biologia reprodutiva de vriesea friburgensis mez, 1894
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS
DEPARTAMENTO DE GENÉTICA
TRABALHO DE CONCLUSÃO DO CURSO CIÊNCIAS BIOLÓGICAS – BACHARELADO COM ÊNFASE EM BIOLOGIA MOLECULAR, CELULAR E
FUNCIONAL
Biologia Reprodutiva de Vriesea friburgensis Mez, 1894
Lucas Caetano Tieppo da Silveira Professora Orientadora: Drª. Eliane Kaltchuk dos Santos
Co-orientadora: Msc. Gecele Matos Paggi
Porto Alegre, 2006
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TRABALHO DE CONCLUSÃO
Biologia reprodutiva de Vrisea friburgensis Mez, 1894.
Trabalho desenvolvido no Departamento de Genética do Instituto de Biociências da Universidade Federal do Rio Grande do Sul durante a disciplina BIO 99002 – TRABALHO DE CONCLUSÃO II, como parte dos requisitos necessários para a obtenção do título em Bacharelado com Ênfase em Biologia Molecular, Celular e Funcional dentro do Programa de Graduação em Ciências Biológicas da Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
Lucas Caetano Tieppo da Silveira Professora Orientadora: Drª. Eliane Kaltchuk dos Santos
Co-orientadora: Msc. Gecele Matos Paggi
Porto Alegre, 2006
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“If a war of races should occur between Lord man and the wild beast, I would be tempted to sympathize with the bears” John Muir
À minha mãe, Sandra, pelo exemplo, pelo amor.
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Agradecimentos
Ao meu pai, apesar deste trabalho não ser dedicado a ti, devo-lhe a minha
fascinação pela natureza. Obrigado.
À minha orientadora Eliane Kaltchuk, pela oportunidade de realizar este trabalho
e por compreender as minhas decisões.
À Gecele Paggi, pelas aulas, pelos campos, pelo projeto, pela orientação. Enfim,
pela amizade.
Às “garotas das bromélias”, Clarisse, Camila e Jamilla, por me agüentarem e me
ajudarem, no campo e no laboratório.
À professora Fernanda Bered, pela ajuda com as análises estatísticas. A todos
que sugeriram e criticaram algo no trabalho.
Aos meus amigos, por evitarem que eu parasse numa clínica psiquiátrica durante
esses quatro anos. Em especial aos meus irmãos Breda, Éder e Flávio, e ao glorioso
Internacional.
Por fim, à Pítia, pela sinceridade do teu sorriso, a minha felicidade.
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Índice
Índice _______________________________________________________________ 5 Índice de figuras ______________________________________________________ 6 Índice de tabelas ______________________________________________________ 6 1. Resumo ___________________________________________________________ 7 2. Introdução _________________________________________________________ 8
2.1. Família Bromeliaceae _____________________________________________ 8 2.2. Vriesea friburgensis Mez, 1894 ____________________________________ 10 2.3. Biologia Reprodutiva_____________________________________________ 11 2.4. Parque Estadual de Itapuã _________________________________________ 14 2.5. Objetivos ______________________________________________________ 16
3. Materiais e Métodos ________________________________________________ 17 3.1. Área de Estudo _________________________________________________ 17 3.2. Sistema de Cruzamento ___________________________________________ 17 3.3. Taxa de Germinação _____________________________________________ 18 3.4 Concentração de Açúcar no Néctar __________________________________ 19 3.5. Arquitetura da inflorescência_______________________________________ 19 3.6. Análises estatísticas ______________________________________________ 19
4. Resultados ________________________________________________________ 20 4.1. Sistema de cruzamento ___________________________________________ 20 4.2. Taxas de Germinação ____________________________________________ 21 4.3. Concentração de Açúcar no Néctar __________________________________ 21 4.4. Arquitetura da Inflorescência ______________________________________ 21
5. Discussão _________________________________________________________ 22 6. Perspectivas_______________________________________________________ 25 7. Referências Bibliográficas ___________________________________________ 26 8. Anexo I___________________________________________________________ 28
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Índice de figuras
Figura 1 Distribuição da família Bromeliaceae._______________________________ 9
Figura 2 Destaque da inflorescência de Vriesea friburgensis. ___________________ 10
Figura 3 (A) Mapa do Rio Grande do Sul, destacando a região onde se encontra o PEI. (B) Foto de satélite da área do PEI. _______________________________________ 15
