéroxoe
cabeçaamarela;(C)tricomascompétransparenteecabeçaamarela;(D)tricomascompétransparenteecabeça
magenta(C-
D:barras3mm);(E)disposiçãodasanterasealturadoestigma(seta);(F)florcoradacomvermelho
neutro(*regiãodamáculabrancaapósteste),setaindicadetalhedostricomasglandularesdoestaminódio
após
teste;(G)anterapressionadamostrandodeiscênciaincompletaeliberaçãodopólenagregado;(H)floremcorte
longitudinalevidenciandoaposiçãodasestruturasreprodutivasedoestaminódio
emrelaçãoaomenorvisitante
floraldaespécie:Ceratinasp,alturadoestigma(seta);(I)floraonatural(*máculabrancadacorola)
A
*
*
5mm
7mm
40mm
2mm
1mm
7mm
1mm
350µm
B
I
D
E
C
H
G
F
área, a corola apresenta uma grande mácula branca (Fig. 1I), onde se localizam
osmóforos evidenciados pela intensa reação ao teste com vermelho neutro (Fig. 1F).
Aromafracoesuavementeadocicadofoidetectadonacorolaenoestaminódio,cujas
cabeçasglandularesdostricomasapresentaramfracareaçãopositivaaovermelhoneutro
(Fig. 1F, detalhe). O androceu é didínamo e o estaminódio, cujo comprimento pode
variarde25a40mm,é visívelexternamenteedensamenteglandular;asanterassão
bitecas,brancasesedispõemlongitudinalmenteocupandoregiãolocalizadade15a30
mm
acimadacâmaranectarífera.Oestiletetemcomprimentovariável,de18a30mm,
sendoqueem70%dasfloresanalisadasoestigmabilobadosituou-seentreoprimeiroe
osegundopardeanteras(Fig.1E)e,nos30%restantesapresentou-sede7 a10mm
acimadosegundopar(Fig.1H).Osbotõespré-antesejáapresentampólendisponívele
lobos estigmáticos abertos. Neste estádio, há a formação de uma linha de deiscência
longitudinalnasanterassemqueocorraoafastamentodasbordas.Observou-sequeas
anterasnãoseabremcompletamente,mesmoapósaaberturatotaldasflores(Fig.1E).
Assim, os grãos de pólen permanecem agregados no interior das anteras, sendo
liberados apenas quando elas são pressionadas pelos visitantes, contra a parede da
corola (Fig. 1G). Nesta fase, os lobos da corola encontram-se completamente
distendidoseuma plataformaalongada éformada pelosdoislobosinferiores sobrea
qualcontrastaoápicebrilhantedoestaminódio(Fig.1I).
Oestigmaésensívelesefechaalgunssegundosapóssertocado.Quandonão
ocorredeposiçãodepólen,oestigmareabrelentamentedepoisdepermanecerfechado
porcercade30minutos.Esteprocessoseconcluiapós2horas.
Os grãos de pólen são brancos, envoltos por substâncias lipídicas e viscosas
evidenciadaspeloteste SudanIV.Aviabilidade médiadosgrãosde pólené 98,65 +
8,20%earazãopólen:óvuloé154,64+
41,38.
Não há produção de néctar em botões pré-antese. Nas primeiras horas após a
aberturafloralasfloresproduziram,emmédia,3,45+
2,03µldenéctar.Após48ha
média foi de 6,62 +
3,22 µl, sugerindo que a produção de néctar apresenta padrão
contínuo.Em43%dasfloresanalisadasnãofoiencontradonéctar.Aconcentraçãodo
néctarvarioude22a28%.Ovalorenergéticoestimadoparaonéctarporflor,varioude
0,83a1,08mgdeaçúcarporflor,nasprimeirashorasdaantese,até1,59a2,07mgde
açúcarporflor,apartirdosegundodiadaantese.Osvisitantesfloraispodemobter,nas
floresqueproduzemnéctar,desde3,32até8,28calorias/flor.
Fenologia
A produção de botões florais iniciou-se em julho, fase em que as plantas
apresentavamapenasfolhasvelhas(Figura2).Ofluxoderebrotaeproduçãodefolhas
novas seguiu-se ao início da floração, fase esta que se estendeu até novembro,
observando-se em dezembro o final da floração e o início da maturação de frutos.
Portanto,asplantasapresentarammaioresquantidadesdefolhasnovaseadultasnafase
deflorescimentoeproduçãodefrutos,cujopicodeatividadeocorreunosmesesmais
quenteseúmidos,dentrodoperíodoanalisado.
Sistemareprodutivo
As populações estudadas apresentaram sistema reprodutivo preferencialmente
xenógamo, havendo ocorrência de formação de frutos em apenas 3,85% das flores
autofecundadas. A taxa de polinização natural foi baixa (7,25%) e nenhum caso de
autopolinização espontânea ou de agamospermia foi verificado evidenciando a
necessidadedeumvetordetransferênciadepólen(Tabela1).
Tabela1.AvaliaçãodosistemareprodutivoemJacarandaoxyphyllaem30indivíduosdeduas
populaçõeslocalizadasnomunicípiodeBotucatu,SP.
Autopolinização
espontânea
Agamospermia Autopolinização
manual
Polinização
cruzada
manual
Polinização
natural
(controle)
N
o
deflores 182 39 78 41 138
N
o
defrutos 0 0 3(3,85%) 19(46,34%) 10(7,25%)
Figura2-PercentualdeatividadedasfenofasesvegetativasereprodutivasdeJacarandaoxyphylla
(n=44)emBotucatu,SP.
0
20
40
60
80
100
120
140
160
J
u
nho
Julho
A
gost
o
S
ete
m
b
r
o
Outub
r
o
Novembro
Dezembro
Atividadedasfenofases(%)
Rebrota FolhasNovas
FolhasAdultas FolhasVelhas
0
10
20
30
40
50
60
Junho
Julho
A
gost
o
Setemb
ro
Out
ubr
o
N
ovem
br
o
D
ez
e
m
br
o
Atividadedasfenofases(%)
Botões Flores Frutos
Descriçãodosvisitantesflorais
Abelhas pequenas, pertencentes aos gêneros Ceratina, Trigona e Augochlora,
foram observadas visitando as flores de J. oxyphylla desde o amanhecer até o
entardecer. Estas espécies investigavam visualmente cada flor e, se não houvesse
nenhum visitante, adentravam o tubo floral com a cabeça voltada para a câmara
nectarífera, apoiando-se no estaminódio (Fig. 2A). Quando alcançavam o nível das
anteras,voltavam-secomoabdômenparaapartesuperiordotubofloralecoletavam
pólen ativamente com os primeiros pares de pernas, ao mesmo tempo em que iam
limpandoocorpoetransferindoopólenparaoterceiropardepernas.Nesteprocesso,
queduravade1a3minutos,váriaspartesdocorpodestasabelhas,contendopólenda
própriaflor,entravamemcontatocomasuperfícieestigmática(Fig.2E).Entretanto,em
nenhummomentofoiobservadofechamentodoslobos estigmáticosapósestecontato
(Fig.2A).Apóscoletaropólenelasvoltavam-secomoabdômenparabaixoeraspavam
ativamenteaporçãoglandulardoestaminódio.Emseguida,alçavamvôodirigindo-sea
outrasfloresdamesmaplantaoudeplantasvizinhas.
Abelhasmédiasegrandes,dafamíliaApidaetambémvisitaramasfloresdeJ.
oxyphylla,emboracomumafreqüênciamuitomenorqueasabelhaspequenas(Tabela
2).Eulaema nigritafoi observadaemduas ocasiões, realizandoseqüênciasde visitas
emcercade10floresdeplantasvizinhas,adentrandootubofloralatéalcançaracâmara
nectarífera.
Considerandoqueasanterasestãodispostasentre15e30mmacimadacâmara
nectarífera e que a língua de E. nigrita mede 17 mm, quando esta abelha alcança o
néctar,contactaanteraseestigmacomacabeçaeaporçãodorsaldotórax,enquantoa
porção ventral contacta toda a porção mediana glandular do estaminódio. Quando a
abelha retrocedia, deixando a flor, ela retirava ativamente parte dos grãos de pólen
depositadossobreseudorsoeostransferiaparaoterceiropardepernas.
Bombus morio também foi observada realizando apenas duas seqüências de
visitas às flores de J. oxyphylla. Antes de efetuar as visitas, esta espécie vistoriava
frontalmente as flores por alguns segundos e adentrava completamente o tubo floral
Figura2.(A)BotãofloraldeJacarandaoxyphylla,duranteabertura,sendovisitadoporTrigona
sp.,notar
abdómenrepletodepóleneoestigmacomoslobosparcialmenteafa
stados(seta);(B)Florcompleta,com
estaminódio exerto; (C) Oxaea flavescens
pilhando néctar; (D) Flor com estaminódio removido
manualmente; (E) Trigona
sp. coletando pólen, apoiada sobre os tricomas glandulares do estaminódio,
tocandoasuperfícierece
ptivadoestigmacomapataanteriordireita,setaindicamassapólenjáarmazenada
nascorbículasduranteaproximadamente2minutosdevisita.
B
7mm
9mm
8mm
4mm
10mm
C
D
A
E
dirigindo-se à câmara nectarífera. B. morio visitou aproximadamente 8 flores de
diferentes plantas próximas em cada seqüência e, ao sair da flor, era visível grande
quantidadedepólendepositadosobreacabeçaearegiãodorsaldotórax.
EulaemanigritaeBombusmorioforampolinizadoreslegítimosconsiderando-se
seucomportamentoeaadequaçãodesuasdimensõesàsfloresdeJacarandaoxyphylla.
Alémdisto,asduasespéciescontactamasuperfíciereceptivadoestigmaaoentrarna
flor e, ao sair, quando apresentam pólen da própria flor depositado na região dorsal,
contactam apenas a porção externa estéril dos lobos estigmáticos, restringindo a
possibilidadedeautopolinização.
Uma espécie não identificada de beija-flor (Trochilidae) realizou visitas em
seqüênciasde5a15floresporturno,emdiferentesplantas,normalmenteentre8:00e
9:00h.Aovisitarasflores,obeija-florintroduziaacabeçanotubofloraldurante1a2
segundos, permanecendo geralmente em vôo pairado, embora algumas vezes se
apoiasserapidamentenainflorescênciaduranteavisita.Algunssegundosapóssuasaída
da flor verificava-se, freqüentemente, o desprendimento da corola, restando apenas o
cálice e o gineceu. Exomalopsis fulvofasciata, embora apresente tamanho pequeno,
realizou visitas legítimas às flores de J. oxyphylla, coletando néctar e contatando as
estruturasreprodutivas.
Aabundânciarelativadevisitasdeabelhaspequenasfoi80%,enquantoqueado
beija-flor foi de 14,5%, de Eulaema nigrita 2,8%, de Bombus morio 1,7% e
Exomalopsisfulvofasciatade1%.
Oxaea flavescens e Xylocopa sp. foram observadas pilhando néctar, sendo O.
flavescens a mais freqüente (Tabela 2). Ambas apresentaram comportamento similar,
pousandoexternamentesobreotubofloral,introduzindooaparatobucalentreocálicee
acorola,pilhandonéctarativamenteatravésdefendaslongitudinaisproduzidasnabase
dotubo,juntoàcâmaranectarífera(Fig.2C).
Tabela2–VisitantesfloraisdeJacarandaoxyphyllaemcerrado,BotucatuePratânia,EstadodeSão
Paulo.
Espécies Comportamento de
visita
Recursocoletado Frequência*
ANDRENIDAE
Oxaeaflavescens Ilegítimo Néctar Alta
ANTHOPHORIDAE
Ceratina(Crewella)maculifrons Ilegítimo Pólen Alta
Ceratina(Crewella)gossypii Ilegítimo Pólen Alta
Ceratina(Crewella)asuncionis Ilegítimo Pólen Alta
Exomalopsisfulvofasciata Legítimo Néctarepólen Baixa
Xylocopasp. Ilegítimo Néctar Baixa
APIDAE
Trigonaspinipes Ilegítimo Pólen Alta
Eulaema(Apeulaema)nigrita Legítimo Néctarepólen Média
Bombus(Fervidobombus)morio Legítimo Néctar Baixa
HALICTIDAE
Augochlora(Augochlora)sp. Ilegítimo Pólen Alta
TROCHILIDAE Legítimo Néctar Média
*Frequência:alta(médiade30visitas/dia),média(médiade1a5visitas/dia),baixa(menosde1visita/dia).
Experimentos sobre o papel do estaminódio no sucesso reprodutivo masculino e
feminino.
Embora as flores com estaminódio removido apresentem-se visualmente
distintas (Fig. 2D) das flores íntegras (Fig. 2B), não foram encontradas diferenças
significativasentreasmédiasdostratamentos,comesemestaminódio,paraaremoção
depólen(Tabela3).Abelhas pequenas HalictidaeeAnthophoridaeforamobservadas
visitando intensamente as flores que tiveram seus estaminódios removidos, em uma
proporçãode15floressemestaminódiopara1comestaminódio.Elasapresentaramo
mesmocomportamentoderemoçãodepólennosdoistiposdeflor(Fig.1E).Aremoção
de grãos de pólen foi semelhante nas flores com (75,16 +
23,73) e semestaminódio
(73,09+
27,27).
Tabela 3 – Número médio de grãos de pólen depositados sobre estigma e removidos das
anteras em flores de Jacaranda oxyphylla, polinizadas naturalmente, comparando-se
florescomestaminódiopresenteeremovido.
Estaminódiopresente
Estaminódioremovido
N Média
N Média
F*
Pólendepositadosobreoestigma 32 11,91+34,89
32 3,84+4,75
0,18
NS
Pólenremovidodasanteras 32 75,16+23,73
32 73,09+27,27
0,01
NS
*Calculadoapartirdedadostransformadosem√x+1
Nãofoiverificadadiferençasignificativaentreasmédiasdosdoistratamentos
comrelaçãoàquantidadedepólendepositadasobreoestigma(Tabela3).
Entretanto,visitaslegítimasocorreramsomenteemflorescomestaminódio,as
quais receberam deposição de pólen (144 grãos de pólen/estigma) compatível com o
númerodeóvulosporflor(113,28+
21,14).
Apenas 6,25% das flores receberam visitas legítimas, com possibilidade de
formarfutos,valormuitopróximoàtaxadefrutificaçãonaturalverificadanaavaliação
dosistemareprodutivo(Tabela1).
Discussão
Ecologiadapolinização
VáriascaracterísticasestruturaisefuncionaisdasfloresdeJ.oxyphyllaindicam
suaadaptação à polinizaçãopor abelhas tais como, antesediurna, coloraçãopúrpura,
produçãode odor,denéctar,presençadeplataformade pouso,de guias denéctarna
corola tubular e simetria zigomorfa; além disto, a câmara nectarífera, parcialmente
fechadapelabasedosfiletesepelostricomasglandulares,restringeoacessoaonéctar
às abelhas de língua longa (Proctor e Yeo, 1979; Faegri e Pijl, 1979). As flores
enquadram-senotipoAnemopaegmaeestãorelacionadascompolinizaçãoporabelhas
degrandeemédioporte,normalmenteApidae(TriboEuglossini)eAnthophoridae,que
realizam polinização nototríbica, sendo também visitadas por vários grupos de
pilhadores de pólen incluindo abelhas pequenas da família Halictidae e do gênero
Trigona;alémdepilhadoresdenéctarcomobeija-floreseabelhasdogêneroXylocopa
(Gentry,1974).
Váriasdascaracterísticaseinterações referidasparaotipo Anemopaegmapor
Gentry(1974),seconfirmaramparaJ.oxyphyllanopresenteestudo,excetoofatode
nãotersidoobservadapilhagemdenéctarporbeija-floresemnehumaocasião,massim
um número considerável de visitas legítimas. Além disto, a pilhagem de néctar foi
realizada intensamente por O. flavescens, uma das espécies mais abundantes de
Andrenidae,cujaspopulaçõesaumentamconsideravelmentenoinverno,períodoemque
J.oxyphyllaencontra-seflorida.
Oxaeaflavescensumdospilhadoresdenéctarmaisregulareseabundantesnos
cerrados,utilizasuasmaxilasfortesealongadasparaperfurarostubosflorais,sendoa
única abelha claramente adaptada à pilhagem de néctar obrigatória em espécies de
Bignoniaceaedecerrado(Gottsberger&Silberbauer-Gottsberger,2006).
Conheceromovimentodospolinizadoresentreasfloresdeumaplantaeentreas
plantasdeumapopulaçãopodeauxiliarnacompreensãodadinâmicadofluxodepólen
(Heinrich&Raven,1972;Proctor&Yeo,1979;Heithausetal.,1974;LevineKerster,
1974, Handel, 1982). Neste sentido, estudos sobre a dinâmica da secreção do néctar
indicamquevariaçõesnaapresentaçãodenéctarfloral,taiscomoquantidade,padrãode
produção, horário de pico, influenciam a movimentação dos polinizadores entre as
flores resultando em conseqüências sobre o sucesso reprodutivo da espécie (Galetto,
1995; Galetto et al., 1997; Bernardello et al. 2000; Galetto e Bernardello, 2005).
Gottsberger & Silberbauer-Gottsberger (2006) referem que a atividade pilhadora de
OxaeapodeterumefeitopositivoparaosistemadepolinizaçãodeJacaranda,jáquea
incisão não provoca nem o murchamento da corola nem interrupção na produção de
néctar,podendolevaraumaumentonofluxodepólen.Poroutrolado,Gentry(1978)
sugereque,emespéciesdeBignoniacaeaecomflorescimentoemmassa,afreqüênciade
movimento dos polinizadores entre plantas individuais pode ser aumentada pela
presençadepredadoresdospolinizadores,comopássarosinsetívoros,oupeladepleção
de néctar por pilhadores, como beija-flores e abelhas. Entretanto, em Jacaranda
oxyphylla,umaespéciequeapresentaproduçãodenéctaremapenascercademetadede
suasfloreseproduçãodepoucasflorespordiaemcadaplanta,estapilhagemintensa
poderiaexaurir onéctar “standingcrop”, levando àredução na taxa de visitaçãodos
polinizadores que utilizam néctar como atrativo primário, e conseqüentemente à
diminuição do transporte e deposição de pólen dentro da população e do número de
sementesproduzido.