Figura 4 Vista da Pedra da Visão. À esquerda a lagoa Negra, à direita a praia de Fora e a laguna dos Patos.______________________________________________________16
Figura 5 Padrão estiolado das plântulas de A. recurvata crescidas no escuro._______32
Índice de tabelas
Tabela 1 Sistema de cruzamento e biologia da polinização em espécies do gênero Vriesea da região sudeste da Mata Atlântica (Martinelli, 1994). FC = fecundação cruzada; AC = autocompatível, (-) não-analisado.____________________________ 13
Tabela 2 Número de flores analisadas (n), porcentagem de frutos formados e número médio de sementes por fruto por tratamento nas duas populações estudadas._______ 20
Tabela 3 Porcentagens de sementes germinadas após 30 dias, por tratamento.______ 21
Tabela 4 Lista de espécies usadas nos teste de germinação. ____________________ 30
Tabela 5 Lista de espécies utilizadas no teste de armazenamento. _______________ 30
Tabela 6 Resultados do teste de germinação (%), 30 dias do início do experimento. Os traços representam amostras perdidas por contaminação. ______________________ 31 Tabela 7 Esquema dos resultados, por temperatura, para a germinação.____________33
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1. Resumo
As bromélias estão sujeitas a uma forte pressão antrópica no RS, sendo que muitas
das espécies descritas para o estado estão na lista de espécies ameaçadas de extinção da
SEMA. A espécie nativa Vriesea friburgensis é uma planta de porte médio e com
potencial ornamental devido a sua inflorescência colorida. Tendo em vista os pontos
acima mencionados e a inexistência de informações sobre a sua biologia reprodutiva, o
presente trabalho teve como objetivo elucidar aspectos relativos ao modo de reprodução
de V. friburgensis. Foram avaliados os seguintes aspectos: concentração de açúcar no
néctar, sistema de cruzamento preferencial e viabilidade das sementes. O néctar foi
coletado de flores recém abertas e a concentração de açúcar foi estimada com a ajuda de
um refratômetro. Para identificar o sistema de cruzamento preferencial da espécie foram
realizados tratamentos testando: autocompatibilidade (autopolinização manual +
ensacamento), fecundação cruzada obrigatória (emasculação + polinização manual +
ensacamento), autopolinização espontânea (ensacamento) e fecundação cruzada aberta
(emasculação) e controle. O número de sementes por fruto por tratamento foi utilizado
como medida de avaliação. A viabilidade das sementes foi verificada utilizando-se
aproximadamente 500 sementes de cada tratamento. Também foram coletados dados
sobre a arquitetura da inflorescência como o número de ramos, flores e frutos por
ramos. A concentração de açúcar no néctar (x≅25%) está de acordo com o padrão de
flores diurnas polinizadas por aves, em bromélias. Os resultados demonstraram que a
espécie é autocompatível, com 177 sementes por fruto. Entretanto parece existir uma
barreira para a germinação das sementes provenientes de autofecundação, com uma
média de apenas 0.09% de sementes germinadas. A espécie é não-autogâmica, (14
sementes por fruto em média). A produção média de sementes no tratamento controle
foi de 175,85 sementes por fruto, das quais 78% germinaram.
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2. Introdução
2.1. Família Bromeliaceae
A família Bromeliaceae tem aproximadamente 3000 espécies descritas,
distribuídas em 54 gêneros e três subfamílias: Pitcarnioideae, Bromelioideae e
Tillandsioideae (Souza & Lorenzi, 2005). Aproximadamente 45% das espécies da
família são encontradas no Brasil. Segundo Smith & Downs (1974) os centros de
origem e dispersão da família estão localizados na América do Sul, nos Andes e
Antilhas, no Planalto das Guianas e no leste do Brasil. Reitz (1983) cita que 15 gêneros
dos 54 descritos para a família são endêmicos da Mata Atlântica.
A distribuição da família Bromeliaceae é tipicamente Neotropical, já que apenas
uma espécie, Pitcairnia feliciana, encontra-se fora do continente americano (Figura 1),
na costa oeste da África (Costa, 2002). No continente americano a família se distribui
do sul dos Estados Unidos (latitude 37˚ N) até o norte da Patagônia (44˚ S). No estado
do Rio Grande do Sul estão descritas aproximadamente 76 espécies, com representantes
das três subfamílias. Por terem passado por uma extensa radiação adaptativa, as espécies
de Bromeliaceae são encontradas em ambientes extremos e com hábitos muito diversos
(Ranker et al, 1990). Podem ser encontradas espécies terrícolas ou epífitas, em
ambientes xéricos (restingas, campos, caatinga e desertos) ou mesófilos (floresta
amazônica, Mata Atlântica, cadeias montanhosas do noroeste da América do Sul e
América Central), ao nível do mar ou a altitudes de 4000 metros, em locais com muita
ou pouca luminosidade (Costa, 2002; Paggi, 2006).
Uma das características morfológicas mais marcantes em bromélias é à filotaxia,
já que as folhas se inserem em espiral no caule, formando uma roseta basal (cisterna).
As folhas são lanceoladas e apresentam tricomas peltados na superfície, cuja função
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principal é a absorção de água e sais minerais (Benzing, 1990), uma vez que as raízes
são quase sempre reduzidas estruturalmente e funcionalmente. Nem todas as bromélias
apresentam cisternas, mas as que apresentam são utilizadas como fonte de recurso
(abrigo, alimento, fonte de água, sítio de reprodução, etc) para muitas populações
naturais de espécies associadas, grupo conhecido como fitotelmata (Palma-Silva, 2003).
Os caules são rizomas, prostados ou estolões curtos ou longos.
Figura 1 Distribuição da família Bromeliaceae.
Cerca de 90 espécies de bromélias são utilizadas pelo homem com os mais
diversos fins: alimentação, fibras vegetais, forragem, ornamentação, entre outros
(Bennett, 2000). Estes usos, associados à baixa produção de plantas para o comércio e o
conseqüente extrativismo, têm levado a reduções drásticas das populações naturais
(Coffani-Nunes, 2002), resultando na inclusão de muitas espécies da família em listas
de espécies ameaçadas de extinção (IBAMA, 1992; SEMA, 2002).
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2.2. Vriesea friburgensis Mez, 1894
Pertencente a subfamília Tillandsioideae, o gênero Vriesea (Lindl.) tem
aproximadamente 230 espécies. Outros gêneros numerosos da subfamília são Tillandsia
(L.) e Guzmania (Mez).
A espécie V. friburgensis (Figura 2), uma planta de porte médio, pode chegar a
2,3 metros de altura com a inflorescência (Reitz, 1983). Pode ser epífita, rupícola ou
terrícola, e devido à beleza da sua inflorescência apresenta um grande potencial
ornamental. Desenvolve-se em solos arenosos de restinga litorânea, podendo formar
grandes touceiras, com até 12 indivíduos (Reitz, 1983).
Figura 2 Destaque da inflorescência de Vriesea friburgensis.
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Com relação à sistemática, esta é uma espécie com alguns problemas de
separação das variedades paludosa e tucumanensis. A principal diferença entre tais
variedades está relacionada à arquitetura dos ramos laterais da inflorescência, que é
acentuado na variedade tucumanensis, resultando em um aspecto recurvo. Outra
diferença é a coloração da inflorescência, sendo mais colorida na variedade paludosa.
Além disso, as duas variedades diferem quanto à sua distribuição, sendo a variedade
paludosa encontrada na costa do Brasil e a tucumanensis no Planalto Meridional e na
floresta do Alto Uruguai (Reitz, 1983). Em conseqüência dos hábitos distintos, alguns
pesquisadores as consideram como duas espécies (J. Wacheter e J.V. Coffani-Nunes,
comunicação pessoal). Neste trabalho, as variedades foram tratadas como espécies,
sendo utilizada a variedade paludosa (espécie V. friburgensis).
2.3. Biologia Reprodutiva
Apesar de algumas espécies vegetais poderem apresentar um modo de
reprodução (assexual ou sexual) e um sistema de cruzamento (autogamia ou alogamia)
exclusivos, usualmente há um modo de reprodução e um sistema de cruzamento
predominantes, com eventos esporádicos do outro modo/sistema (Bodanese-Zanettini e
Cavalli, 2003). O entendimento destas características em diferentes espécies é essencial
para o desenvolvimento de programas de conservação, uma vez que estas estão
diretamente ligadas à composição genética das populações naturais (Hamrick e Godt,
1996; Wong e Sun, 1999; Bodanese-Zanettini e Cavalli, 2003). Outro caracter de efeito
marcante sobre a estrutura genética das populações é o mecanismo de polinização
(Ritland e Jain, 1981; Ge e Sun, 1999).
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Em bromélias, já foi confirmada a existência de diferentes sistemas de
cruzamentos por Benzing (2000), demonstrando correlações com aspectos da história
natural e ecologia das espécies.