Bittencourt&Semir(2006)relacionamabaixaproduçãodenéctarporfloremJ.
racemosa (3,32 +
1,24 µl) ao favorecimento do fluxo de pólen entre plantas. Em J.
oxyphylla,sãoproduzidosde3,45 a 6,62µl denéctardurante avidada flor, valores
próximosaosverificadosparaJ.racemosaporBittencourt&Semir(2006).Entretanto
o favorecimento do fluxo de pólen entre plantas de J. oxyphylla não foi verificado
ressaltando que, embora observações de campo tenham sido realizadas durante um
períododeaproximadamente180horas,englobandodiversaspopulações,onúmerode
visitantes florais observado foi muito baixo. Para que o sistema planta-polinizador-
pilhador resulte em incremento da xenogamia, deve ser mantido um equilíbrio nas
populações,detalmodoquearetiradadenéctarpelospilhadoresnãosejaexcessiva,
permitindo que o recurso calórico obtido pelo polinizador em certa área de
forrageamentosejacompatívelcomseugastoenergético(Heinrich&Raven,1972).
Demodogeral,emBignoniaceae,asabelhasencontram22cal/m
3
nacopadas
árvores (150-200 flores de 20 inflorescências), enquanto que em arbustos elas
encontram 249 cal/m
3
(15 flores frescas em duas inflorescências) portanto, os
polinizadorestêmquevoarumadistânciamaiornacopadasárvoresparaobteramesma
quantidade de energia que na copa dos arbustos (Stevens, 1994 apud Gottsberger &
Silberbauer-Gottsberger,2006).EmJ.oxyphylla,osvisitantesfloraispodemobterentre
14,3e35,6caloriasporplanta,oquecorresponde,emmédia,a24,9cal/m
3
(8flores
frescasemaproximadamenteduasplantas).Secompararmosestesvalorescomaqueles
obtidos por Stevens (1994, apud Gottsberger & Silberbauer-Gottsberger, 2006) para
outrasespéciesarbustivasdeBignoniaceae,constata-sequeosvisitantesdeJ.oxyphylla
necessitamvoardistânciasmaioresparaobteramesmaquantidadedeenergiaporm
3
de
copa.
Considerando o néctar como o principal recurso calórico oferecido aos
polinizadores de J. oxyphylla, é possível que fatores como a intensa pilhagem por
Oxaea flavescens e o fato de 43% das flores em antese não apresentarem néctar,
associadosàproduçãodepequenonúmerodefloresfuncionaisporplantaacadadia,
sejamresponsáveispelabaixataxadevisitasnaspopulaçõesestudadasrefletindouma
quantidade de recursos disponível incompatível com as necessidades energéticas dos
polinizadores.
Apolinizaçãode J.oxyphylla por abelhas pequenas foi investigada, já queas
mesmassãoosvisitantesfloraismaisfreqüenteseapresentamcomportamentodevisita
queresultaemcontato,tantocomasestruturasreprodutivasfemininas,quantocomas
masculinas.EstapossibilidadetambémfoireferidaparaJ.caroba,visitadaporespécies
de Augochlora e Ceratina (Vieira et al., 1992) e para J. racemosa, visitada por
Augochlorasp.(Bittencourt&Semir,2006).
Abelhas dos gêneros Ceratina, Trigona e Augochlora, tocam a superfície
receptiva do estigma, inúmeras vezes, enquanto manipulam as anteras, podendo
depositarpequenasquantidadesdepólen,promovendoprincipalmenteautopolinização.
Este fato, aliado à possível flexibilidade no sistema reprodutivo de J. oxyphylla,
considerando-seapresençaalgunsrarosfrutospequenos,compoucassementesemuma
das populações estudadas, poderia representar uma alternativa para propagação, via
sementes,naspopulaçõesemqueafreqüênciadevisitantesdemédioegrandeporteé
muito baixa. Entretanto, verificou-se que apesar das abelhas dos gêneros Ceratina,
Augochlora e Trigona removerem intensamente o pólen, tanto nas flores com
estaminódio(75,16+
23,73),quantonasfloressemestaminódio(73,09+27,27),suas
visitasresultaramembaixadeposiçãosobreosestigmas,emmédia3,84+
4,75grãosde
pólen/estimanasfloressemestaminódioe3,1+
4,24grãosdepólen/estigmanasflores
com estaminódio, desconsiderando as visitas legítimas. Estes resultados indicam que
abelhas pequenas não participam expressivamente da polinização de J. oxyphylla e
atuam,principalmente,comopilhadoras.
Embora,J. oxyphylla apresente característicasrelacionadas à melitofilia, neste
estudoverificou-seaocorrênciadevisitaslegítimasdeumaespéciedeTrochilidaeem
umadaspopulaçõesestudadas.Considerandoalgumascaracterísticasdaflor,comopor
exemplo,apresençadenéctarcomorecompensaeadisposiçãolongitudinaldasanteras,
associadasàmorfologia,comportamentoefreqüênciadevisitasdobeija-flor,podemos
considerá-lopolinizador legítimodeJ. oxyphylla.Aespéciefloresce naestaçãomais
secadoano,podendohaverrestriçãodeáguaouatémesmoderecursosenergéticosnas
áreasestudadas.Portanto,asvisitasdobeija-florpodemseroportunistas,nãohavendo
uma interação estabelecida, já que não foram observadas visitas de Trochilidae nas
outras populações, no presente estudo, e nem em estudos prévios realizados por
Yanagizawa & Maimoni-Rodella (2007). Em plantas lenhosas de cerrado, visitas
oportunistasdebeija-floresforamverificadasemmaisde30%dasespéciesestudadas,
sendoapolinização,porestesvetores,maiscomumenteobservadanoestratoherbáceo
(Oliveira e Gibbs, 2002), embora ornitofilia tenha sido verificada em espécies
arbustivaseherbáceasemáreasdecamposujo(Barbosa,1997).
Deste modo, Trochilidae, Eulaema nigrita, Bombus morio e Exomalopsis
fulvofasciata, foram considerados polinizadores efetivos de J. oxyphylla, sendo que
apenasasabelhas foramobservadasemtodas aspopulações estudadas. Esteespectro
difere do descrito por Yanagizawa & Maimoni-Rodella (2007), composto
predominantementepor Bombus atratus,Centris hemisiellae Melitomasp., emoutra
população,situadanamesmaregião,emumcerradosecundáriobastantealteradocom
alta densidade de indivíduos floridos (Yanagizawa, 1983). Esta diversidade de
polinizadores pode representar uma estratégia importante, já que a espécie ocorre
freqüentemente em áreas perturbadas ou ruderais, onde pode haver flutuação de
polinizadores,aumentando,destaforma,aspossibilidadesdereproduçãosexuada.
Jacaranda oxyphylla apresenta um padrão fenológico do tipo “steady-state
modificado”,descritoporGentry(1974),emqueháproduçãodepoucasflorespordia,
durante um período de algumas semanas, normalmente característico de plantas
polinizadas por abelhas que estabelecem rotas fixas de forrageamento diário, como
fêmeasdeabelhaseuglossinas,chamadasporJanzen(1971)de“trapliners”,quepodem
voar23kmoumaisemapenasumdia.Abelhaseuglossinasapresentamhabilidadede
orientação e percepção de guias de orientação aprendidos, sobre áreas extremamente
grandes (Roubik, 1989). Neste contexto, a polinização por Eulaema nigrita é
compatívelcomopadrãofenológicodeJ.oxyphylla.
Espécies de Bombus tendem a gerar pequenos tamanhos de vizinhança,
promovendoofluxodepólenemumnúmerodeplantasmenorqueonúmeropotencial
deindivíduosintercruzantesdapopulação,devidoaofatodevisitaremmuitasfloresna
mesma planta e várias plantas próximas por rota de forrageamento (Schmitt, 1980).
Estudos sobre a distância de vôo de Bombus têm evidenciado que, apesar de haver
grandevariaçãonastaxasedistânciasdeforrageamentoentreindivíduosdeumamesma
espécie, o uso espacial do habitat difere significativamente entre espécies (Walther-
Hellwig & Frankl, 2000). Os autores verificaram as operárias de B. muscorum
forragearamapenasnasproximidadesdeseusninhos(menosde100 m),enquantoB.
lapidariusexplorouumaáreade500maoredordosninhoseB.terrestrisforrageoua
distânciasque variaram de500 a 1750 m, sendo quetodas as espéciesdependem de
certa concentração espacial de suprimentos florais. Nas condições observadas por
Yanagizawa(1983),aelevadafreqüênciadevisitasdeBombusatratus,consideradoo
principalpolinizadorde J. oxyphylla,pode tersidofavorecidapela alta densidadede
indivíduos floridos em uma pequena área. No presente estudo, embora outra espécie
deste gênero, Bombus morio, tenha sido observada visitando as flores de Jacaranda
oxyphylla,nãohouvealtafreqüênciadevisitas,possivelmentedevidoàbaixaofertade
recursosnapopulaçãomonitorada.
Sistemareprodutivo
Nenhumcasodeautopolinizaçãoespontâneafoiverificadoe,emboraamaioria
das flores não apresente separação ou espacial das estruturas reprodutivas, a pressão
mecânica exercida sobre as anteras pelo visitante, é fundamental para que ocorra a
liberaçãodopóleneadeposiçãosobreoestigma.
Nesteestudo,obteve-seumapequenaquantidadedefrutosproduzidosapartirde
flores autopolinizadas, que pode ser resultado de contaminação por pólen xenógamo
comoreferidoparaJ.racemosa,porBittencourt&Semir(2006).Entretando,estudos
prévios, realizados com outra população, demonstraram taxas de 26% de
autofecundação nesta espécie (Yanagizawa & Maimoni-Rodella, 2007). Embora a
porcentagemdefrutosproduzidosporautofecundaçãotenhasidodeapenas3,85%,ela
representamaisde50%dataxadefrutificaçãonaturale,portanto,apossibilidadede
que a espécie apresente uma flexibilidade no sistema reprodutivo, não deve ser
descartada.Neste caso, a produçãode sementes poderiaserincrementada,através de
geitonogamia,jáqueassequênciasdevisitasdospolinizadoresdeJ.oxyphyllasempre
incluíram várias flores da mesma planta. Esta alternativa pode ser especialmente
vantajosa em ambientes perturbados, em que a constância dos polinizadores não é
garantida,conformeverificadoempopulaçõesdeespéciesdeIpomoeainvasorasque,
embora sejam melitófilas, apresentam polinizadores não específicos e autogamia
facultativa (Maimoni-Rodella & Rodella, 1992; Maimoni-Rodella & Yanagizawa,
2007).
Papeldoestaminódionapolinização
Hácercade130anosopapeldoestaminódionabiologiafloraldeespéciesdo
gêneroJacarandavêmsendoespeculado(Delpino1868-1875apudWalker-Larsen&
Harder, 2001). Estudos de biologia floral têm sugerido funções variadas para esta
estruturaemváriasespéciesdestegênero(Vieiraetal.,1992;BittencourtJr&Semir,
2006; Yanagizawa & Maimoni-Rodella, 2007). Entretanto, apenas nos últimos anos,
estudosexperimentaistêmsidoconduzidosnosentidodedeterminaraimportânciado
estaminódio sobre o sucesso reprodutivo de espécies, principalmente do gênero
Penstemon,queapresentamestaestruturadesenvolvidaefuncional.
Demodogeral,tem-severificadoumaumentonosucessoreprodutivofeminino
quando se comparam flores com estaminódio presente e removido na maioria das
espéciesestudadas.Dieringer&Cabrera(2002)verificaramqueflorescomestaminódio
receberam46%maispólenquefloresquetiveramseuestaminódioremovido;poroutro
lado,aremoçãodoestaminódioaumentouaeficiêncianaremoçãodepólendasanteras
dePenstemondigitalis(Scrophulariaceae).EmJacarandaoxyphylla,emboradiferenças
significativas não tenham sido verificadas em nenhum dois componentes do sucesso
reprodutivo avaliados, verificou-se um aumento de 210% na quantidade de grãos de
pólendepositadossobreoestigmadasflorescomestaminódio,queforamasúnicasa
receberamvisitaslegítimas,compossibilidadedeformaçãodefrutos.
Hawk&Tepedino(2007)estudaramoefeitodaremoçãodoestaminódiosobreo
sucesso reprodutivo feminino em Penstemon haydenii (Scrophulariaceae) e não
verificaramdiferençassignificativasnapresençaouausênciadestaestrutura.Osautores
atribuem este resultado à mudança de comportamento do visitante mais freqüente,
Osmia brevis (Megachilidae), que passou a esticar as pernas, durante as visitas, de
modoacompensaroaumentonadistânciadasanteras.Poroutrolado,Bombusevespas
não apresentaram nenhuma alteração de comportamento e apenas uma espécie de
abelha, pequena e generalista, pareceu desorientada nas flores sem estaminódio,
partindo freqüentemente sem coletar pólen. Em J. oxyphylla, abelhas pequenas dos
gêneros Ceratina, Augochlora e Trigona visitaram intensamente as flores sem
estaminódio,realizandocoletadepólen diretamentedasanteraseresultando em uma
taxaderemoçãodepólendemaisde70%tantonasflorescomestaminódioquantonas
floresquetiveramseuestaminódioremovido.
Walker-Larsen&Harder(2001)compararamapolinizaçãodeduasespéciesde
Penstemon polinizadas por beija-flores e duas polinizadas por abelhas. Os autores
observaramquearemoçãodoestaminódionãoafetounenhumdosaspectosavaliados
nasespéciespolinizadasporbeija-flores.Entretanto,nasduasespéciespolinizadaspor
abelhas o estaminódio afetou o sucesso reprodutivo de forma diferencial. Em P.
ellipticus, que representa uma linhagem mais basal de Penstemon, o estaminódio
dificultaoacessodopolinizadoraonéctar,aumentandoconseqüentementeaduraçãoda
visita,ocontatodopolinizadorcomosórgãosreprodutivos,arecepçãodepólenpelos
estigmasecontrolandoaremoçãodepólendasanteras.JáemP.palmeri,oestaminódio
atuacomoumaalavancaqueauxiliaocontatodoestigmacomopolinizador,demodo
quearemoçãodoestaminódioreduzarecepçãodepólen,masnãoafetaaatraçãodo
polinizador,aduraçãodavisitaouaremoçãodepólen.
Sandvik&Totland(2003)fizeramexperimentosderemoçãode estaminódios,
queatuamcomonectáriosemParnassiapalustris,paraavaliarsuaimportânciasobreo
sucessoreprodutivodaespécie.Osautoresverificaramqueapresençadeestaminódio
foi responsável por um aumento na taxa de visitação dos polinizadores e no sucesso
reprodutivofemininodeP.palustris.
Embora tenha sido atribuído o papel de guia, por emissão de odor, ao
estaminódiodeoutrasespéciesdeJacaranda(Vieiraetal.,1992,RandoeSérsic,2003,
Bittencourt & Semir, 2006), verificou-se, que esta não é a única estrutura a
desempenhar esta função, pois aroma semelhante, suave e adocicado, também foi
verificado na mácula branca da corola que apresentou intensa reação ao teste com o
vermelhoneutro,oquesugerequeestasejaaprincipalregiãoemissoradeodoremJ.
oxyphylla, sendo talvez complementada pelos tricomas glandulares do estaminódio
criando, em conjunto, um túnel de emissão de aroma que converge em direção às
estruturasreprodutivaseàcâmaranectarífera.
OestaminódiodeJ.oxyphyllanãopareceexercerfunçãomecânicanosentido
de facilitar ou restringir o acesso ao pólen, como sugerido para J. mimosifolia por
RandoeSérsic(2003),jáqueaporcentagemmédiadegrãosdepólenremovidosdas
anterasfoimuitosimilarnasplantascomesemestaminódio.
Opapeldeorientaçãovisual,sugeridoporVieiraetal.(1992)eporMorawetz
(1982apudGottsberger&Silberbauer-Gottsberger,2006),aliadoàpresençadenéctar
para espécies de Jacaranda, não pode ser descartado, mas observaram-se grandes
diferenças de coloração dos tricomas o que confere padrões diversificados ao
estaminódio de J. oxyphylla, além de haver variação de tamanho, sendo alguns
subexertos.Alémdisto,foiconstatadapresençadenéctaremflorescujosestaminódios
já apresentavam sinais de senescência, semelhante ao verificado por Bittencourt &
Semir(2006)emJ.caroba.
Gottsberger& Silberbauer-Gottsberger(2006)atribuema espéciesdo gênero
Jacaranda,umsistemadepolinizaçãodenominado“polinizaçãosobreposta”,emque,
em único sistema floral, elementos como fragrância e néctar estão combinados,
possibilitando a coleta de perfumedo estaminódio por abelhas euglossinas machos,
coletadenéctarpormachosefêmeasdeeuglossinaseporoutrasespéciesdeabelhas
grandes,alémdacoletadenéctarepólenporabelhaspequenas.Deacordocomestes
autores,osistemadepolinizaçãosobrepostoemJacaranda,poderiadesempenharum
papel“amortizador”,comrespeitoàsvariaçõesnoespectrodepolinizadores,quepode
sercríticaemespéciesdecerradoduranteaestaçãoseca,quandoeuglossinaspodem
nãoestarativas.
Jacaranda oxyphylla, que floresce justamente no período mais seco do ano,
apresentaumamploespectrodevisitantesflorais,incluindobeija-floreseabelhasde
grande, médio e pequeno porte. Entretanto, a eficiência na polinização parece estar
restritaapoucasespéciesdevisitantes.AespéciedeTrochildaeemboratenhavisitado
asfloresdeJ.oxyphyllacomumafreqüênciasuperioràdasabelhas,esteverestritaa
umaúnica populaçãoe seupapel nareprodução da espécie deveser analisadocom
cautela. Abelhas pequenas dos gêneros Ceratina, Augochlora e Trigona, embora
apresentem alta freqüência de visitas às flores e apresentem comportamento que
possibilitaatransferênciadepólen,nãosemostrarameficientesnadeposiçãodepólen
sobreoestigmadasfloresdeJ.oxyphylla.Esteresultado,provavelmente,sedeveà
eficiênciadestasabelhasemlimparemocorpoeempacotaremosgrãosdepólennas
corbículasduranteacoleta.Estasespéciesforamconsideradaspilhadorasdepólene
apresentaramumimportanteimpactonegativosobreosucessoreprodutivomasculino
efemininonaspopulaçõesdeJ.oxyphyllaestudadas.