Estratégias como dicogamia (maturação assincrônica dos órgãos sexuais) e
heterostilia (diferença espacial entre os órgãos sexuais) podem promover alogamia em
espécies autocompatíveis e diminuir a obstrução em espécies auto-incompatíveis
(Benzing, 2000). Por exemplo, a protoginia - amadurecimento do gineceu antes do
androceu - ocorre quase que sem exceção em mais de 150 espécies do gênero Tillandsia
estudadas por Gardner (1982). A protandria - amadurecimento do androceu antes do
gineceu - foi observada por Martinelli (1994) em 17 espécies de Vriesea polinizadas por
pássaros e morcegos. Além destas estratégias em relação aos sistemas de cruzamentos, a
fecundação cruzada é reforçada pela auto-incompatibilidade encontrada na família
Bromeliaceae, embora ainda não confirmado para a subfamília Pitcairnioideae
(Benzing, 2000).
A família Bromeliaceae é uma das poucas famílias vegetais onde a polinização
por mamíferos é predominante em relação à entomofília (Sazima e Sazima, 1989;
Martinelli, 1994). Martinelli (1994) estudou a polinização de diferentes bromélias e
encontrou que todas as espécies com antese noturna e polinizada por morcegos tinham
uma maior média de volume de néctar (≅200 µl) e menor concentração de açúcar
(≅14%), quando comparada com espécies polinizadas por beija-flores (≅26 µl e ≅24%,
respectivamente) (Martinelli, 1994; Tabela 1).
No que se refere à viabilidade de sementes, são poucos os estudos existentes
para a família (Paggi, 2006). Na maioria das espécies de bromélias, as sementes perdem
a viabilidade rapidamente quando armazenadas. Outras características relacionadas à
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Tabela 1 Sistema de cruzamento e biologia da polinização em espécies do gênero Vriesea da região sudeste da Mata Atlântica (Martinelli, 1994). FC = fecundação cruzada; AC = autocompatível, (-) não-analisado.
Espécie Antese Principal
Polinizador
Volume médio de
néctar (µl)
Concentração média de
açúcar no néctar (%)
Sistema de
Cruzamento
Vriesea altomacaensis Diurna beija-flores - 25,6 -
Vriesea atra var. Atra Noturna morcegos 209 13,3 FC/AC
Vriesea bituminosa var. bituminosa Noturna morcegos 207 13,4 FC/AC
Vriesea ensiformis var. ensiformis Diurna beija-flores 32,4 21,9 FC/AC
Vriesea flamea Diurna beija-flores - - -
Vriesea haematina Diurna beija-flores 137 21,1 FC/AC
Vriesea heterostachys Diurna beija-flores - 27,4 FC/AC
Vriesea hydrophora Noturna morcegos 90,8 13 FC/AC
Vriesea incurvata Diurna beija-flores 32,58 22,2 FC/AC
Vriesea longicaulis Noturna morcegos - 17 FC/AC
Vriesea longiscapa Noturna morcegos - 15,9 FC/AC
Vriesea neglutinosa Diurna beija-flores 63,3 19,8 FC/AC
Vriesea paraibica Diurna beija-flores 20,2 22 FC/AC
Vriesea psittacina var.psittacina Diurna beija-flores - - FC/AC
Vriesea regina Noturna morcegos 218 12,4 FC/AC
Vriesea sparsiflora var. sparsiflora Diurna beija-flores 19,6 22,7 FC/AC
Vriesea vagans Diurna beija-flores - 25,1 FC/AC
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biologia reprodutiva em bromélias que também são pouco estudadas são: produção
média de flores e frutos, fecundidade das plantas e altura da planta e da inflorescência
(Paggi, 2006).
O termo limitação de pólen define o fenômeno onde há uma menor produção de
sementes devido à baixa quantidade ou qualidade de pólen que está disponível para
reprodução sexuada (Ashman et al, 2004) Entre os fatores que podem afetar a
quantidade do pólen está a presença/ausência e a eficácia dos agentes polinizadores.
O estudo da biologia reprodutiva é muito difícil, uma vez que são inúmeras as
variantes abióticas e bióticas que influenciam a produção de pólen e de sementes. A
qualidade do solo e da água, a pluviosidade, a temperatura, a estrutura espacial das
populações e a interação planta-polinizador são alguns fatores de influência (Paggi,
2006). Mesmo a fertilidade das populações, avaliada pela produção de sementes viáveis,
pode ser afetada. A destruição do habitat e a fragmentação deste pode levar ao
endocruzamento em espécies autocompatíveis, reduzindo a variabilidade genética
intrapopulacional.