Eulaema nigrita, Bombus morio e Exomalopsis fulvofasciata foram, portanto
consideradosospolinizadoresmaisefetivosdeJacarandaoxyphylla.Eulaemanigrita
foi a espécie mais frequente a realizar visitas legítimas nas populações estudadas e,
devido ao seu comportamento “trapliner”, pode ser um importante agente na
transferência de pólen em populações que se encontram em ambientes mais
preservados,emquehápoucosindivíduospróximosfloridos.Poroutrolado,Bombus
morio pode ser importante em ambientes em regeneração, em que as populações de
apresentammaiordensidadedeindivíduosfloridosporárea.
A taxa de sucesso reprodutivo feminino, de 6,25%, verificada nas flores com
estaminódioémuitopróximaàtaxadefrutificaçãonaturalde7,25%.Considerando-se
queosucessoreprodutivodasfloressemestaminódiofoipraticamentenulo,sugere-se
queestaestruturadesempenhaimportantefunçãonosucessoreprodutivofemininode
Jacarandaoxyphylla.Estudosmaisdetalhadosserãonecessáriosparaverificarseseu
papel está relacionado preferencialmente aos seus atributos físicos ou se a secreção
produzidaemseustricomasglandularesdesempenhafunçõesnaatraçãoquímica,que
estãoalémdaproduçãodeodor,jáqueamáculabrancadacorola,regiãoprodutorade
aroma semelhante ao verificado no estaminódio, encontrava-se intacta nas flores que
tiveramseuestaminódioremovido.
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Análisemorfológica,químicaefuncionaldoestaminódiode
Jacarandaoxyphylla(Bignoniaceae).
Introdução
Bignoniaceae, família predominantemente neotropical, com cerca de 110
gêneros e 800 espécies, é composta principalmente por lianas e árvores, e apresenta
apenasalgumasespéciesarbustivas(Gentry1980).Asfloressãonormalmentegrandese
vistosas, com corola tubular-campanulada, levemente bilabiada e são visitadas por
amploespectrodepolinizadoresincluindoabelhas,beija-flores,borboletas,mariposase
morcegos (Gentry 1974; 1980). Estudos sobre estruturas secretoras de Bignoniaceae
têm enfocado principalmente nectários extraflorais e florais, sendo os últimos
representados, na maioria dos gêneros, por um disco anular ou cilíndrico bem
desenvolvido localizado ao redor da base do ovário (Bureau & Schumann, 1897;
Stephenson, 1982; Thomas & Dave, 1992; Galetto, 1995; Rivera, 1996, 2000).
Tricomas glandulares presentes nas flores de Bignoniaceae têm sido relacionados à
produçãodenéctar,principalmenteemespéciescujodisconectaríferoérudimentarou
ausente(Lopesetal.,2002;BittencourtJr.&Semir,2004).
Além da função nectarífera, os tricomas florais de Bignoniacaeae apresentam
importantevalortaxonômico(Bureau&Schumann,1897;Seibert,1948;Gentry,1980)
e podem desempenhar outros papéis nas interações ecológicas, como descrito para
Zeyheriamontana,ondeostricomasglandularespeltados,presentesnoováriodesdeo
iníciododesenvolvimentofloralatéemfrutospré-dispersão,encontram-sepreenchidos
porumamescladeterpenosealcalóides,paraaqualfoiatribuídafunçãoprotetoradas
estruturasreprodutivas,aumentandoassimopotencialreprodutivodaespécie(Machado
etal.,2006).
Em Jacaranda, tricomas glandulares encontram-se distribuídos em diversas
estruturasflorais,massãoespecialmenteabundantessobreoestaminódio(Martiuset
al.,1897;Gentry&Morawetz,1992,Lohmannetal.,2007).Quasetodososgêneros
de Bignoniaceae apresentam estaminódio rudimentar; entretanto em Digomphia e
Jacarandaestaestruturaéconspícua,maiordoqueosestamesedesempenhafunções
napolinização(Endress,1994).OestaminódioemJacarandaédensamentecoberto
portricomasglandularescoloridos,sendooúnicoórgãoreprodutivo(emboraestéril)
visível externamente na corola e sua função na biologia floral tem sido assunto de
especulações(Gottsberger&Silberbauer-Gottsberger,2006).
EstudospréviosatribuíramaoestaminódiodeespéciesdeJacarandafunções
relacionadas com apresentação secundária do pólen, favorecimento do contato das
abelhas com os órgãos reprodutivos, orientação visual através do contraste com a
corola,guiapelaemissãodeodor,barreiracontrapilhadoresdepóleneaumentono
espectro potencial de polinizadores (ver Morawetz, 1982 apud Gottsberger &
Silberbauer-Gottsberger2006;Vieiraetal.,1992;RandoeSérsic,2003; Bittencourt
Jr.&Semir,2006;Yanagizawa&Maimoni-Rodella,2007).
Apesardesuaimportânciaecológica,poucoseconhecesobreascaracterísticas
químicas dos exsudatos dos tricomas glandulares do estaminódio em espécies de
Jacaranda.Rando&Sérsic(2003),estudandoasecreçãodostricomasdoestaminódio
deJacarandamimosifolia,detectaramumamescladelipídios,mucilagensepequenas
quantidades de açúcares e sugeriram que o estaminódio atua como um atrativo
secundárioolfativoparaBombusmorioeApismellifera,osprincipaisvisitantesflorais
destaespécie.
ConsiderandoqueváriasdasfunçõesatribuídasaoestaminódiodeJacaranda
estão relacionadas às suas características físicas e poderiam ser desempenhadas por
qualquerestruturanãoglandular,éimportantearealizaçãodeestudosqueinvestiguem
tambémopapeldostricomasglandularesdoestaminódionasinteraçõesquímicasdas
espéciesdestegênero.Destaforma,nopresenteestudo,ascaracterísticasestruturaise
secretoras dos tricomas glandulares do estaminódio e seu papel nas interações
químicas,foraminvestigadoscomênfasenapolinizaçãodeJacarandaoxyphylla.
Materiaisemétodos
Áreadeestudoeespécie
AsamostrasforamcoletadasempopulaçõesdeJacarandaoxyphyllasituadasna
borda de um fragmento de cerrado s.s., na Área de Preservação Permanente da
Centroflora-AnidrodoBrasil(22º57’38”Se48º31’22”O)eemumtalhãodeeucalipto
recém cortado, às margens da Rodovia Gastão Dal Farra, km 07
(22º57’02”S e
48º26’24”O),nomunicípiodeBotucatu,EstadodeSãoPaulo.Oclimadaregiãoédo
tipo Cfa de Koeppen, ou seja, mesotérmico úmido, sendo agosto o mês mais seco e
janeiroomaisúmido(Martins,D.,comunicaçãopessoal).
JacarandaoxyphyllaCham.,umsubarbustoxilopodialcom0,5-2,5mdealtura,
apresentaramosglabroseentrenóslongos,folhasbipinadascomfolíolosquevariamde
elípticosarombóidesefilotaxiaoposta.Asinflorescênciassãotirsóides,terminaisou
axilares,compostasporflorescomcálicevináceocupular,inconspicuamentepubérulo,
irregularmente2-5lobado;corolatubular-campanuladaacimadeumtubobasalestrito,
pubérula, 5-lobada, coloração variando de magenta a púrpura; estames didínamos,
anterasbitecas;estaminódiodensamenteglandulareovárioovado-achatadocomdisco
cilídrico-pulvinado na base. O fruto é uma cápsula elíptica de 2,5-7,0 cm de
comprimento e 2,2-4,5 cm de largura, castanho e sublenhoso quando maduro; suas
valvassecurvamnadeiscência,expondoassementesaladasmembranáceas(Gentrye
Morawetz,1992;LohmannePirani,1996).
Exsicatas foram incluídas como documento taxonômico no Herbário “Irina
Delanova Gemtchujnicov” (BOTU), do Departamento de Botânica, do Instituto de
Biociências,UNESP,CampusdeBotucatu(registrosn
os
24408,24409,24410,24411,
24412).
Análisedoestaminódioemmicroscópioeletrônicodevarredura(MEV)
Amostras de estaminódios de 5 flores recém abertas foram fixadas, para
análisesmorfológicasaomicroscópioeletrônicodevarredura,emglutaraldeído2,5%,
tampãofosfato0,1MpH7,3por24horas,pós-fixadasemtetróxidodeósmio1%por
2horas,desidratadasemsériecrescentedesoluçãoalcoólica,secasempontocrítico,
metalizadas com ouro e analisadas ao microscópio eletrônico de varredura Fei -
Quanta200(Phillips,Tchecoslováquia).
Análises complementares foram realizadas em microscópio estereoscópico
Olympus SZ 61 (Japan) equipado com câmara digital Olympus C7070 (Olympus,
Japan).
Estudosanatômicosdostricomasglandularesdoestaminódio
Foirealizadainclusãodematerialemhistorresinaparaseestudaraestrutura
dos tricomas glandulares do estaminódio. Amostras foram fixadas em solução de
Karnovsky(Karnovsky1965)elevadasaumabombadevácuoparaaretiradadoar
contidonostecidos.Emseguida,foramdesidratadasemsérieetílicaeinfiltradasem
resinaplástica(LeicaHistoresin).Osblocosobtidosforamseccionadosa4-6µmde
espessura (secções transversais e/ou longitudinais) em micrótomo rotatório manual
(Leica RM2045) com navalha de aço do tipo C. Posteriormente, os cortes foram
coradoscomazuldetoluidina0,05%(O’Brienetal.1965)emtampãofosfatoecitrato
compH4,5elâminaspermanentesforammontadascomresinasintética“Entellan”.
AsanálisesforamrealizadasemmicroscópioóticoOlympusBX41(Japan)equipado
comcâmaradigitalOlympusC7070(Olympus,Japan).
TestesHistoquímicos
Cortes de materialfresco, obtidos com auxíliode lâminas de barbear, foram
tratadoscom:ácidoperiódico/reagente de Schiff(PAS) parapolissacarídeos neutros
(Jensen, 1962); solução aquosa de vermelho de rutênio a 0,02% para detecção de
mucilagem/pectina (Johansen, 1940); Sudan IV para detecção de lipídeos totais
(Johansen, 1940); reagente de NADI para terpenos (David & Carde 1964); solução
aquosadetricloretoférricoa10%paramarcaçãodecompostosfenólicos(Johansen
1940); solução de azul mercúrio de bromofenol para detecção de proteínas totais
(Maziaetal.1953);reagentedeDragendorffparadetecçãodealcalóides(Svendsene
Verpoorte,1983);soluçãodeFehlingparadetecçãodeaçúcares(Purvisetal.,1964).
Procedimentos padrão de controle foram realizados simultaneamente seguindo as
indicaçõesdosrespectivosautores.
Lâminas temporárias foram montadas em glicerina e analisadas em
microscópio ótico Olympus BX 41 (Japan) equipado com câmara digital Olympus
C7070(Olympus,Japan).
Cromatografiaemcamadadelgadaecromatografiagasosa
Foramrealizadasanálisesdecromatografiaemcamadadelgadaparaverificara
presença de terpenos nas flores de Jacaranda oxyphylla. Foramutilizadas 102 flores
frescasapartirdasquaisforamretiradasamostrasdoápicedoestaminódio(0,340g),da
porção mediana do estaminódio (1,888 g) e da porção superior da corola (mácula
branca) (3,240 g), as quais foram imersas em clorofórmio por 30 minutos seguindo
metodologiadeSeibert(2004).
Asamostrasforamaplicadas,comauxíliodetubocapilar,emcromatoplacasde
Silicagel60F
254
(Merck),comeluentetolueno:acetatodeetila(93:7).Terpenosforam
visualizados utilizando-se o revelador anisaldeído sulfúrico (AS), seguido de
aquecimentoa100
o
C
por10minedeavaliaçãoemluzvisível(WagnereBladt,1996).
ParaanáliseporCromatografiaGasosa(GC)foiutilizadoextratoclorofórmico
de estaminódios de J. oxyphylla, ultrasonicado em temperatura ambiente por 20
minutos.OcromatógrafoutilizadofoioVARIANCP-3380,equipadocomdetectorde
ionização de chama (FID) tipo ADCB (1 Volt), equipado com coluna capilar LM-5
(fenil95%metilpolissiloxanocom15mdecomprimento,0,33mmdediâmetrointerno
e 0,5 µm de espessura do filme). Os resultados foram registrados em computador
equipado com WORSTATION GW-V509NO (VARIAN). As condições de operação
foram as seguintes, injetor: 250
o
C; detector:290
o
C; rampa de aquecimento:150
o
–
280
o
C(aumentode10ºC/min)e280ºCpor18min,tempototalde31min;fluxodos
gases:ar-480ml/min,N
2
43+2ml/min;razãodosgasesN
2
/H
2
/ar1,9:1,0:20.
Resultados
Análisesestruturaisdoestaminódio
O estaminódio é formado por um filete circular que apresenta ápice mais
desenvolvido,levementebífido,ebasedelgada, soldadaàbasedotubodacorola,de
ondeemergedeformaoblíqua,demodoqueseuextremodistalapoia-sesobreaentrada
dotubocorolíneo(Fig.1A).Estadisposiçãooblíquaformaumaespéciedealavancaque
deixa um espaço livre de apenas 2 mm entre a porção mediana do estaminódio e as
anteraseestigma,além decriarumabarreirafísicana entradadacâmaranectarífera,
restringindo o acesso ao néctar. O filete é densamente recoberto por tricomas
glandularesemquasetodasuaextensão,excetonos10mmbasais(Fig.1B).Naporção
apical adaxial concentram-se tricomas não glandulares, uni a pluricelulares,
normalmente unisseriados e não ramificados (Fig. 1C), enquanto na porção apical
abaxial ocorrem apenas tricomas glandulares (Fig. 1D). Os tricomas glandulares
capitados distribuem-se por toda a extensão do estaminódio e apresentam cabeça
amarelo-ouro ou magenta e pé pluricelular unisseriado com coloração que varia de
branco à púrpura. A cabeça, aproximadamenteesférica, apresenta de 17 a 24 células
(n=10),comcitoplasmadenso,arranjadasdeformaconcêntrica(Fig.2B),aoredorde
umacéluladeformatopiramidal(Fig.2A),recobertasporcutícula.Tricomascomduas
camadas concêntricas de células formando a cabeça glandular também podem ser
encontrados (Fig 2E). Os pés dos tricomas glandulares variam em comprimento,
númerodecélulasegrauderamificação,podendoserdescritostrêstiposbásicos:um
mais curto distribuído por toda a superfície abaxial do estaminódio (Fig. 1A), um
intermediário concentrado principalmente nas laterais da porção mediana do
estaminódio, formando uma espéciede canaleta,situadaentre 10 e35 mm acimada
base, e um terceiro mais longo, com ramificações, localizado predominantemente na
porção apical abaxial do estaminódio formando, juntamente com os tricomas não
glandulares,umpequenotufo(Fig1B,1C,2G).
Nafasepré-anteseverificou-seapresençadegotículasnasregiõesdoestiletee
dacorolaqueficamemcontatocomaporçãomedianaglandulardoestaminódio,
indicando atividade secretora desta estrutura antes da abertura da flor. Foram
observadas,emestereomicroscópio,gotastotalmentelivressobreacabeçadostricomas
glandularesdefloresrecém-abertas.
Figura 1.
Estereomicroscópio: (A) Flor de Jacaranda oxyphylla,estaminódio (seta), (B) Distribuição dos
tricomas glandulares capitados sobre o estaminódio
, evidenciando a porção basal glabra da haste, os
tricomas longos distribuídos lateralmente na metade inferior e, acima, os tricomas curtos, circundando a
haste até o ápice, onde tricomas longos glandulares e não glandulares distribuem-
se de forma
multidi
recional,formandoumtufo;(C)tricomasnãoglandularesdaporçãoadaxialdoápicedoestaminódio;
(D) porção abaxial do ápice, suavemente bífido, do estaminódio coberto por tricomas glandulares curtos
encimadoportricomasglandulareslongosnaáreamaisapical.
700µm
1cm
2mm
B
D
A
800µm
C
1cm
700µm
Duranteoperíodofuncionaldaflor,sãoencontradostricomasglandularescapitados
com diferentes graus de distensão da cutícula, parte deles apresentando cutícula
levemente distendida formando um reduzido espaço subcuticular preenchido por
Figura2.MorfologiaedistribuiçãodostricomasglandularescapitadosdoestaminódiodeJacarandaoxyphylla.(A-
B)Microscopiadeluz:(A)cortetransversaldetricomaglandularcapitadomadur
omostrandoascélulasdopéea
cabeçaformadapelascélulassecretorasdispostasemumúnicacamada,aoredordacélulapiramidalcentral;(B)
corte transversal evidenciando o arranjo concêntrico das células secretoras da cabeça; (C) Estereomicroscópio:
porçãoapicaldotricomacapitadocompequenoacúmulodesecreçãonoespaçosubcuticular;(D-
G)Microscopia
eletrônicadevarredura:(D)tricomaglandularemestádiosecretor;(E)tricomacomduascamadasconcêntricasde
célulasformandoacabeçaglandular
,detalhesdecoloraçãoeornamentaçãodacutícula(setas);(F)tricomascom
diferentes graus de distensão da cutícula, após liberação (seta); (G) porção apical do estaminódio coberta por
abundantestricomaslongoseramificados.Barras:(A-F)30µm;(G)500µm.
A
B
D
C
E
F
G
secreção hialina (Fig. 2C), parte apresentando cutícula enrugada, indicando liberação
prévia da secreção (Fig 2F) e outros, ainda, parecem estar iniciando o acúmulo de
secreção e não apresentam ainda formação de espaço subcuticular (Fig 2D). Esta
variação sugere que a liberação da secreção dos tricomas glandulares capitados do
estaminódiodeJ.oxyphylla,écontínua.