2.4. Parque Estadual de Itapuã
Situado no município de Viamão (RS), a 57 km de Porto Alegre, o Parque
Estadual de Itapuã (PEI) foi fundado em 1973 e aberto ao público em 2002. Ocupando
uma área de 5566 hectares, o PEI é considerado uma das últimas amostras dos
ambientes naturais da região metropolitana de Porto Alegre e tem como objetivos
conservar a biodiversidade, incentivar a pesquisa científica e promover a educação
ambiental. Os limites do parque são a Vila de Itapuã e o Hospital de Itapuã ao norte, a
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laguna dos Patos ao sul e leste e o lago Guaíba ao oeste, entre as coordenadas 50° 50’ e
51° 05’ W e 30° 20’ e 30° 27’ S (Figura 3).
O clima local é subtropical úmido, com temperaturas médias de 17,5°C e
precipitação média anual entre 1100 e 1300 mm, sem estação seca. A dinâmica das
águas que limita o parque é bem pronunciada, e respeita a direção do vento, que
usualmente é noroeste, podendo variar para sul e sudoeste.
Figura 3 (A) Mapa do Rio Grande do Sul, destacando a região onde se encontra o PEI. (B) Foto de satélite da área do PEI.
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Figura 4 Vista da Pedra da Visão. À esquerda a lagoa Negra, à direita a praia de Fora e a laguna dos Patos.
Com a diversidade de ambientes encontrados (Figura 4) o PEI abriga uma
amostra representativa da flora e fauna naturais da região metropolitana de Porto
Alegre. Figueiras (Ficus organensis) e butiazais (Butia capita) formam a paisagem
vegetal, enquanto é possível encontrar espécies animais ameaçadas de extinção como o
bugio-ruivo (Allouatta guariba), o jacaré-do-papo-amarelo (Caiman latirostris) e a
lontra (Lutra longicaudis).
2.5. Objetivos
Tendo em vista a escassez de informações sobre a biologia reprodutiva de
Vriesea friburgensis e a necessidade de gerar subsídios para a conservação da espécie,
este trabalho teve como objetivo investigar aspectos relacionados a este tema, tais
como: o sistema de cruzamento preferencial da espécie, a viabilidade das sementes, a
concentração de açúcar no néctar e a arquitetura da inflorescência.
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3. Materiais e Métodos
3.1. Material
Foram utilizados 63 indivíduos de Vriesea friburgensis em duas populações
naturais do Parque Estadual de Itapuã (PEI). Os indivíduos utilizados estavam
localizados nas trilhas do Fenômeno e da Pedra da Visão. Os experimentos foram
realizados á campo, durante os meses de janeiro, fevereiro e março de 2006. Neste
último, os frutos foram coletados e levados ao laboratório para a continuidade dos
testes.
3.2. Sistema de Cruzamento
Para investigar os sistemas de cruzamento foram realizados experimentos de
polinização controlada em 41 plantas, sendo 31 indivíduos da trilha do Fenômeno e 10
indivíduos da trilha da Pedra da Visão. Foram realizados os seguintes experimentos:
1. Controle (C) (n=98): flores não-manipuladas e marcadas.
2. Autocompatibilidade (A) (n=39): flores no início da antese foram
autopolinizadas e ensacadas com sacos plásticos furados (8 x 12 cm),
com o objetivo de verificar a de ocorrência autocompatibilidade.
3. Autopolinização Espontânea (autogamia) (AE) (n=117): flores antes da
antese foram ensacadas com sacos plásticos furados com o objetivo de
verificar a capacidade de autopolinização independente de agentes
polinizadores.
4. Fecundação Cruzada Aberta (FCA) (n=34): flores no início da antese
foram emasculadas, com o objetivo de avaliar a limitação de pólen.
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5. Fecundação Cruzada Obrigatória (FCO) (n=29): flores no início de
antese foram emasculadas e polinizadas manualmente com pólen de
indivíduos de outra população e ensacadas para evitar “contaminação” do
tratamento, com o objetivo de avaliar a taxa de fertilização entre
diferentes indivíduos.
Foram utilizadas 317 flores no total. As respostas aos diferentes tratamentos
foram avaliadas através da produção de frutos, os quais foram coletados em março de
2006. O número médio de sementes por fruto por tratamento foi estimado a partir do
peso de 20 sementes por fruto em relação ao peso do número total de sementes de cada
fruto, através de uma regra de três.
Para identificar o sistema reprodutivo preferencial de V. friburgensis, o índice de
autogamia (IA) foi calculado como a relação da divisão entre as sementes provenientes
da Autopolinização Espontânea e da Autocompatibilidade, de acordo com Ramirez e
Brito (1990). Para espécies autogâmicas e parcialmente autogâmicas o índice de
autogamia varia de 0,30 a 1,00, e para espécies não-autogâmicas o valor de IA deve
estar abaixo de 0,30. Foi também estimado o percentual de sementes formadas a partir
de fecundação cruzada em condições naturais calculando a relação de divisão entre as
sementes oriundas dos tratamentos de Fecundação Cruzada Aberta e do Controle.
3.3. Taxa de Germinação
Aproximadamente 500 sementes de cada um dos tratamentos acima descritos,
exceto o tratamento de Autocompatibilidade, foram colocadas para germinar em placas
de petri (9 cm de diâmetro por 2 cm de altura) com meio de cultura contendo sais do
MS/2 (Murashige e Skoog, 1962), vitaminas do grupo B5 (Gamborg et al., 1968), 1,5%
de sacarose e 0,25% de Phytagel. Cada placa continha aproximadamente 50 sementes, e
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estas foram mantidas em câmara de cultivo com temperatura média de 25°C e
fotoperíodo de 16 horas. Após trinta dias foram avaliadas as taxas de germinação por
tratamento.
3.4 Concentração de Açúcar no Néctar
A concentração média de açúcar no néctar das flores foi medida a partir de 28
flores, de 16 indivíuos. O néctar foi coletado com o uso de uma micropipeta, transferido
para tubos eppendorf de 0,6 ml e armazenado no freezer. A concentração média de
açúcar foi medida com a ajuda de um refratômetro, à temperatura ambiente (24°C). Os
dados coletados em BRIX foram transformados para % de açúcar com uso de uma
tabela de conversão.
3.5. Arquitetura da inflorescência
Foram coletados dados quanto ao número de ramos na inflorescência e número
de flores e frutos por ramo, de 22 plantas. Dezesseis destas plantas oriundas da trilha da
Pedra da Visão e seis da trilha do Fenômeno. Ainda, foi avaliada a influência da posição
dos ramos (base, meio ou ápice) na formação de flores e frutos (Figura 4).
3.6. Análises estatísticas
As análises estatísticas foram realizadas no programa SAS (versão 8, SAS
instituto, Cary, EUA). O número médio de sementes por tratamento foi analisado pelo
teste não paramétrico Kruscal-Wallis e a comparação de médias pelo teste de Dunn. As
concentrações de açúcar no néctar e a arquitetura da inflorescência foram analisadas
pelo teste de ANOVA, seguido do teste de Tukey para identificar diferenças entre
populações.
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4. Resultados
4.1. Sistema de cruzamento
A produção média de frutos nas populações de V. friburgensis estudadas foi de
aproximadamente 58,16% no tratamento Controle (Tabela 2). Embora não tenha sido
realizada análise estatística para os dados de produção de frutos, os valores obtidos em
cada tratamento foram semelhantes ao observado no Controle, com exceção do
tratamento de Autopolinização Espontânea, no qual houve uma reduzida formação de
frutos.
No tratamento Controle, o número médio de sementes foi de 175,85
(DP±162,64) por fruto. Houve diferença estatisticamente significativa entre os
tratamentos (H=82,77; p<0,001). O tratamento de Autopolinização Espontânea
apresentou o menor número médio de sementes por fruto, quando comparado aos
demais tratamentos. Além disso, na Fecundação Cruzada Aberta a produção média de
sementes foi menor que no Controle (95,15 e 175,85, respectivamente), porém não
diferiu da Fecundação Cruzada Obrigatória (124,17). Os tratamentos de
Autocompatibilidade e Controle não diferiram entre si (Tabela 2). O índice de
autogamia foi igual a 0,12, mostrando que a espécie é não-autogâmica.
Tabela 2 Número de flores analisadas (n), porcentagem de frutos formados e número médio de sementes por fruto por tratamento nas duas populações estudadas.
C A AE FCA FCO
n 98 39 117 34 29
% frutos formados 58,16 58,97 6,83 50 55,17
Média de sementes por fruto 175,85a 176,95a 13,68c 95,15b 124,17ab Legenda dos tratamentos nos Materiais e Métodos.
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4.2. Taxas de Germinação
O tratamento Controle apresentou a taxa de germinação mais alta dentre os
tratamentos (78,18%). Os tratamentos de Fecundação Cruzada Obrigatória e Aberta
tiveram taxas de germinação muito semelhantes ao Controle, 75,54% e 68,78%
respectivamente. O tratamento de Autocompatibilidade apresentou uma baixa taxa de
germinação (8,68%), quando comparada com os outros tratamentos (Tabela 3).
Tabela 3 Porcentagens de sementes germinadas após 30 dias, por tratamento.