Testeshistoquímicos
Os testes histoquímicos, realizados nos tricomas glandulares capitados do
estaminódio, produziram resultados variáveis entre tricomas de mesma morfologia,
situados lado a lado, especialmente no Teste de Nadi. A secreção é composta de
materialpredominantementelipofílico que coroupositivamentecom SudanIVe com
reagentedeNADI,indicandoapresençadeterpenosdecoloraçãoazuladaedeácidos
resínicos, de coloração vermelho escura. Foi verificada forte reação positiva para
compostosfenólicos.Asreaçõescomvermelhoderutênio,parapectinaemucilageme,
comreagentedeDragendorff,paraalcalóides,foramnegativas.Ostestesparadetectar
proteínas,açúcares,polissacarídeosneutros e amidoapresentaramreaçõesfracamente
positivas(Tabela1)ebastantevariáveisentretricomasvizinhos.
Tabela1.HistoquímicadostricomascapitadosdoestaminódiodeJacarandaoxyphylla.
Testehistoquímico Compostosalvo Coloraçãoobservada Reatividade*na
cabeçaglandular
VermelhoSudanIV Lipídiostotais Vermelho +
NADI Terpenos Azulevermelhoescuro ++
Vermelhoderutênio Pectina -
CloretodeferroIII Compostosfenólicos Verdeanegro ++
Schiff(PAS) Polissacarídeosneutros Rosaintenso +
Dragendorff Alcalóides -
Azulmercúriodebromofenol Proteínastotais Azulescuro +
Lugol Amido Roxoescuro +
SoluçãodeFehling Açúcares Avermelhado +
*-negativa,+fracamentepositiva,++fortementepositiva.
Cromatografiaemcamadadelgadaecromatografiagasosa
Acromatografiaemcamadadelgadarevelouapresençadeterpenosnamácula
branca da corola e nas porções apical e mediana do estaminódio. Com o reagente
anisaldeídosulfúrico(AS)osterpenosformamzonasdecoloraçãoarroxeadaqueforam
visualizadasnasregiõesdeRf0,80,0,70,0,51,0,33,0,30emluzvisível(Fig.3A).
Houvepequenasvariaçõesdeposiçãonosextratosdaporçãoapicaldoestaminódionas
regiõesdeRf0,51e0,33.AsmanchasnasregiõesdeRf0,80e0,70sãoidênticasnas
duas porções do estaminódio analisadas, e ausentes na mácula branca da corola. Na
região de Rf 0,51 há manchas de menor intensidade, também presentes apenas no
estaminódio.NaregiãodeRf0,30sãovisíveisoutros compostos terpênicosnas
duas porções do estaminódio e na de Rf 0,33 é visível uma zona de coloração
arroxeadanamácula brancada corola,com asmesmascaracterísticas decoloração e
migraçãodocineol,ummonoterpeno.
As duas porções do estaminódio apresentaram maior diversidade de terpenos, com
quatro regiões distintas, quando comparadas à mácula branca da corola, com apenas
duas regiões visíveis. Possivelmente, os compostos presentes na região de Rf 0,30 e
0,33estejamassociadoscomoaromaadocicadopresentenamáculaenoestaminódiojá
queforamosterpenosdetectadosemambasasestruturasdaflor.
Apartirdainjeçãodaamostradoextratodoestaminódio,obteve-seocromatograma
daFigura3B.Ostemposderetençãodospicosmajoritáriosobtidosnocromatograma
doGCforamcomparadoscomosdepadrõesdisponíveisnolaboratórioe,apartirdesta
123
Rf
0,80
0,70
0,51
0,33
0,30
A
5 1 0 15 20 2 5
m inutes
0
1 0
2 0
3 0
4 0
m Vo lts
Bst ar014.ru n
a
B
b
c
d
e
f
g
h
j
i
Figura3.AnálisescromatográficasdeextratoclorofórmicodeJacarandaoxyphylla.
(A)cromatografia
emcamadadelgada paradetecção deterpenóides(zonasarroxeadas).1.máculabranca dacorolade
flores funcionais; 2. porção mediana do estaminódio; 3. porção apical do estaminódio. (B)
Cromatografia gasosa do extrato clorofórmico do estaminódio inteiro em GC-
FID (Cromatógrafo
gasoso com detector de ionização de chama): a.não identificado; b.não identificado; c.campesterol;
d.estigmasterol; e.estigmasterina (β-estigmasterol); f.não identificado; g.sitosterol; h.β-amirina; i.α-
amirina;j.lupeol
triagem,foipossívelpressuporapresençadecineol,lupeol,estigmasterina,α-amirina,
β-amirina,sitosterol,campesteroleestigmasterol(Tabela2).
Tabela 2. Terpenos identificados nas análises de extrato clorofórmico do estaminódio de
JacarandaoxyphyllaemGC-FID
Compostos Classesquímicas
Cineol Monoterpeno
β-amirina Triterpenopentacíclicosubgrupooleanano
α-amirina Triterpenopentacíclicosubgrupoursano
Lupeol Triterpenopentacíclicosubgrupolupano
Sitosterol Triterpenoesteroidal
Campesterol Triterpenoesteroidal
Estigmasterol Triterpenoesteroidal
Estigmasterina(β–estigmasterol) Triterpenoesteroidal
Discussão
A análise morfológica e química dos tricomas glandulares capitados do
estaminódio de Jacaranda oxyphylla permitiu uma melhor compreensão do papel
destasestruturasnasinteraçõescomosvisitantesflorais.Observou-sequeostricomas
capitados já apresentavam atividade secretora durante o desenvolvimento floral,
havendoacúmulo degotas livres sobre acabeça secretorae sobre certas regiõesda
corola. Em algumas espécies a secreção pode permanecer acumulada no espaço
subcuticular, sendo liberada apenas através de contato mecânico, normalmente com
herbívoros,querompemacutículaeprovocamliberaçãodestassubstâncias(Ascensão
etal.,1995,1997;Sacchettietal.,1999;Pichersky&Gerhenson,2002;Machadoet
al., 2006). Nestes casos, os exsudatos normalmente estão associados com defesa
química.Entretanto,noestaminódiodeJ.oxyphyllaverificou-seque,nomomentoda
anteseasecreçãojáseencontravadisponível,podendoserdispersanoar,coletadaou
prontamente transferida para o corpo do polinizador durante a visita. Além disto,
considerando-seaposiçãodoestaminódioemrelaçãoàsestruturasreprodutivaseao
tamanho de Eulaema nigrita, Bombus morio e Exomalopsis fulvofasciata, visitantes
legítimos de J. oxyphylla, é possível sugerir que a secreção esteja relacionada
principalmente com atração, primária e/ou secundária dos polinizadores. De fato,
Rando & Sérsic (2003) detectaram, no corpo de Bombus morio, a presença de
substânciascomponentesdasecreçãodostricomasglandularesdoestaminódiodeJ.
mimosifolia,adquiridaduranteavisitaàsflores.
Asecreçãoeascélulasdacabeçadostricomasglandularesdoestaminódiode
J.oxyphyllareagirampositivamenteparasubstânciasterpênicasefenólicas.Embora
ostesteshistoquímicosapresentembaixaespecificidade,oReagentedeNADItemse
mostrado efetivo para evidenciar terpenos (Ascensão et al., 1997) e seus resultados
têm sido confirmados por análises cromatográficas (Machado et al., 2006). Este
reagente produz uma coloração diferencial de essências e ácidos resínicos, sendo a
ocorrênciademisturaevidenciadaporumavariaçãoentrevioletaepúrpura,deacordo
com o predomínio de cada componente (David & Carde, 1964). Em J. oxyphylla
variações destas tonalidades foram observadas em tricomas situados lado a lado,
indicando produção de secreção mista e variável entre tricomas, os quais podem
apresentar-sesimultaneamenteemdiferentesfasessecretorasoudesempenharfunções
distintas durante a vida da flor. Estudos ontogenéticos, acompanhados por análises
químicasdestasestruturasemdiferentesfasesdodesenvolvimento,serãonecessários
paraesclarecerasdiferençasverificadas.
Asduasporçõesdoestaminódioapresentaram,naanáliseporcromatografiaem
camadadelgada, umnúmeromaior de terpenos doque amácula branca dacorola e,
quandosubmetidasàanáliseemcromatografiagasosa(GC),confirmaramapresençade
grande diversidade de terpenos, tais como monoterpenos, triterpenos pentacíclicos e
esteroidais, o que sugere que o estaminódio desempenhe outras funções, além da
secreçãodearomasimilaraosecretadopelososmóforosdamáculabrancadacorola
Embora os resultados das análises histoquímicas e químicas não permitam
determinar, com certeza, todos os compostos presentes no estaminódio de J.
oxyphylla, pode-se afirmar que, com base nos métodos utilizados, há uma presença
majoritária de compostos fenólicos e terpênicos, que constituem os grupos de
compostossecundáriosmaisamplamentedistribuídosentrevegetais(Harborne,1997).
Os compostos fenólicos compreendem cerca de 8000 moléculas, incluindo
flavonóides e taninos, que contribuem para o sabor, odor e coloração de diversos
vegetais, além de participarem na defesa das plantas, podendo apresentar atividade
antimicrobiana, serem tóxicos e impalatáveis para insetos (Harborne, 1985, 1997;
Nishida,2002).Blattetal.(1998),analisandoflavonóidesdeBignoniaceaedecerrado,
encontraramperfisquímicos complexosnatribo Tecomeae,àqualpertenceo gênero
Jacaranda.Oscompostosfenólicospresentesnostricomascapitadosdoestaminódiode
J.oxyphyllapodemserdenaturezavariadaeestardesempenhandodiversasfunçõesda
planta,incluindoacoloraçãodostricomaseproteçãocontraraiosultravioleta(Harbone,
1997),aspectoimportanteemformaçõesvegetaisabertascomoocerrado.
Por outro lado, os terpenóides constituem uma ampla e complexa classe de
compostos secundários vegetais que desempenham importantes papéis nas interações
planta-animal e planta-planta, atuando como restringentes alimentares, feromônios,
agentes de defesa, aleloquímicos e sinalizadores moleculares (Harborne, 1997). A
presença de monoterpenos e sesquiterpenos nas flores tem sido relacionada com a
atração de polinizadores, principalmente abelhas, mariposas e borboletas, que podem
ser, em alguns casos, espécie-específicos (Harborne, 1997; Pichersky & Gershenzon,
2002).Omonoterpenocineol,identificadonoextratoclorofórmicodoestaminódiodeJ.
oxyphylla, é comumente encontrado em flores de orquídeas, compondo fragrâncias
altamente voláteis, associadas com a localização das flores destas plantas por
polinizadoresdotipo“trap-liners”eoportunistas(Cancine&Damon,2007).
Os triterpenos formam o subgrupo de terpenos mais diversificado e podem
desempenhar funções ecológicas relacionadas com defesa, tanto da própria planta,
quantodeanimaisassociados(Harborne,1997).Nopresenteestudoforamdetectados
noestaminódiode J.oxyphyllaprioritariamentetriterpenospentacíclicos(α-amirina,
β-amirina e lupeol) e triterpenos esteroidais (campesterol, estigmasterol,
estigmasterinaesitosterol).
Ostriterpenospentacíclicospodemserencontradosemcombinaçõescomo,por
exemplo,óleo-resinascontendoquantidadesvariáveisdeterpenosmisturadasaoutras
classesdesubstâncias(WagnereBladt,1996).Apesardeseremcompostoscomampla
ocorrência em plantas superiores, registros de lupeol e β-amirina, em flores, foram
descritos apenas nas pétalas da leguminosa Tipuana tipu (Pereira et al., 2003). Estas
substâncias,presentesnostricomasglandularesdoestaminódiodeJacarandaoxyphylla
podemestarcompondoamisturadeóleo-resinaidentificadanostestescomReagentede
Nadi.Resinasflorais,normalmentecompostasportriterpenos,sãocoletadasporvários
gêneros de abelhas euglossinas neotropicais (Armbuster e Webster 1979).
Diferentementedasresinassecretadasnasparteslenhosasdasplantas,asresinasflorais
raramente endurecem e podem ser coletadas pelas abelhas e depois reutilizadas nos
ninhosporlongosperíodos(Roubik,1989).Asresinasutilizadaspelasabelhasfêmeas
na construção dos ninhos normalmente têm dupla função, estrutural e protetora e,
segundo Roubik (1989), a função protetora advém da presença de compostos
biologicamente ativos, especialmente de triterpenos e compostos fenólicos, como os
flavonóides,queapresentamatividadesrepelente,antifúngica,antibacterianaeantiviral.
Por outro lado, os triterpenos esteroidais possuem importante função nas
interaçõesplanta-inseto,vistoquemuitosinsetosfitófagoseonívorossãoincapazesde
biossintetizar o núcleo esteroidal (Svoboda & Feldlaufer, 1991). Os esteróis são
fundamentaisemfunçõesestruturaisehormonais(Roitberg&Isman,1992)equando
os insetos ingerem pouco ou nenhum colesterol, eles têm de produzi-lo a partir da
conversãodefitoesteróisC
28
eC
29
obtidosatravésdadieta.Estesfitoesteróisincluem
sitosterol,campesterol,estigmasteroleestigmasterina,encontradoscomocomponentes
das secreções dos tricomas glandulares do estaminódio de Jacaranda oxyphylla.
Rasmont et al. (2005), verificaram a presença destes compostos no pólen de uma
leguminosa polinizada por Bombus terrestris, sendo que β-sitosterol e estigmasterol
apresentam efeito como restringentes alimentares sobre Apis mellifera que, por isto,
alimenta-sedonéctar,masnãodopólendestaespécie.Estepodeserumdosmotivosde
nãotersidoverificadanenhumavisitadeApismelliferaàsfloresdeJ.oxyphylla.
Fêmeasdeabelhaseuglossinas,Eulaemanigrita,forampolinizadoreslegítimos
deJ.oxyphylla(Guimarães,E,.Capítulo1dapresenteTese),noentantoéimportante
constarquemachosdestaespéciecoletamsubstânciasvoláteis(fragrâncias)defontes
florais e não florais e as estocam em cavidades localizadas na tíbia posterior,
acumulandomatizescomplexos, espécie-específicos,de fragrâncias(Eltzet al., 2006;
Schiestl&Roubik,2003).Eltzetal.(2003)analisaramoconteúdodatíbiademachos
Euglossiniedetectarammisturasdeterpenóidesecompostosaromáticos,totalizando70
substâncias,entreasquais,ocineol.MachosdeEuglossinisealimentamdenéctarde
espéciesvegetaisque,nãonecessariamentesãoprodutorasdefragrânciase,destemodo,
o cineol, presente nos tricomas glandulares do estaminódio, pode estar atuando na
atraçãodeEulaemanigritaàsfloresdeJacarandaoxyphylla.
Emoutrasespéciesdestegênero,J.carobaeJ.decurrens,machosdeespécies
de Euglossa foram observados coletando fragrância do estaminódio, tendo sido
verificadaumapreferênciaclaraedistintaporJ.decurrens(GottsbergereSilberbauer-
Gottsberger, 2006). Os autores descrevem que, após entrarem no tubo floral e
permaneceremláporalgunssegundos,osmachossaem,pairamemfrenteàsflorese
fazem movimentos típicos com as pernas, associados com a transferência de odor
líquido (fragrância), do primeiro par de pernas para o segundo e finalmente para a
cápsulatibial,naspernasposteriores.SegundoGottsberger&Silberbauer-Gottsberger
(2006),abelhaseuglossinasmachoscoletamfragrânciadoestaminódioenquantofêmeas
deeuglossinasedeoutrasespéciesdeabelhasgrandessealimentamprincipalmentede
néctaremJacaranda.
Adicionalmente,éimportanteressaltarqueabelhaseuglossinassãoosprincipais
polinizadoresdamaioriadasespéciesdeJacarandaestudadasatéopresentemomento,
incluindo J. caroba, J. copaia, J. ulei, J. simplicifolia, J. rufa, J. racemosa, J.
paucifoliolata,J.rugosaeJ.decurrens(Vieiraetal.,1992;Mauésetal.,2004;Stevens,
1994,apudGottsberger&Silberbauer-Gottsberger,2006;BittecourtJr&Semir,2006;
Sampaioetal., 2007;Milet-Pinheiro&Schlindwein, 2007;Yanagizawa&Maimoni-
Rodella,2007).EmJ.oxyphyllaobservou-sepolinizaçãoporBombusatratusemuma
populaçãocompostaporumadensamanchadeindivíduosreprodutivos,localizadosem
árearecentementeperturbada(Yanagizawa&Maimoni-Rodella,2007).Entretanto,em
populaçõeslocalizadasemcamposcerradosouembordasdefragmentosdecerrados.s.,
(Guimarães,etal.,CapítuloIda presentetese) houvevisitastanto deBombusmorio
quantode Eulaema nigrita (Euglossini),que, embora raras, podemser fundamentais,
pois polinizadores com comportamento “trap-lining”, como abelhas euglossinas
(Janzen, 1971, Roubik, 1989), podem ser importantes para garantir a reprodução
sexuadaempopulaçõesdeJ.oxyphyllanestesambientes,emquehápoucosindicíduos
floridos,esparsamentedistribuídos.Adicionalmente,estudosdemonstramqueEulaema
nigrita é uma espécie abundante em áreas de cerrado e em Matas semidecíduas do
EstadodeSãoPaulo,sendoatraídaporiscasdecineol(Rebelo&Garófalo,1997;Brito
& Rêgo, 2001), composto detectado nos tricomas capitados do estaminódio de J.
oxyphylla.
A presença de uma mescla de substâncias associadas à construção de ninhos,
comoresinasetriterpenospentacíclicos,aodesenvolvimentoestruturalehormonaldas
abelhas,comoesteróiseàatraçãodemachosEuglossini,comoocineol,sugerequea
secreçãodostricomasglandularescapitadosdoestaminódiopodeestarrelacionadacom
uma complexa interação química, envolvendo a provisão de diversas substâncias de
interesseparaasabelhaspolinizadorasdeJ.oxyphylla.