C A FCA FCO
n 504 461 490 466
% de sementes germinadas 78,18 8,68 68,78 75,54 Legenda dos tratamentos nos Materiais e Métodos.
4.3. Concentração de Açúcar no Néctar
A concentração de açúcar no néctar não diferiu significativamente entre os
indivíduos (F=1,75; P=0,16), sendo a concentração média de 25,61%.
4.4. Arquitetura da Inflorescência
Os indivíduos analisados apresentaram, em média, oito ramos, 57 flores e uma
proporção de frutos formados de 36,9%. A produção de flores e frutos não diferiu
significativamente com relação à sua posição na inflorescência (F=1,95; P=0,15 e
F=2,52; P=0,09, respectivamente). As duas populações estudadas diferiram quanto à
produção de flores e frutos (F=6,72; P=0,01 e F=6,59; P=0,01, respectivamente). Na
trilha do Fenômeno foram produzidos, em média, 43,32 flores e 12,33 frutos por planta,
enquanto que na Pedra da Visão, foram 62,3 e 24,2, respectivamente.
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5. Discussão
Em condições naturais a formação média de frutos foi de 58,97%, resultado
semelhante ao observado em Bromelia antiacantha e V. gigantea (50 e 47,92%
respectivamente) (Canela & Sazima, 2005 e Paggi, 2006). A produção média de frutos
no tratamento de Autocompatibilidade foi igual ao Controle (58,97 e 58,16,
respectivamente), bem como o número médio de sementes por fruto (176,95 e 175,85,
respectivamente, Tabela 2), indicando que V. friburgensis é autocompatível. A
autocompatibilidade é amplamente distribuída dentro da família Bromeliaceae, porém é
necessária a existência de vetores de polinização (Martinelli, 1997; Benzing, 2000;
Paggi, 2006). O índice de autogamia de V. friburgensis (IA=0,12) indica que a espécie é
não-autogâmica. A formação de frutos no tratamento de Autopolinização Espontânea,
mesmo que baixa, pode estar relacionada a uma falha metodológica, pois durante a
antese, pode ter ocorrido o contato entre o estigma e as anteras, quando estas estruturas
tocaram o saco plástico.
A partir dos resultados obtidos no tratamento de Fecundação Cruzada Aberta, foi
estimado que, em condições naturais (Controle), aproximadamente 54% das sementes
de um fruto provêm de fecundação cruzada. Este resultado levanta a discussão em
relação à estratégia do polinizador. Insetos podem passar muito tempo numa mesma
flor, com pouca dispersão entre indivíduos (Wendt et al, 2001). Já entre beija-flores são
duas as estratégias de forrageamento mais observadas. A primeira é do tipo “linha-de-
captura”, onde um indivíduo percorre um grande roteiro se alimentando, e o segundo é
uma estratégia territorialista (Machado e Semir, 2006). Souza (2004) observou que os
principais polinizadores de V. friburgensis são abelhas e beija-flores. Dentre as abelhas,
forma registrados indivíduos das famílias APIDAE (Apis mellifera e Trigona spinipes),
23
ANTHOPHORIDAE (Xylocopa brasilianorum e Ceratina spp.) e HALICTIDAE
(Augochlora spp., Pseudaugochlora sp. e Trectochlora sp.). As espécies de beija-flores
avistados foram da família TROCHILIDAE: Amazilia fibriata e Anthracothorax
nigricollis.
Nos indivíduos das populações estudadas, não foi observada limitação de pólen,
já que a média de produção de frutos por planta e a média de sementes por fruto não
foram estatisticamente diferente entre os tratamentos Fecundação Cruzada Aberta e
Fecundação Cruzada Obrigatória.
A concentração média de açúcar no néctar está de acordo com o padrão de
antese diurna e polinização por beija-flores, descrita por Martinelli (1994) (Tabela 1)
para o gênero Vriesea. A porcentagem de açúcar média encontrada por Souza (2004) foi
semelhante à encontrada neste trabalho, nos períodos noturno, matutino e vespertino
(27,00; 27,47 e 24,48%, respectivamente).
A taxa de germinação média das sementes para V. friburgensis (78,18%) foi
relativamente alta. Paggi (2006) observou uma taxa média de 94% para V. gigantea. As
sementes oriundas do tratamento de Autopolinização Espontânea não foram utilizadas
no teste de germinação, pois os resultados deste tratamento não se mostraram confiáveis
pelos motivos já mencionados. A baixa taxa de germinação das sementes provenientes
do tratamento de Autocompatibilidade pode indicar a existência de depressão
endogâmica nas populações do Parque Estadual de Itapuã, visto que as populações de V.
friburgensis podem ser consideradas pequenas (observação pessoal).