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Influênciadaperturbaçãoefragmentaçãodohabitatsobrea
diversidadegenéticaeosucessoreprodutivodeJacaranda
oxyphyllaCham.(Bignoniaceae)
Introdução
Ocerrado,queoriginalmenteocupava22%doterritóriobrasileiro(Eiten,1972),
éumimportantecentrodediversidadevegetal(Ratteretal.,1997)eestáincluídoentre
os25hotspotsconsideradoscomoprioridadeparaconservaçãodabiodiversidadeglobal
(Myers, 2000). Entretanto, este tem sido um dos ecossistemas brasileiros mais
ameaçadosnasúltimasdécadas,especialmentenoestadodeSãoPaulo,ondehápoucos
remanescentes. As pressões antrópicas sobre o cerrado são intensas, levando à
substituiçãodeextensasáreasporpastagens,culturasereflorestamentoscomeucalipto.
Emboraasáreasdecerradoremanescentessejamconsideradascomopequenosvestígios
daformaçãooriginal,localidadescomaltadiversidadedeespéciesforamregistradasno
estadodeSãoPaulo(Ratteretal.,2003).
Duriganetal.(2007),referemquedacoberturaoriginaldecerradonoestadode
SãoPaulo(14%),restaapenas0,81%distribuídaemmilharesdepequenosfragmentos
circundados por pastagens, cana de açúcar, soja, áreas de reflorestamento, culturas
pereneseáreasurbanas,sendoasúltimasasqueapresentammaioresriscosdesupressão
edegradaçãodavegetação.
Diantedessecenário,programasdeconservaçãosãofundamentaisnosentidode
manter,emlongoprazo,aspopulaçõesdeespéciesdestebioma,especialmenteespécies
com apelo econômico como Jacaranda oxyphylla, popularmente conhecida como
carobinha-do-campo, que apresenta potencial ornamental, além de propriedades
medicinais (Pio Corrêa, 1984), o que pode resultar em fatores de impacto adicionais
sobre sua conservação
. Em condições naturais, J. oxyphylla apresenta distribuição
geográfica restrita, praticamente, à Região Sudeste, havendo registros apenas para os
EstadosdeSãoPaulo,ParanáeMinasGerais,ondeocorreembordasdefragmentosde
cerradoecerradãoouainda,emambientesabertoscomocamposcerrados(Gentry&
Morawetz,1992).
Estudosrecentesindicamque,emcertasáreasdecerradoprotegidas,ocorreuma
rápidaalteraçãosucessional,tendosidoverificadoumaumentodafisionomiacerradão
de12para41%emumaáreaprotegida,emumperíododeapenas22anos,sendoesta
mudança de fisionomia acompanhada por alterações na composição florística e,
consequentemente,populaçõesdecertasespéciesheliófitasnãoarbóreastêmdiminuído
ouatémesmodesaparecidoemalgumasdestasáreas(Durigan&Ratter,2006).
Háespéciesdecerradoqueocorremtantoemseuambienteoriginalquantoem
áreas perturbadas, originalmente recobertas por cerrado, tais como beiras de estrada,
pastagens abandonadas e sub-bosques de eucalipto, como é o caso de Jacaranda
oxyphylla, que pode ser considerada uma espécie heliófita não arbórea, segundo
definição apresentada por Durigan & Ratter (2006), que envolve espécies de cerrado
que se regeneram apenas em grandes clareiras e bordas de cerradão ou ecótonos.
Adicionalmente,J.oxyphyllapossuisistemasubterrâneodesenvolvido,oqueconfereà
espécie capacidade de rebrota da porção aérea após a ocorrência de queimadas ou
injúriasmecânicas,intercorrênciasconstantesnotipodeambienteocupadopelaespécie
(Silvaetal.,2007).
Informaçõessobreadiversidadegenéticadestaspopulaçõespodemauxiliarna
elaboraçãodeestratégiasdeconservaçãoinsitueexsitudeJ.oxyphylla,umaespécie
visitada por ampla guilda de animais antófilos, podendo apresentar importantes
interaçõescomafaunaassociadaecomseuentorno.Oliveira&Gibbs(2002)referem
queabiologiareprodutivadoestratoarbóreodocerradoésimilaràdeflorestasúmidas
e que, embora estudos sobre a biologia reprodutiva de espécies de florestas úmidas,
como as matas de galeria, que pertencem ao Bioma cerrado, sejam incipientes, é
possível que polinizadores de cerrado s. l. e aqueles das florestas adjacentes tenham
interaçõesmúltiplasemútuas.
Os dados sobre biologia reprodutiva de espécies de cerrado têm importantes
conseqüênciasparaaconservaçãoecompreensãodaorganizaçãodestascomunidades
(Oliveira & Gibbs, 2002). Neste sentido, considerando-se que há um relativo
conhecimento sobre a polinização de J. oxyphylla (Yanagizawa & Maimoni-Rodella,
2007;Guimarãesetal.,CapítuloIdapresentetese)envolvendoestudosemambientes
perturbados e preservados, informações sobre a estrutura genética e o sucesso
reprodutivonestesambientespermitemavaliaroimpactodafragmentaçãosobreestas
populações. Embora em formações abertas a reprodução vegetativa seja considerada
mais importante que a sexual (Rizzini, 1965), estudos recentes têm indicado que a
reproduçãosexualearegeneraçãoviasementessãotãoimportantesnestesambientes,
quantoemqualqueroutraflorestatropical(Oliveira&Gibbs,2002).Osautoresreferem
aindaqueassimilaridadesna polinizaçãoeno sistemade cruzamento indicamqueo
cerradoéumambienteemqueavariabilidadeproporcionadapelafecundaçãocruzadaé
tão pronunciada quanto em comunidades florestais, sendo que as espécies parecem
apresentarpopulaçõesdeindivíduosintercruzantespotencialmentemaioresesistemas
de polinização relativamente mais generalistas. Contudo, Oliveira & Gibbs (2002)
ressaltamqueestasconsideraçõesteóricasnecessitaminvestigação,jáqueestudossobre
osucessoreprodutivodeespéciesdecerradoemambientesperturbadosefragmentados
sãoescassos.
Aocorrênciadeperturbaçõesantrópicasedequeimadasperiódicaspodematuar
como fortes fatores seletivos em uma comunidade basicamente dependente de
polinizadores para se reproduzir, sendo que os distúrbios causados pelo fogo podem
levar a um aumento da regeneração vegetativa, o que por sua vez pode ter
conseqüências sobre a reprodução sexual de espécies alógamas (Hoffmann, 1998;
Oliveira&Gibbs,2002).EsteaspectofoianalisadoemJ.oxyphylla,quepossuisistema
subterrâneo desenvolvido, com alta capacidade de rebrota (Silva et al., 2007),
comparando-seumapopulaçãosubmetidaafreqüentesimpactoscausadosporinjúrias
mecânicaseocorrência dequeimadas,comumapopulaçãopresenteemumambiente
mais preservado, tendo um entorno formado por fragmentos de cerrado, floresta
estacionalsemidecidualematadegaleria.
O objetivo deste trabalho foi estudar a diversidade genética e o sucesso
reprodutivo em populações com diferentes históricos de perturbação e densidades de
plantas floridas de Jacaranda oxyphylla, uma espécie subarbustiva freqüente nos
cerradospaulistaseemambientesperturbados.
MaterialeMétodos
Áreadeestudoeespécie
Os estudos foram desenvolvidos em duaspopulações de Jacaranda oxyphylla
distribuídasemfragmentosdecerrado,sendoumasituadanabordadeumfragmentode
cerrado s.s., na Área de Preservação Permanente da Centroflora-Anidro do Brasil
(22º57’38”S e 48º31’22”O) e outra no sub-bosque de um talhão de eucalipto recém
cortado,àsmargensdaRodoviaGastãoDalFarra,km07
(22º57’02”Se48º26’24”O).
Asduaspopulaçõesdistamentresicercade12quilômetrosesituam-senomunicípiode
Botucatu,EstadodeSãoPaulo.OclimadaregiãoédotipoCfadeKoeppen,ouseja,
mesotérmicoúmido,sendoagostoomêsmaissecoejaneiroomaisúmido(Martins,D.,
comunicaçãopessoal).
Exsicatas foram incluídas como documento taxonômico no Herbário “Irina
Delanova Gemtchujnicov” (BOTU), do Departamento de Botânica, do Instituto de
Biociências,UNESP,CampusdeBotucatu(registrosn
os
24408,24409,24410,24411,
24412).
Distribuiçãoespacialedensidadedeindivíduosreprodutivos
Foraminstaladas9parcelascontíguasde100m
2
cada,naáreadesub-bosquede
eucalipto,dentrodasquaistodasasplantasdeJ.oxyphyllaforammapeadas,totalizando
umaáreaamostralde900m
2
,apartirdaqualfoianalisadaadistribuiçãoespacialdos
indivíduos,utilizando-seoÍndicedeMorisitapadronizado(Krebs,1989).Naáreade
cerradofoiinstaladaumaparcelacontínua,acompanhandoabordadofragmento,com
umaáreaamostralde1050m
2
naqualtodasasplantasforammapeadas.Osindivíduos
dasduasáreasforamacompanhadosdurantetodooflorescimentoefrutificação,atéa
dispersãodassementeseadensidadedeindivíduosreprodutivosemcadapopulaçãofoi
avaliada.
Avaliaçãopreliminardosistemasubterrâneo
O sistema subterrâneo foi analisado com o objetivo de averiguar se havia
conexão subterrânea entre plantas distantes entre si consideradas, através de simples
análise visual, como indivíduos diferentes; além disto, foi avaliada a ocorrência de
rebrotaderamosaéreosapartirdestasestruturas.Paratal,foramrealizadasescavações
aoredordealgumasplantaspróximasàpopulaçãoestudada.
Análisedosucessoreprodutivofeminino
As plantas das populações amostradas foram acompanhadas durante o ano de
2006. O número de inflorescências e de frutos produzidos por planta, assim como o
número de sementes por fruto, o tamanho do frutos (largura vs comprimento), a
porcentagem de germinação das sementes e o número de óvulos por flor, foram
registradosparaseestimarosucessoreprodutivofeminino.
Asanálisescomparativasentreosgruposdedados,ostestesdenormalidadeea
comparação de médias foram realizadas com auxílio do programa computacional
GraphPad Instat v.3.01, San Diego, California, USA. Para a realização do Teste t, a
distribuiçãoGaussianafoitestadapreviamente,utilizando-seométododeKolmogorov
eSmirnov(p>0,05)
ExtraçãoequantificaçãodoDNA
A extração de DNA genômico total foi realizada a partir amostras de folhas
jovenscomlimbototalmenteexpandido,de46indivíduos,sendo23pertencentesacada
uma das populações estudadas, utilizando-se o método CTAB descrito por Doyle &
Doyle(1987),commodificações.Aproximadamente200mgdetecidofoliarfresco,de
cadaamostra,forammaceradosemmoinhoelétricoaoqualforamadicionados800µl
deTampãodeExtração (CTAB2%, NaCl1,4M,EDTA20,0 mM,Tris-HCl100mM
pH8,0, PVP 1%) e 3 µl de 2-Mercapto-Etanol por ml de tampão adicionados no
momentodautilização.AconcentraçãodeDNAdecadaamostrafoiestimadaemng/ml
noespectrofotômetro“GeneQuantPro”,apartirdaqualfoifeitaadiluiçãodoDNA,
emsoluçãoTEcomtartrazina,paraseobterumaconcentraçãofinalde4ng/0,2ml.
Seleçãodeprimers
Para o estudo das populações, foram testados inicialmente 8 primers (Operon
Technologies–OPH04,OPH11,OPH19,OPA12,OPA16,OPM10,OPM16,OPR12)
dentreosquais,seteforamutilizadosporapresentaremseqüênciasaleatóriasdeDNA
comboaresoluçãodebandas,reprodutibilidadeepolimorfismo.
AmplificaçãodoDNA(PCR)
As amostras de DNA de cada genótipo foram utilizadas nas reações de
amplificação. Para cada reação, foram utilizados 9 ng DNA de cada amostra,
adicionadosaumcoquetelcontendoconcentraçãofinalde1xTampãoparaReação,1,7
ngAlbuminaSoroBovino,0,5mMdecadadNTP,1,5mMdeMgCl
2
,1unidadedeTaq
DNAPolimerase(Invitrogen),e0,5 µMdeprimers,eáguadestiladadeionizadapara
um volume final de 13 µl. As reações foram levadas a um termociclador MJ
Research/modelo PTC-100
TM
previamente programado para 40 ciclos que consistiam
em1minutoa32°C,1minutoa35°Ce2minutosa72°C,eumciclofinalde5minutos
a 72°C para extensão de qualquer produto remanescente. Foram adicionados 7 µl de
uma solução contendo 15 ng/ml de Brometo de Etídio (EtBr) e as reações foram
armazenadasa4°Cporumadoisdias.
Eletroforese
Os fragmentos gerados por amplificação foram separados por eletroforese
horizontal em géis de agarose 1,5%, submersos em tampão TBE 1% (Tris-borato 90
mM, EDTA 2 mM) para verificação de polimorfismo. Todas as placas de reações
continham uma reação em branco como controle negativo. Os resultados foram
visualizadosemiluminaçãoultravioletaeasimagenscapturadasporcâmeradevídeo
pelo programa computacional EagleSightII
©
, da Stratagene
®
v.3.2. Os géis foram
interpretadosecadaindivíduofoigenotipadosegundoapresençaouausênciadebanda
paracadaprimeranalisado.Estesdadosforamempregadosparaaconstruçãodeuma
matrizbináriautilizadanaanáliseestatística.
AnáliseEstatística
Para analisar a distribuição da variabilidade genética entre e dentro das
populaçõesdeJ.oxyphyllaforamutilizadosapenasosfragmentosamplificadosdeDNA
com maior intensidade e reprodutibilidade. A porcentagem de locos polimórficos, a
95%deprobabilidadefoiestimadaeadistribuiçãodavariaçãogenéticaentre(
Φ
ˆ
ST
)e
dentro das populações (1 -
Φ
ˆ
ST
) foi avaliada por análise de variância molecular –
AMOVA(Excoffier et al.,1992), com auxíliodoprogramaGENES (Bioinformática,
UFV, 2004). Adicionalmente, foram calculadas as distâncias genéticas entre as
populaçõeseentreosindivíduosdecadapopulaçãoutilizando-seaestatísticadeRoger
(1972)modificadaporWrigth(1978),comauxíliodoprogramacomputacionalTFPGA
(ToolsforPopulationGeneticAnalysis)versão1.3(Miller,1997).Umdendrogramafoi
construído pelo critério UPGMA ("Unweighted Pair-Group Method using Arithmetic
Averages"),desenvolvidoporSokal&Michener(1958).
Resultados
Áreadeestudo,populaçõeseseuentorno
Asduaspopulaçõesestudadasdistamentresiaproximadamente12quilômetros
emlinhareta.Pode-senotarqueaáreadereflorestamentodeeucaliptoapresentaum
entorno formado principalmente por áreas urbanas, enquanto a população de cerrado
apresenta,basicamente,áreasdeculturaereflorestamentoemseuentorno.
Figura1.LocalizaçãodasduaspopulaçõesdeJacarandaoxyphyllaestudadas,sendoumasituadanaÁrea
dePreservaçãoPermanentedaCentroflora-AnidrodoBrasileoutraemumaáreadereflorestamentocom
eucalipto, ambas no município de Botucatu, SP. Imagem obtida através do Google Earth Image.
MapLink/TeleAtlasImage.2007.
Distribuiçãoespacialedensidadedeindivíduosreprodutivos
AdistribuiçãoespacialdasplantasdeJ.oxyphylla,avaliadaatravésdoíndicede
Morisita, diferiu entre as populações. Na área de cerrado, foi verificada distribuição
uniforme (Id = -0,0061, 95% de confiança), enquanto na área de reflorestamento a
distribuiçãoéagrupada(Id=0,5013,95%confiança).
Cerrado
Reflorestamento
Eucalipto
Onúmerodeindivíduosreprodutivostambémvariouentreasduaspopulações,
sendo que na população de cerrado 18% das plantas floresceram, apresentando uma
densidadede0,89indivíduosreprodutivos/100m
2
(Figura2A),enquantonapopulação
de reflorestamento, 97% das plantas floresceram. Esta população foi acompanhada
durante os anos de 2004 e 2005, para avaliações fenólogicas e testes de
cruzamento,quando o talhão de eucalipto era formado por árvores de grande porte,
sendo a densidade de plantas floridas nestas condições, semelhante à observada na
população de cerrado. Entretanto, após o corte dos eucaliptos houve um acentuado
aumento no número de plantas floridas, resultando em uma densidade de 3,44
indivíduosreprodutivos/100m
2
em2006(Figura2B).
0
5
10
15
20
25
30
0 5 10 15 20 25 30
di st â nc i a( m)
-20 -10 0
10
Distância(m)
01020
Distância(m)
A
Figura2.DistribuiçãoespacialedensidadedeindivíduosreprodutivosemJacarandaoxyphylla.A.
Populaçãosituadaemambientedecerrado.B.Populaçãosituadaemsub-bosquedeeucalipto.Símbolos:
plantasqueapresentaramapenasinflorescências,plantasqueapresentaraminflorescênciasefrutos,
plantasqueapresentaramapenasestruturasvegetativasem2006.
Sistemasubterrâneo
As avaliações preliminares sobre o sistema subterrâneo realizadas através de
escavações, revelaram a presença de estruturas espessadas, normalmente em posição
vertical descendente (Fig. 3A) embora, em alguns casos, tenham sido verificadas
estruturasespessadas emposiçãohorizontal,paralelasàsuperfíciedo solo,ocorrendo
embarrancos,comoilustradonaFigura3C.
Entretanto em nenhuma das plantas escavadas foi observada conexão ou
resquícios que indiquem a ocorrência de propagação vegetativa nas populações
avaliadas.
Aproduçãoderamosaéreosfoiverificadaemplantasqueapresentavamrestos
carbonizados de ramos, acima do nível do solo (Fig. 3B). As plantas apresentam-se
áfilasnoiníciodoflorescimentoeosnovosramospodemsurgirduranteestafenofase
ouduranteafrutificaçãoedispersãodassementes(Fig.3D).
Sucessoreprodutivofeminino
O sucesso reprodutivo feminino foi avaliado em plantas pertencentes às duas
populações, sendo que as plantas da população do sub-bosque de eucalipto, que
floresceram massivamente após a poda das árvores, apresentaram maior sucesso
reprodutivo. A comparação através do Teste de Mann-Whitney indica diferenças
altamente significativas tanto na produção de inflorescências, quanto na produção de
frutosentreasduaspopulações,comvaloresdep<0,0001(Tabela1).
Tabela 1. Comparação da produção de inflorescências/planta e de frutos/planta entre a população de
cerradoeapopulaçãodesub-bosquedeeucalipto.Mediana(intervalomín-max)evaloresdepobtidos
atravésdoTestedeMann-Whitney.
Inflorescências Frutos
Mediana p Mediana p
Plantascerrado
(n=44)
0,0001 0,0001
Plantassub-bosqueeucalipto
(n=32)
0
(0-2)
6
(0-15)
0
(0-8)
5,5
(0-44)
Figura 3. Sistema subterrâneo de Jacaranda oxyphylla. A. Planta com sistema subterrâneo pouco
espessado, em posição vertical descendente. B. Sistema subterrâneo espessado com indícios de ramos
aéreosqueimados(seta)erebrota.C.Sistemasubterrâneoespessadoemposiçãoparalelaaosolo,auma
profundidade de aproximadamente 30 cm. D. Planta com sistema subterrâneo espessado, em fase de
dispersãodesementes,iniciandoarebrota.
10cm
5cm
15cm
10cm
D
A
C
Figura4.Númerodeinflorescênciasefrutosproduzidosnapopulaçãosituadaemáreadecerrado(n=44
plantas)enapopulaçãosituadanosub-bosquedaáreadereflorestamentocomeucalipto(n=32plantas).
Paraseavaliarosucessoreprodutivonasduaspopulações,foramcomparadoso
número de sementes produzidas por fruto e o tamanho destes frutos, assim como a
porcentagem de germinação e a razão semente:óvulo. Todos estes parâmetros
apresentaram diferenças significativas entre as duas populações, sendo que a
porcentagemdegerminaçãoapresentoudiferençaaltamentesigificativa.Otamanhodo
frutoestáassociadoaonúmerodesementesproduzidas.
Tabela2.Comparaçãodasmédiasdesementesproduzidasporfruto,tamanhodefruto,porcentagemde
germinaçãoerazãosemente:óvuloentreapopulaçãodecerradoeapopulaçãodesub-bosquedeeucalipto
deJacarandaoxyphylla.
Cerrado Sub-bosquedeeucalipto t GL p
Nosementes/fruto 25,32±19,99 40,5±29,02 2.485 82 0.0150
Tamanhodofruto(cm
2
) 7,37±5,39 12,32±5,01 2.128 18 0.0474
%Germinação 6,6±11,16 47,63±36,32 3.444 23 0.0022
Razãosemente:óvulo 0,22±0,13 0,39±0,21 2.142 18 0.0461
MarcadoresRAPD
ApartirdoDNAextraídodecincogenótiposdiferentes,foramanalisadosoito
primers,sendoselecionados,combaseempresençadepolimorfismo,boaresoluçãoe
repetibilidade,setedeles:OPH04,OPH11,OPH19,OPA12,OPA16,OPM16,OPM10
(Figura1).Foiverificadoumtotalde138bandas,dasquaisapenas73apresentaram-se
adequadasàsanálises.
0
50
100
150
200
250
300
Cerrado
Reflorestamento
Númerodeinflorescências
Númerodefrutos
Aporcentagemdelocospolimórficosfoide65,7%,considerando-seoslocos
cujafreqüênciadoalelomaiscomumnãoexcedeu0,95.Onúmerodefragmentos
polimórficosporprimervarioude4bandaspolimórficas(OPH04)a14bandas
polimórficas(OPA16).
Figura5.PerfildeumgelRAPDutilizandooprimerOperonM-10em23indivíduosdeJacaranda
oxyphylla.M.marcadorpadrãodepesomoleculardeDNA(ladder100pb);B.reaçãoembranco
(controlenegativo);setasindicamoslocosqueforaminterpretadoseutilizadosparaconstruçãodamatriz
binária.
Tabela3.SequênciadenucleotídeosdosprimersOperon,selecionadosparaasanálisesgenéticasde
Jacarandaoxyphyllaeníveldepolimorfismoobtido.
Primers Sequênciadeoligonucleotídeos
(5’-3’)
N
o
marcadores
polimórficos
Totalde
marcadores
OPH04 AGTCGTCCCC 04 08
OPH11 CTTCGGCAGT 05 07
OPH19 CTGACCAGCC 05 11
OPA12 TCGGCGATAG 06 11
OPA16 AGCCAGCGAA 14 15
OPM10 TCTGGCGCAC 06 10
OPM16 GTAACCAGCC 08 11
Total 48 73
A análise da variância molecular (AMOVA) foi utilizada para estimar a
divergência genética entre as populações e entre indivíduos dentro das populações
M0102030405060708091011121314151617181920212223BM
(Tabela4).Verificou-sequeamaiorpartedavariabilidadegenéticaseencontradentro
depopulaçõeseamenorparteseencontraentrepopulações.Observou-seumvalor
Φ
ˆ
ST
=0,1011,ouseja,umadivergênciade10,11%entrepopulações.Adistânciagenética
média entre os indivíduos foi de 0,5776 na população de cerrado e de 0,5913 na
população de sub-bosque de eucalipto e a magnitude da distância genética entre as
populaçõesfoipequena,revelandoumvalorde0,1712.
Tabela4.Análisedevarânciamolecular(AMOVA)parapopulaçõeseindivíduosdentrodepopulações
deJacarandaoxyphylla.
Origemdavariação GL SQ Componentes
davariação
Variação
genética
Entrepopulações(
Φ
ˆ
ST
)
1 25.4783 0.7988
10,11
Dentrodepopulações(1–
Φ
ˆ
ST
)
44 312.6522 7.1057
89,89
Total 45 338.1304 7.9045
100,0
Discussão
Fluxo gênico é o fator evolutivo responsável pela homogeneização das
populações,restringindoosefeitosdaderivagenéticaedaseleçãoe,consequentemente,
a divergência entre as mesmas, sendo que a ocorrência de fluxo gênico entre
populaçõesdeplantas,sedáprincipalmentepeladispersãodepólenesementes(Wright,
1931;Richards,1986;Ellstrand&Elam,1993).
Estudosrealizadoscomespéciesdecerradotêmdemonstradoqueamaiorparte
davariabilidadegenéticaseencontradentrodaspopulações,comvaloresdedivergência
entrepopulações,
Φ
ˆ
ST
,variandode0,01%emestudoquecomparou14populaçõesde
Annona crassiflora (Bandeira, 2002), até 27% em comparação de 10 populações de
Eugenia dysenteria (Zucchi, 2003). Jatobá (Hymenaea stignocarpa) e sucupira-preta
(Bowdichia virgiloides), espécies arbóreas de cerrado, apresentaram estimativas de
divergênciagenéticaentrepopulaçõessignificativas,sendoosvaloresde
Φ
ˆ
ST
de11,9%
para a sucupira-preta e de 6,9% para o jatobá (Pereira et al., 2004). Em Zeyheria
montana, uma espécie arbustiva de cerrado, Bertoni et al. (2007) verificaram uma
divergência moderadamente alta, indicando estruturação populacional, com
Φ
ˆ
ST
de
16%.
Embora,emJ.oxyphyllaamaiorpartedavariaçãoestejadentrodaspopulações
(89,9%),ovalorde10,1%verificadoentreasduaspopulaçõesavaliadaséconsiderável,
indicando um nível de estruturação intermediário, quando comparado com outras
espéciesdecerrado,especialmenteseconsiderarmosque,nesteestudoforamavaliadas
apenas duas populações, abarcando uma área restrita de sua distribuição geográfica.
Nestesentido,Weir&Cockerham(1984)eReisetal(2000)ressaltamque,medidasde
divergência entre populações podem variar conforme o número de populações
envolvidas e, portanto comparações devem ser feitas considerando-se este aspecto.
ValorespróximosaoobtidoparaJ.oxyphylla,foramverificadosemTrichiliapallida
(12,5%),utilizando-semarcadores RAPD(Zimbacket al., 2004). Estaéuma espécie
arbóreaqueocorreemmatasciliaresdeflorestasestacionaissemidecíduasdaregiãoe,
osautoresreferemqueestaestimativaencontra-sedentrodointervaloconstatadopara
outrasespéciesarbóreas(5a34%),utilizando-semarcadoresRAPD.
Napopulação de J.oxyphylla situada naárea de cerrado,apenas umpequeno
número de indivíduos floresceu a cada ciclo, fato que pode gerar conseqüências
genéticas para esta população, especialmente por deriva e endogamia. Segundo
Ellstrand & Elam (1993), em populações pequenas, com menos de 100 plantas, as
freqüências alélicas podem estar sob intensas flutuações em função da deriva. Além
disto, nestas populações pode haver um aumento nas taxas de autofecundação ou de
endogamia biparental, o que normalmente ocorre em populações que apresentam
estruturagenéticaespacial,comdispersãodepólenesementesespacialmenterestritas.
Qualquer população finita experimenta deriva genética, mas seu efeito se torna mais
pronunciadoquantomaisotamanhodapopulaçãodecresce(Wright,1931;Ellstrand&
Elam,1993).Considerando-seque apenas8 plantas,entre 44, apresentaram floresna
área de cerrado, a ocorrência de endogamia biparental tende a ser pronunciada nesta
populaçãodeJ.oxyphylla.
Além disto, plantas auto-incompatíveis, em pequenas populações, podem
apresentarproblemasparaencontrarumparcompatível.Emumasimulação,Byers&
Meagher (1992) verificaram que populações pequenas (n<50 plantas) não mantêm
grande diversidade de alelos de incompatibilidade. Portanto, a freqüência de
cruzamentospossíveis decresce ea variância do númerode pares possíveis aumenta.
Destemodo,umabaixarazãosemente:óvuloporindivíduoeumaumentonavariação
desta razão entre plantas são esperadas nesta situação, semelhante ao verificado na
populaçãodecerradodeJ.oxyphylla.
Estudosrelativosàorganizaçãoouestruturagenéticaempopulaçõesnaturaisde
plantas, têm gerado grandes avanços no conhecimento relativo aos processos micro
evolutivos, fornecendo fundamentos para o estabelecimento de estratégias de
conservaçãoemanejodepopulaçõesnaturais(Reisetal.,2000).SegundoMariotetal.
(2002), espécies que dependem da formação constante de clareiras para sua
manutenção,podem apresentarestruturaçãogenéticaemsuaspopulações, decorrentes
principalmentedeefeitofundador.EmJacarandaoxyphylla,aestruturaçãogenéticadas
populações, indicada pelo valor moderado de
Φ
ˆ
ST
0,1011, também pode estar
relacionadaaesteaspecto,considerando-sequeaespécieseenquadranadefiniçãode
Durigan & Ratter (2006), de herbácea heliófita, tendo sido observada em estádio
reprodutivosomenteemlocaisdeclareira,bordasdefragmentos,camposcerradosou
após desmatamentos de fisionomias mais fechadas de cerrado ou corte de talhões
plantados(Yanagizawa,1983;GuimarãesE.obspessoal).
Por outro lado, a alta variabilidade genética observada dentro das populações
pode ser resultante das características reprodutivas de J. oxyphylla, uma espécie
predominantemente alógama, polinizada por ampla guilda de animais antófilos
incluindoabelhasdevôolongo,alémdadispersãoanemocóricaque,emambientesmais
abertos,poderesultaremumadistribuiçãodepropágulosalongasdistâncias.
DeacordocomJanzen(1971)eRoubik(1989),abelhaseuglossinaspodemvoar
maisde20kmemumúnicodiaemsuarotadealimentação,podendorepresentaruma
forçahomogeneizadora entre as populações,especialmentenaquelas que ocorrem em
bordasdecerradoedematasdegaleria,ondeocomponenteherbáceo-arbustivoémais
densojustamentenoestratoemqueseencontramosfrutosdeJ.oxyphylla.Adistância
potencial de dispersão das sementes, nestas circunstâncias, normalmente é limitada,
sendo o fluxo de sementes predominantemente unidirecional já que as populações
marginais,queocorremembordasdeformaçõesflorestais(Gentry&Morawetz,1992)
são limitadas de um lado por uma vegetação relativamente fechada e do outro,
normalmenteporculturas,oupastagens.Quandoháreflorestamentocomeucaliptono
entorno,adispersãodesementespodeserefetiva,havendoumaampliaçãodaáreade
distribuição,jáqueaespécieencontracondiçõesfavoráveisparaseestabelecernestes
ambientes.
A distância entre as duas populações estudadas é de aproximadamente 12
quilômetros em linha reta e não há vegetação contínua entre elas. Entretanto, há
fragmentos de vegetação que podem funcionar como um corredor ao sul, por onde,
potencialmente,podehaverfluxo depólen, especialmenteporvetorescomoEulaema
nigrita(Euglossini),umadasespéciespolinizadorasdeJ.oxyphylla(Guimarãesetal.,
Capítulo I da presente tese), já que as abelhas euglossinas apresentam habilidade de
orientação e percepção de guias de orientação aprendidos, sobre áreas extremamente
grandes(Roubik,1989).
Por outro lado, abelhas do gênero Bombus, que normalmente visitam plantas
próximasaoninho,promovendomaiorfluxodepólenentreplantasvizinhas,gerando
pequenostamanhosdevizinhançaealtastaxasdegeitonogamia(Schmitt,1980),podem
ser polinizadores mais efetivos em situaçõescomo a da populaçãode sub-bosque de
eucalipto,em queum grandenúmero deplantas, com distribuição agrupada, floresce
simultaneamente. Os resultados obtidos por Yanagizawa (1983), corroboram esta
suposição, pois a autora observou elevada frequência de visitas de Bombus atratus,
consideradooprincipalpolinizadordeJ.oxyphyllanapopulaçãoestudada,quesituava-
seemumaárearecémdesmatadaeapresentavaaltadensidadedeindivíduosfloridos.
EstudossobreadistânciaedireçãodevôoemBombustêmevidenciadoque,apesarde
havervariaçãonastaxasedistânciasdeforrageamento(menosde100até1750metros
de distância do ninho) e no uso espacial do habitat, todas as espécies estudadas
dependem de certa concentração espacial de suprimentos florais (Walther-Hellwig &
Frankl,2000).
Destemodo,asdiferentesdensidadesdeindivíduosfloridosnasduaspopulações
podemlevaràpreponderânciadevetoresdepolinizaçãocomcomportamentosdevisita
edistânciadevôodistintosemcadaumadelas,sendoadensidadedeplantasfloridas
porm
2
na populaçãodo sub-bosque de eucalipto, cercade quatrovezes maiorque a
densidadedeplantasfloridasnapopulaçãodocerrados.s.Nestesentido,Goverdeetal.
(2002) ressaltam que mudanças no comportamento do polinizador, podem afetar
fortemente o sucesso reprodutivo e o fitness das plantas. De fato, observou-se um
sucesso reprodutivo muito maior nas plantas do sub-bosque de eucalipto, tendo sido
produzidosaproximadamente25vezesmaisfrutosdoquenasplantasdapopulaçãode
cerrado.
SegundoDurigan&Ratter(2006),adinâmicadavegetaçãodecerradonoestado
deSãoPaulotemsidofortementeafetadapelafragmentação,sendoqueumgrandee
contínuo estoque genético está sendo isolado em pequenas áreas disjuntas, e a
manutenção de corredores em áreas recentemente fragmentadas e o restabelecimento
destesentreáreasjáisoladas,poderiamserimportantesestratégiasnosentidodereduzir
este problema. Neste sentido, os resultados obtidos nas populações de J. oxyphylla
estudadas, indicam que a presença de corredores pode ser realmente importante para
estaespécie,levandoàmovimentaçãodealelosentrepopulaçõesqueseencontramsob
condições locais distintas, apresentando não apenas diferentes taxas de sucesso
reprodutivo, mas também diferentes possibilidades de recombinação através dos
cruzamentosdisponíveisemcadaumadelas.Destaforma,aocorrênciadefluxogênico
entreestaspopulaçõeséumimportantefatorparaamanutençãodeníveismoderadosde
divergênciaentreelasedaaltavariabilidadegenéticadentrodecadaumadelas.
O histórico de perturbação das populações pode fornecer indícios sobre os
padrõesdevariaçãogenéticaatuais.Dadosrelativosàpresençaeestruturagenéticade
bancosdesementes,bulbosetubérculos,emborararos,tambémsãoimportantesparase
estimaravulnerabilidadedaspopulaçõesàerosãogenética,sendoqueestasreservasde
variaçãogenéticapodemfuncionarcomo“tampão”paraaspopulaçõescontraaperda
devariabilidadeeajudarapreservaropotencialparamudançasadaptativas(Ellstrand&
Elam,1993).
ApesardenãotersidoverificadaaformaçãodeclonesemJacarandaoxyphylla,
constatou-se a presença de um sistema subterrâneo bem desenvolvido, que pode ser
fundamental para a manutenção da espécie, especialmente nos ambientes mais
impactadospordistúrbiosantrópicos.Seusistemasubterrâneo,aparentementeapresenta
funçãodearmazenamento,considerando-seaabundânciadegrãosdeamidoverificada
porSilvaetal.(2007).Alémdisto,verificou-sequeoflorescimentodaespécieinicia-se
antesdarebrota(GuimarãesE.,CapítuloIdestetrabalho),sendoportantodependente
defotoassimiladosdocicloanterior,queficamarmazenadosprovavelmentenosistema
subterrâneo,jáqueaporçãoaéreaébastantereduzidasendorepresentada,normalmente
por um único ramo delgado com inflorescências no ápice. Além disto, este sistema
subterrâneo apresenta capacidade gemífera, sendo o responsável pela rebrota após a
ocorrência de queimadas e de injúrias mecânicas, que levam à perda da parte aérea.
Deste modo, é possível supor que a manutenção da divergência genética
interpopulacional em níveis moderados, pode ser decorrente de fluxo gênico amplo,
especialmenteviapólen,ouainda,damanutençãodegenótiposoriginaisderivadosde
umapopulaçãocontínua,existentenopassado,atravésdeumbancodegemasperene
que,apesardaspressõesantrópicas,permanecerianosistemasubterrâneodestaespécie.
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Análisedapropagaçãovegetativaedosucessoreprodutivo
femininoemZeyheriamontana(Bignoniaceae)
Introdução
Ocerrado,aprincipalformaçãovegetacionaldoBrasilCentralécompostopor
um complexo de fisionomias associadas à presença constante de fogo (Eiten, 1970;
Ratteretal.,1997;Hoffmann,1998).
Muitasespéciesdestebiomaapresentamcaracterísticasmorfológicaspeculiares,
especialmente quanto ao sistema subterrâneo que é freqüentemente espessado,
semelhanteàquelesencontradosemespéciesdecamposrupestresecaatinga(Menezes
et al., 1979). Estas estruturas, particularmente desenvolvidas em plantas do cerrado,
podemestarrelacionadas comcaptaçãode águaemcamadasmais profundasdosolo
(Oliveira et al., 2005) como descrito em Palicourea rigida (Rachid, 1946), com
armazenamentodeáguaesubstânciasdereservacomoocorreemMandevillavelutina
(Apezzatto-da-Glória,2003),comaregeneraçãodaporçãoaéreadepoisdequeimadas
ousecasintensas,comoemespéciesdeErythroxylum(Alonso&Machado,2007)ou
aindacomamultiplicaçãovegetativa,atravésdaformaçãoespontâneaderamos,apartir
de sistemas subterrâneos íntegros, como descrito em Anemopaegma arvense e
Jacaranda racemosa (Rizzini & Heringer, 1966). Estes autores, estudando espécies
arbustivasdecerrado, verificaramquemuitas delasapresentamsistemassubterrâneos
complexos,ramificadosesuperficiais,designadosporelescomosistemassubterrâneos
difusos,quedesempenhampapelrelevantenamultiplicaçãovegetativa.Destemodo,a
presença de gemas adicionais, em sistemas radiculares não injuriados, com potencial
paraformarpopulaçõesclonais,edegemasreparativas,quesedesenvolvemsomente
apósdanosmecânicosàsraízes(Apezzatto-da-Glória,2003)parecesersimultâneaem
algumas espécies de cerrado. Estas gemas ficam protegidas, no interior da terra,
podendo formar um banco subterrâneo com importante papel na regeneração de
espéciessubmetidasaconstantesqueimadas,passagensdefuracões,nevascasintensas,
injúriasmecânicasporpastoreiodegadoecondiçõesdefrioesecaextremas,sendosua
importância, para a dinâmica da vegetação, comparável à dos bancos de sementes
(KlimesováeKlimes,2007).
Estudossobreareproduçãodeplantaslenhosas,árvores,arbustosesubarbustos
decerrado,apósaocorrênciadequeimadasindicamqueareproduçãovegetativaresulta
emmaiorsucessoqueareproduçãosexualemáreasondeasqueimadassãofreqüentes,
emfunçãodoimpactonegativodofogosobreareproduçãosexuadadevidoàdestruição
deflores,frutos,sementeseplântulas(Hoffmann,1998).Alémdisto,afragmentaçãode
habitats, que pode levar ao declínio de polinizadores, e a ocorrência freqüente de
distúrbioscomoqueimadasecompactaçãodosolopodemfavoreceraapomixiacomo
estratégia reprodutiva alternativa (Hoffmann, 1998; Martins & Oliveira, 2003;
Maimoni-Rodella&Yanagizawa,2007).
Abiologiareprodutivademuitasplantasdecerradopareceestarrelacionadaà
alternância entre propagação vegetativa e reprodução sexuada, sendo a reprodução
vegetativa fundamental e amplamente disseminada em determinadas circunstâncias
(Hoffmann & Moreira, 2002). Por outro lado, a reprodução sexual desempenha um
importante papel visto que mais de 80% das espécies arbóreas são obrigatoriamente
alógamasezoófilas(Oliveira&Gibbs,2002).Sistemasmistos,envolvendoreprodução
sexual e apomítica, podem ocorrer em espécies de cerrado, tendo sido recentemente
descritoem Eriothecapubescens,que apresentaapomixiaresultantedepoliembrionia
adventícia(Martins&Oliveira,2003).
Zeyheria montana, uma das espécies mais características e amplamente
distribuídasnoscerradoseformaçõesadjacentes(Gentry,1992)éalógama,apresenta
auto-incompatibilidadedeaçãotardiaeépolinizadaporbeija-flores(BittencourtJr&
Semir, 2004). Nenhuma evidência de produção de sementes poliembriônicas foi
encontradaemZeyheriamontana.Poroutrolado,adistribuiçãoespacialagrupadade
algunsindivíduosnapopulaçãoeaaltacapacidadederebrotaemplantasqueperderam
suaporçãoaérea,sugeremapossibilidadedeapomixiaatravésdepropagaçãovegetativa
nestaespécie.Aocorrênciadepropagaçãovegetativa,atravésdesistemassubterrâneos
difusos,jáfoirelatadaparaoutrasespéciesarbustivasdeBignoniaceaedecerradopor
Rizzini&Heringer(1966).
O uso de marcadores, como RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA),
tem sido bastante difundido para se estimar parâmetros genéticos de populações de
plantas, principalmente pela possibilidade de se realizar uma ampla amostragem do
genomacomsimplicidade,rapidezebaixocusto(Ferreira&Grattapaglia,1995).Além
disto,marcadoresmolecularespodemserumaferramentaútilparaseavaliaraformação
de clones em populações naturais (Martins & Oliveira, 2003), complementando os
estudosmorfológicos.
Este trabalho teve como objetivo determinar a importância relativa da
reproduçãosexualedocrescimentoclonalsobreosucessoreprodutivodeZ.montana,
utilizando-semarcadoresRAPD,associadosàanálisedadistribuiçãoespacial.
Materialemétodos
Áreadeestudoeespécie
Os estudos foram desenvolvidos em uma população de Zeyheria montana
localizada em área de campo cerrado (22º54’45”S 48º31’40”O) que, nos últimos 10
anos,temsidoprotegidadaaçãodofogo,mastemsofridointensoimpactoporpisoteio
porgado.OclimadaregiãoédotipoCfadeKoeppen,ouseja,mesotérmicoúmido,
sendo agosto o mês mais seco e janeiro o mais úmido (Martins, D., comunicação
pessoal). As observações referentesà fenologia foram realizadas nos anos de 2004 a
2006atravésdevisitasmensais.
Exsicatas foram incluídas como documento taxonômico no Herbário “Irina
Delanova Gemtchujnicov” (BOTU), do Departamento de Botânica, do Instituto de
Biociências,UNESP,CampusdeBotucatu(registrosn
os
25660,25661,25662).
Distribuiçãoespacialdasplantaseavaliaçãodosistemasubterrâneo
Foraminstaladas25parcelascontíguasde100m
2
cada,dentrodasquaistodasas
plantasdeZ.montanativeramsuasposiçõesanotadas,totalizandoumaáreaamostralde
2500m
2
,apartirdaqualfoianalisadaadistribuiçãoespacialdosindivíduos,utilizando-
seoÍndicedeMorisitapadronizado(Krebs,1989).
Para análise do sistema subterrâneo foram realizadas escavações ao redor de
algumasplantaspróximasàpopulaçãoestudadacomooobjetivodeverificarsehavia
rebrota a partir do sistema subterrâneo e se havia conexão subterrânea entre plantas
distantes entre si, consideradas, através de simples análise visual, como indivíduos
diferentes.
Amostragem,extraçãodeDNAeseleçãodeprimers
ODNAfoiextraídode90plantasqueapresentavamfolhasjovens,comlimbo
totalmenteexpandido,apartirdasquaisforamretiradasamostras.AextraçãodeDNA
genômicototalfoirealizadautilizando-seométodoCTABdescritoporDoyle&Doyle
(1987),commodificações.Aproximadamente200mgdetecidofoliarfresco,decada
amostra,foimaceradoemmoinhoelétricoaoqualforamadicionados800µldeTampão
deExtração(2%deCTAB,1,4MNaCl,20mMEDTA,100mMTrisHClpH8,0,1%
de PVP), acrescidos 3µl de 2-mercapto-etanol por ml de tampão no momento da
utilização. A concentração de DNA de cada amostra foi estimada em ng/ml em
espectrofotômetro“GeneQuantPro”,apartirdaqualfoifeitaadiluiçãodoDNA,em
soluçãoTEcomtartrazina,paraseobterumaconcentraçãofinalde4ng/0,2ml.Para
avaliaraocorrênciadeclonesemZ.montanaforamtestados52primersdecâmerosem
amostrasdeDNAdecincoplantas(Operontechnologies–sérieAA01a08,AD01a
20, AF 01 a 20, AJ 01 a 04), dentre os quais apenas 6 foram selecionados para as
análisesporapresentarembandascomboaresolução,polimorfismoereprodutibilidade.
AmplificaçãodoDNA(PCR)eeletroforese
AsamostrasdeDNAobtidasdecadagenótipoforamutilizadasnasreaçõesde
amplificação. As reações RAPD, foram realizadas em um volume final de 13 ml
contendo1,8µldetampão(PCRbuffer10X),1,4µlMgCl
2
,4,3µldedNTP(0,5mM),
1µldeprimer,4µldeDNAgenômico,0,18µldeTaqDNApolimerase(Invitrogen).
Amostras controle, contendo todos os componentes, exceto o DNA genômico, foram
incluídas para verificar ausência de contaminação. As reações foram levadas a um
termociclador(MJResearchInc./modeloPTC-100)previamenteprogramadopara40
ciclosqueconsistiamem1minutoa94ºC,1minutoa35ºCe1,3minutosa72ºC,e
umciclofinalde6minutosa72ºCparaextensãodequalquerprodutoremanescente.
Os fragmentos gerados por amplificação foram separados por eletroforese
horizontal emgéis de agarose1,5%, paraverificação de polimorfismo.Os resultados
foramvisualizadosemiluminaçãoultravioleta,apósimersãodogel,por40minutos,em
soluçãodebrometodeetídio(75mg/l).
Análisedosucessoreprodutivofemininoemgenetsdetamanhosdistintos
As plantas da população amostrada foram acompanhadas durante os anos de
2005 e 2006. O número de inflorescências e de frutos produzidos por planta, assim
comoonúmerodesementesporfruto,aporcentagemdegerminaçãodassementeseo
número de óvulos por flor, foram registrados para se estimar o sucesso reprodutivo
feminino.Ovolumedacopadasplantasfoimedidoeacorrelaçãodestacaracterística
comosparâmetrosavaliadosparaseestimarosucessoreprodutivofoianalisada.
Análiseestatística
ParapesquisaraocorrênciadeclonesemZ.montanaforamutilizadosapenasos
fragmentos amplificados de DNA com maior intensidade e reprodutibilidade.
MarcadoresRAPDsãodominantes,portantoosindivíduosforamgenotipadossegundo
a presença ou ausência de banda em cada primer analisado, sendo a existência de
propagaçãoclonalindicadaporpadrõesdebandasidênticosemdiferentesramets.Os
dadosforamempregados naconstruçãodeuma matrizbináriaapartirdaqualforam
calculadas as distâncias genéticas entre os indivíduos da população com auxílio do
programa computacional POPGENE v.1.32 (Yeh et al, 1999). Um dendrograma foi
construídoutilizando-se UPGMA (“UnweightedPair-GroupMethod usingArithmetic
Averages”,desenvolvidoporSokal&Michener,1958)atravésdasdistânciasgenéticas
deNei(1978).
Paraavaliaçãodosucessoreprodutivoforamrealizadasanálisesdecorrelação,
testesdenormalidadeecomparaçãodemédiascomauxíliodoprogramacomputacional
GraphPadInstatv.3.01,SanDiego,California,USA.
Resultados
Análisespreliminaresdosistemasubterrâneo
Na população estudada (Fig. 1A) observou-se freqüente formação de ramos
aéreosemplantasquetiveramseusramosoriginaisarrancados,aoníveldosolo,pelo
pastoreio do gado. Nas plantas avaliadas, além da brotação após o distúrbio, foi
constatada a ocorrência de produção de estruturas subterrâneas, que se estendiam
horizontalmente,paralelasàsuperfície,emprofundidadesquevariavamde20a40cm
(Fig.1B, 1C), as quais, após percorrerem certa extensão na parte mais superficial do
solo, desciam verticalmente, buscando camadas mais profundas (Fig. 1C). Nestas
estruturasconstatou-seaformaçãoderamets,conectadosentresi,adistânciasdeaté3,5
metros(Fig.1D).Estesrametsnãoapresentavamnenhumindício,emsuaporçãoaérea,
quepermitisseidentificar estas conexõesatravés da simplesobservação visual,sendo
necessária a exposição do sistema subterrâneo para evidenciá-las. Durante as
escavações foi constatada a presença de plantas com estruturas laterais parcialmente
desintegradas,indicandoperdadeconexãocom aplantamãe,oquesugerequeestes
ramets são capazes de se manter de forma independente na população. Entretanto, a
maioria deles (80%) apresentava-se conectada, permanecendo assim por tempo
indeterminado,quesuperaostrêsanosdeestudos,duranteosquaisestasplantasforam
acompanhadasemantiveramaconexão.
Distribuiçãoespacial
Adistribuiçãoespacial deZ. montana foianalisadaconsiderando-setodos os
ramets da população (Fig. 2). O Índice de Morisita padronizado indica distribuição
*
*
1,2m
0,8m
3,5m
160cm
10cm
60cm
40cm
D
A
C
B
Figura1. Características dosistemasubterrâneo deZeyheriamontana
.A.Populaçãoamostrada. B.
Detalhe de um ramet originado a partir do
sistema subterrâneo. C. Plantas conectadas através do
sistema subterrâneo (*), seta indica mudança de direção do ramo subterrâneo horizontal, com
aprofundamentovertical.D.Clonecom2rametsinterconectados(àesquerda)eclonecom3ramets
interconecta
dos(àdireita)
agrupada (Id = 0,5009, 95% confiança). Ramets com alta produção de frutos foram
observadospróximosàsplantasclonais.
MarcadoresRAPD
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60
Figura 2. Distribuição espacial e produção de sementes em Z. montana.
Os
ramets
dasplantasclonaisestãointerligadospelaslinhastracejadasindicandoo
tamanhodoclone(genet).A.Produçãodesementesno
anode2005.B.Produção
desementesnoano de 2006.Símbolos: 25a 95sementes, 96a 160
sementes,160a230sementes,300a370sementes.
(m)
(m)
(m)
A
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60
B
(m)
Apenas 30% dos primers testados nas amostras de DNA de Z. montana
apresentarampolimorfismo.Dentreestesforamselecionadosseis,quetiverambandas
com boa resolução e reprodutibilidade, OPAD08, OPAD09, OPAD11, OPAD18,
OPAF13, OPAF10 (Fig. 3), os quais apresentaram 72% das bandas polimórficas,
segundoocritériode95%.Aseqüênciadenucleotídeos,onúmerototaldebandaseo
númerodebandaspolimórficasdecadaprimersãoapresentadosnaTabela1.
Tabela 01. Seqüência de nucleotídeos dos primers decâmeros Operon, selecionados para as análises
genéticaseníveldepolimorfismoobtidonaspopulaçõesdeZeyheriamontana.
Primers Seqüênciadeoligonucleotídeos
(5’-3’)
N
o
debandasporprimer N
o
debandaspolimórficas
OPAD08 GGCAGGCAAG 11 9
OPAD09 TCGCTTCTCC 10 9
OPAD11 CAATCGGGTC 9 6
OPAD18 ACGAGAGGCA 7 4
OPAF10 GGTTGGAGAC 10 5
OPAF13 CCGAGGTGAC 6 5
Total 53 38
Foiconstatada,atravésdosmarcadoresRAPD,apresençadeplantasclonaisna
população estudada (Fig. 4), confirmando as observações de campo. Entre os 90
indivíduosamostradosfoiverificadaapresençade76genets,comformaçãodeclones
em9deles,sendoqueumapresentou5rametse,osoutros,de2a3rametssendotodos
elesvisualizadoscomoplantasdistintasacimadoníveldosolo(Fig.1A).Asoutras67
plantasanalisadassãoformadasporumúnicoramet.Portanto,napopulaçãoestudada
cerca de 12% das plantas apresentaram capacidade de produzir clones, de diferentes
tamanhos,apartirdereproduçãovegetativa.
M12
3
4
56
7
8
910111213
14
15
16
1718
192021222324
M
Figura3.PerfildeumgelRAPDobtidocomautilizaçãodoprimerOperonAF-
10em24indivíduos
deZeyheriamontana.M.MarcadorpadrãodepesomoleculardeDNA(ladder100pb);seta
sindicam
bandasinterpretadasutilizadasnaconstruçãodamatrizbinária.
5
2
2
2
2
2
3
3
2
0,6 0,4 0,2 0,0
Figura4.DendrogramaconstruídocombasenadistânciagenéticadeNei(1978),utilizando-seocritério
UPGMA, a partirde 48 marcadores moleculares RAPD. O comprimento dos ramos indica a distância
genéticarelativaeosnúmerosàdireitacorrespondemàquantidadederametsverificadaemcadaumadas
9plantasclonais(genets)dapopulaçãodeZeyheriamontana.
Análisedosucessoreprodutivofeminino
Osucessoreprodutivofeminino(Tabela2)foiavaliadoemtodososrametsda
população, comparando-se genets que formaram clones, que possuíam dois ou mais
ramets(designadoscomoplantasclonais),com genetsque não formaramclones,que
possuíamapenasumramet(designadoscomoplantasnãoclonais).Asplantasavaliadas
com relação ao sucesso reprodutivo são as mesmas que foram analisadas através do
marcador RAPD (Figura 4) e que foram localizadas nas parcelas na análise da
distribuiçãoespacial(Figura2).
Tabela2.ParâmetrosdosucessoreprodutivodeZ.montanaestimadosapartirdosfrutosproduzidosem
todososrametsdeplantasclonaisenãoclonaisnosanosde2005e2006.
Plantasclonais Plantasnãoclonais
Númeromédiodesementesporfruto 44,62±9,11 46,58±10,69
Razãosemente:óvulo 0,94±0,09 0,98±0,18
A produção de inflorescências, frutos e sementes (Tabela 3) não variou
significativamente entre os dois anos avaliados, evidenciando uma constância no
sucessoreprodutivodapopulaçãonesteperíodo.
Tabela3.Comparaçãodonúmerodeinflorescências,frutosesementesproduzidosporplantaentreos
anosde2005e2006emZeyheriamontana.
Variáveis/ano Plantasclonais
(n=9)
p Plantasnãoclonais
(n=67)
p
2005
8(3-34) 2(0-18)Inflorescências
2006
6(4-30)
0,7569
2(0-18)
0,1878
2005
2(0-7) 0(0-8)
Frutos
2006
1(0-4)
0,1434
0(0-4)
0,2602
2005
93(0-304) 0(0-372)
Sementes
2006
47(0-211)
0,1571
0(0-224)
0,2394
Mediana(intervalomín-max)evaloresdepobtidospeloTestedeMann-Whitney
Em função de não terem sido verificadas diferenças significativas entre as
médiasobtidasnos anosde2005e 2006, aanálise decorrelaçãodovolume da copa
comonúmerodeinflorescências,frutosesementeseascomparaçõesentreasplantas
clonaiseasplantasnãoclonaisforamrealizadasutilizando-seosvaloresdosdoisanos
(Tabela4e5).
Tabela4.CorrelaçãodeSpearmanentre ovolumedacopa eonúmerode inflorescências,de frutos e
sementesproduzidosporrametemZeyheriamontana(n=90).
Volumedacopa(m
3
) Inflorescências Frutos Sementes
Média 0,48±0,07 3,23±0,31 0,61±0,09 26,8±4,31
r - 0,5711 0,2689 0,2535
p 0,0001 0,0104 0,0159
Foi observada uma forte correlação positiva entre o volume da copa de cada
rametdapopulaçãocomaproduçãodeinflorescências,frutosesementes(Tabela4).
Aproximadamente80%dasplantasdapopulaçãofloresceramnosanosde2005
e 2006. Em 50% das plantas que floresceram, houve formação de frutos, entretanto
apenas 20% das plantas produziram frutos que se desenvolveram completamente e
dispersaramsuassementesemcadaumdosdoisciclosreprodutivos,oqueindicaque
apenasumapequenapartedosindivíduoscontribuiparaoconjuntodegenesdageração
seguinte. Além disto, as plantas clonais, que correspondem a 12% dos genets, são
responsáveis pela produção de cerca de 30% das sementes dispersas em cada ciclo
reprodutivo.
O teste de Kruskal-Wallis indicou diferenças significativas em todos os
tratamentoscomvalordeP≤0,0001.
Tabela5.Comparaçãodaproduçãodeinflorescências,frutosesementesporindivíduoentreplantasnão
clonais(produçãoporramet)eplantasclonais(produçãoporrameteproduçãoporgenet).
Inflorescências Frutos Sementes
Mediana Mediana Mediana
Rametsplantasclonais(n=23) 4A
(0-14)
0,5A
(0-2,5)
23A
(0-117)
Rametsplantasnãoclonais(n=67) 2B
(0-14)
0B
(0-4,5)
0B
(0-206)
Genetsplantasclonais(n=9) 7C
(3-32)
2,5C
(0,5-3,5)
86C
(20-152)
Letrasdiferentesindicamdiferençassignificativas(P≤0,05)
Osrametsdasplantasclonaisapresentarammaiorproduçãodeinflorescências,
defrutosedesementesdoqueosrametsdasplantasnãoclonais,sendoasdiferenças
significativascom valores dep <0,05(Tabela 5). Quandose comparaa produção de
inflorescências,frutosesementesdasplantasclonais,considerando-seogenet,ouseja,
todososseusrametsemconjunto,comaproduçãoderametsdasplantasnãoclonais,
asdiferençassãoaltamentesignificativas,comvaloresdep<0,0001(Tabela5).
Discussão
Sistemassubterrâneosdifusos,compostospornumerosasestruturassuperficiais,
maisoumenosparalelasàsuperfíciedosolo,denominadassóbolesouraízesgemíferas,
segundo sua origem, são amplamente difundidos em plantas de cerrado e podem
produzirgemasadventíciasaptasa gerarnovos ramos(Coutinho,2002;Hoffmann&
Moreira,2002;Appezzato-da-Glória,2003;Alonso&Machado,2007).
Em Jacaranda decurrens, cujo brotamento antecede as primeiras chuvas, há
estruturasqueseestendem horizontalmente,paralelasàsuperfície,apresentandomais
de 7 metros de comprimento (Rawitscher & Rachid, 1946). Morfologia bastante
semelhante foi observada no sistema subterrâneo de Z. montana, sendo que todos os
ramets verificados nas escavações, originaram-se a partir de estruturas horizontais
situadas a profundidades variáveis. Estudos morfológicos mais aprofundados são
necessáriospara esclareceraorigem,secaulinarou radicular,e aorganizaçãodestas
estruturassubterrâneas,quedãoorigemaosramets.
Algumasplantasclonaisseespalhamvegetativamenteemseushabitatsatravés
daformaçãoderametsprovidosderaízes,quesãocapazesdeexistênciaindependente
após seu estabelecimento. Por outro lado, há ramets que têm a vantagem de estar
conectados à planta mãe, o que permite o estabelecimento de propágulos, até certo
ponto independentes das condições que os rodeiam, o que pode ser fundamental em
ambientes de cerrado (García-Nunez & Azócar, 2004). Além disto, há ramets que
permanecem conectados por variáveis períodos de tempo, possibilitando a
movimentaçãoderecursoseatransduçãodesinaisdentrodosclones,podendoinclusive
ocorrer especialização funcional na captação ou armazenamento de recursos, e na
produção de ramos vegetativos ou reprodutivos (Stuefer, 1998). Este autor ressalta
ainda,queosignificadoecológicodadivisãodetrabalhoemplantasclonaispodeser
entendido como um aumento na eficiência de clones inteiros na exploração do
ambiente.Estetipodedivisãodetrabalhopoderiarepresentarumaformadeescapeàs
condições adversas presentes em ambientes de cerrado, submetidos a constantes
perturbações.Alémdisto,emZ.montanafoiverificadoummaiorsucessoreprodutivo
em plantas clonais, a despeito das desvantagens da geitonogamia, o que sugere uma
maioreficiênciadosclonesnaexploraçãodosrecursos,gerandomaiorestamanhosde
copasemaiorproduçãodeinflorescências,frutosesementes.
Em algumas espécies de cerrado, estudadas por Hoffmann (1998), a conexão
entre os ramos adultos e aqueles originadosde gemas radiculares,freqüentemente se
desintegraemmenosdeumano,tornandoimpossíveldeterminarqualplantaadultana
população é a planta mãe de uma dada progênie. Neste sentido, o uso de marcador
molecular RAPD foi efetivo no estudo da propagação vegetativa de Z. montana,
especialmente considerando-se que o desligamento da planta mãe foi verificado em
algumas plantas, além da dificuldade em acessar estas estruturas subterrâneas para
avaliaçõesmorfológicasemumnúmeroelevadodeindivíduos.Atravésdestasanálises
foi possível conhecer a extensão da propagação vegetativa em Z. montana, a
contribuição relativa de cada genet na população e a que distâncias pode ocorrer
produção de ramets em um clone, através de seu sistema subterrâneo. Bertoni et al.
(2007)encontraramumavariabilidadedentrodepopulaçõesdeZ.montanade84,03%,
enquanto que entre populações foi de 15,97%, o que sugere que apesar de haver
reproduçãovegetativa,aproduçãodesementes, viacruzamentos,éimportanteparaa
espécie.
EmHyparrheniadiplandra,umaPoaceaetípicadeáreasdesavana,Durandet
al. (2000) verificaram a ocorrência de apomixia facultativa, com raros eventos de
reproduçãosexual,oquepermiteapreservaçãodedeterminadosgenótiposadaptadosà
condiçõeslocaiseamanutençãodeecótiposcomespecializaçõesnutricionaisdistintas.
Sistemasreprodutivosmistos,tambémforamverificadosemEriothecapubescenspor
Martins&Oliveira(2003).
Neste estudo, verificou-se que quanto maior a copa, maior o número de
inflorescênciasproduzidasporumdeterminadoramet;alémdisto,cadaplantaclonaléa
somade2a5ramets,geneticamenteidênticos,oquepoderialevaraumefeitonegativo
sobre o sucesso reprodutivo de Z. montana decorrente, especialmente, do aumento
potencialdageitonogamia. Considerando-seque a espécieapresentasistema de auto-
incompatibilidadedeaçãotardia,descritoporBittencourt&Semir(2004),estepoderia
serumdos fatoresresponsáveispelobaixosucessoreprodutivodaespécieverificado
pelosautores(6,5%).Algunsdosfatoresquepodemlevaràlimitaçãonafertilizaçãoem
espécies auto-incompatíveis são autogamia, geitonogamia ou ainda, falta de pólen
intraespecíficocompatível(Ushimaru&Kikuzawa,1999).
Ageitonogamiapodeincorreremcustoparaosucessoreprodutivomasculinoe
feminino. Em espécies auto-compatíveis aumenta o risco de depressãoendogâmica e
diminui a quantidade de pólen disponível para cruzamentos; em espécies auto-
incompatíveispodediminuiraproduçãodesementespelasaturaçãodoestigmaoupelo
abortodeóvulosautopolinizados.Ocrescimentoclonallevaaumaumentononúmero
deramosfloridosdomesmogenetaumentandoastaxasdegeitonogamia(Charpentier,
2002).Segundoaautora,oimpactodageitonogamiaestáassociadoàarquiteturaclonal
da espécie, que pode apresentar um padrão mesclado, em que ramets de um
determinadogenetsãoentremeadosporrametsdeoutrogenet,ouagrupados,emque
cadagenetficalimitadoaumaárea.AsplantasclonaisdeZ.montana,apresentamuma
arquiteturamaispróximadopadrãomescladoealémdeseremformadaspormaisdeum
ramet,apresentammaiornúmerodeinflorescênciasporunidadedoqueasplantasnão
clonais e, neste sentido, elas têm, potencialmente, maiores chances de sucesso
reprodutivo masculino, já que produzem maiores quantidades de pólen que qualquer
outraplantanãoclonal.Épossívelqueaarquiteturaeaaltadisponibilidadedepólenem
plantas clonais sejam parcialmente responsáveis pelas altas taxas de produção de
sementes em ramets localizados próximos aos clones. Neste caso, poderia haver um
predomíniodecruzamentospreferenciaisedeendogamiabiparentalnapopulação.
Emboraoflorescimentoseqüencial,comaberturade4florespordia,emmédia,
(Bittencourt & Semir, 2004) e a disposição das estruturas reprodutivas, previnam a
geitonogamiaeaautogamia,respectivamente,apolinizaçãoentreramosdeumcloneé
inevitável devido ao comportamento do beija-flor, Colibri serrirostris, o principal
polinizadordeZ.montana(Bittencourt&Semir,2004).Estebeija-flor,alémdevisitar
váriasfloresnamesmaplantaouemplantaspróximasacadaseqüência(E.Guimarães,
obs. pessoal), apresenta comportamento territorialista e pode defender pequenas
manchasaolongododia,restringindoaáreadedispersãodepólen.Nestesentido,as
visitas esporádicas de Eupetomena macroura, observadas na população em estudo,
podem ser importantes na ampliação do fluxo de pólen dentro da população, por
permitirumaumentonotamanhoenaáreadevizinhança.Quandoestaespéciedebeija-
flor chega à população, Colibri serrirostris imediatamente adota um comportamento
agonístico,nointuitodeexpulsá-ladeseuterritório.Nesteprocesso,E.macrouravisita
rapidamente algumas poucas flores, até ser expulso e dirigir-se a outra mancha de
plantas, relativamente distante e fora do território deste macho de C. serrirostris
transportando,destaforma,pólenentreplantasespacialmentedistantes,aumentandoas
possibilidadesdecruzamentos.
Adiminuiçãonaatraçãodospolinizadores,esperadaempopulaçõespequenas,
pode ser compensada em plantas clonais pela multiplicação de ramets floridos
(Charpentier, 2002). Entretanto, a limitação na produção de frutos ou sementes em
plantasclonais,pareceestarmaisassociadaaocomportamentodoqueàfreqüênciade
visita dos polinizadores. Em Dithyrea maritima, uma espécie clonal, fortemente
incompatível, o baixo sucesso reprodutivo foi atribuído à limitação de cruzamentos
compatíveis, dentro de uma vizinhança de possíveis cruzamentos, sendo o tamanho
desta vizinhança determinado pela distância que os animais visitantes carregam e
transferemopólen(Aigner,2004).Wolf&Harrison(2001)tambémverificarambaixo
sucesso reprodutivo em Calystegia collina, uma espécie clonal auto-incompatível,
devidoprincipalmente àlimitaçãonadisponibilidadedecruzamentoscompatíveis,do
queàquantidadedevisitasdopolinizador.
Z.montanafoiintensamentevisitadaporbeija-floresemtodosostrêsanosem
queapopulaçãofoiestudadae,poristo,éprovávelqueobaixosucessoreprodutivoda
espécie seja função de limitação de pólen compatível, principalmente devido à
geitonogamia.Poroutrolado,omaiorsucessoreprodutivodasplantasclonaispodeser
resultante da conexão subterrânea entre os ramets que permite uma otimização na
utilizaçãoderecursos.
Deste modo, a unidade morfo-fisiológica presente nas plantas clonais, criada
através do sistema subterrâneo, confere eficiência à reprodução de Z. montana, pois
alémdepermitirqueaespécieseespalhelocalmenteatravésdepropagaçãovegetativa,
também está relacionada ao maior sucesso reprodutivo dos ramets, que contribuem,
portanto,commaissementesacadacicloreprodutivo,podendoserdispersaspelovento
adistâncias maiores do que ospropágulosvegetativos. Assim, o sistema reprodutivo
misto de Z. Montana combina a possibilidade de expansão de genótipos localmente
adaptados, através da propagação vegetativa, com a possibilidade de recombinação
gênicaeocupaçãodenovoshabitatspelassementes,atravésdareproduçãosexuada.
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Consideraçõesfinais
Jacaranda oxyphylla e Zeyheria montana são espécies que ocorrem,
normalmente, em formações abertas de cerrado sensu lato. Entretanto estas duas
espéciestambémapresentamcapacidadedeocuparambientesprofundamentealterados
pelaaçãoantrópica,taiscomopastagens,áreasdereflorestamentos,beirasdeestradae
barrancos, sendo Z. montana mais freqüente e mais comum na ocupação destes
ambientesdoqueJ.oxyphylla.
Osresultadosobtidosnopresenteestudolevamaconsiderarque,apresençade
sistemassubterrâneosdesenvolvidostantoemJ.oxyphyllaquantoemZ.montana,com
grande capacidade de rebrota, permite que estas duas espécies permaneçam no
ambiente,mesmoquandoperdemtotalmentesuaporçãoaérea,sendoqueZ.montana
apresenta propagação clonal, o que propicia maiores possibilidades na ocupação de
ambientesruderais.Alémdisto,estaespéciepodeapresentarummelhordesempenhona
obtençãoderecursosatravésdaatuaçãodosváriosmódulosemconjunto,favorecendo
tambémaocupaçãodenovasáreasatravésdoestabelecimentodepropágulosoriginados
apartirdesementes.Poroutrolado,asduasespéciesapresentamtotaldependênciade
polinizadores para reprodução sexuada, sendo que J. oxyphylla apresenta uma ampla
guildadevisitantes,incluindoabelhaspequenas,médiasegrandes,alémdebeija-flores,
enquantoZ.montanaépolinizadaexclusivamenteporbeija-flores,compredomíniode
umaúnicaespécie,Colibriserrirostris.
Z. montana apresenta, portanto uma maior especificidade quanto ao vetor de
pólen do que J. oxyphylla. Neste sentido, a produção de vários ramets pode ser
importanteporgerarumanúnciofloralmaisefetivo,atraindoColibriserrirostrispara
manchas isoladas, que poderiam ser formadas inicialmente por um único genet,
favorecendoaocorrênciadecruzamentospelachegadadepólencompatível,permitindo
aproduçãodesementesnestassituações.
Por sua vez, J. oxyphylla não apresenta propagação vegetativa e a baixa
densidadedeflorespareceafetarnegativamenteseusucessoreprodutivo,quersejapelo
anúncio floral pouco efetivo para atração dos polinizadores, quer seja pela reduzida
disponibilidade de cruzamentos compatíveis nestas situações. Por outro lado, esta
espécieapresentaumaguildadevisitantesmaisampladoqueZ.montana,oquepode
serfundamentalconsiderandoque,J.oxyphyllaocupa,alémdeformaçõesmaisabertas
de cerrado, bordas de vegetações florestais como cerrado s.s, cerradões e matas de
galeria. Nestes ambientes, quando há formação de clareiras, por causas naturais ou
antrópicas, as plantas florescem massivamente, de modoque um espectro variado de
visitantes com comportamentos distintos pode ser fundamental para garantir a
reprodução sexuada nestas condições. Além disto, suas populações apresentam alta
variabilidade genética que pode ser conseqüência da dispersão de pólen a longas
distâncias por Eulaema nigrita e, da manutenção de genótipos ao longo do tempo,
atravésdobancodegemassubterrâneo.
Destaforma,pormeiodeestratégiasdistintas,ambasespéciesseconstituemem
componentes de grande importância para a vegetação de cerrado da região estudada,
desempenhandopapelfundamentalnaocupaçãodeáreasperturbadasenamanutenção
das interações planta-animal, contribuindo com a oferta de recursos a diversos
componentesdafaunadocerrado.
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