Com relação à arquitetura da inflorescência, neste trabalho verificou-se que em
V. friburgensis, assim como em V. gigantea (Paggi, 2006), a produção de flores não é
influenciada pela arquitetura da inflorescência. Entretanto em V. gigantea existe uma
menor formação de frutos no ápice da inflorescência em relação à base, tal padrão não
24
foi verificado em V. friburgensis. No que se refere às diferenças observadas entre as
populações, deve-se considerar que nas duas populações, os indivíduos selecionados
para a análise da arquitetura da inflorescência não foram os mesmos utilizados nos
testes de sistema de cruzamento. O número de indivíduos disponíveis para esta análise
na população da trilha do Fenômeno (n=6) foi menor do que o da trilha da Pedra da
Visão (n=16). Além disso, um maior número de indivíduos vigorosos haviam sido
primeiramente selecionado para os testes de sistema de cruzamento, o que não ocorreu
na população da trilha da Pedra da Visão, onde em ambos os experimentos os
indivíduos eram igualmente vigorosos.
25
6. Perspectivas
Têm-se como perspectivas realizar observações quanto aos agentes polinizadores
e visitantes florais, de modo a identificar a participação de vertebrados e insetos na
polinização da espécie. Tenciona-se ainda, estudar a viabilidade do pólen e a variação
temporal da quantidade e do teor de açúcar no néctar das flores de Vriesea friburgensis.
26
7. Referências Bibliográficas
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8. Anexo I
29
A seguir serão apresentados dados obtidos durante o ano de 2005 relativos ao
trabalho intitulado “Conservação de Germoplasma em Bromeliaceae: Avaliação das
Condições de Armazenagem”.
Introdução
As bromélias, de um modo em geral, são plantas de grande interesse ornamental
que tem sido alvo de extensa coleta predatória. Cerca de 50% das plantas
comercializadas atualmente são oriundas de extração ilegal. Além disto, a destruição de
seu habitat natural tem contribuído para aumentar o risco de extinção de muitas espécies
desta família (IBAMA,1992; Coffani-Nunes, 2002; SEMA, 2002).
Um aspecto importante a ser avaliado em programas de conservação de espécies
ameaçadas é a possibilidade do estabelecimento de um banco de sementes. A criação de
um banco de germoplasma ex situ é de fundamental interesse, contudo algumas espécies
podem ser recalcitrantes, sendo as sementes inviáveis ou de baixa germinabilidade após
um dado tempo de armazenagem. Desta forma, o presente trabalho visa avaliar o
potencial germinativo e estabelecer protocolos para bancos de semente em espécies de
bromélias nativas do Rio Grande do Sul.
Material e Métodos
TESTE DE GERMINAÇÃO:
Para o teste de germinação foram utilizadas 12 espécies de bromélias,
distribuídas em seis gêneros (Tabela 4). Cada espécie teve 40 sementes colocadas para
germinar sob quatro tratamentos com diferentes fotoperíodos, em placas com meio de
cultura contendo os sais do MS (Murashige e Skoog, 1962), vitaminas do meio B5
(Gamborg et al, 1968), 0,25% de Phytagel e 1,5% de sacarose. A desinfecção das
cápsulas foi realizada mediante lavagem das mesmas em solução de hipoclorito de sódio
a 3% durante 5 minutos e seguida de flambagem por três vezes. A taxa de germinação
foi avaliada após 30 dias. Os testes foram desenvolvidos no Laboratório de Cultura de
Tecidos e Transformação Genética de Plantas do Departamento de Genética da UFRGS.
30
Tabela 4 Lista de espécies usadas nos teste de germinação.
Espécies Aechmae bromelifolia
Aechmae recurvata Bromelia antiacantha
Dickya maritima Neoregelia roseolineata
Tillandsia gardneri Tillandsia geminiflora Vriesea friburgensis
Vriesea híbrida 1 Vriesea híbrida 2 Vriesea híbrida 3
Vriesea reitzii
Tratamentos do Teste de Germinação:
1) Luz contínua: visava criar um ambiente de iluminação intensa. As placas
com as sementes permaneceram 24 horas por dia sob iluminação.
2) Fotoperíodo 16 horas: visava reproduzir um ambiente natural onde as
sementes foram expostas a iluminação durante o período de 16 horas.
3) Pulso de luz: visava reproduzir um ambiente onde as sementes foram
expostas à luz direta apenas durante um período do dia. As placas com as
sementes foram expostas à luz durante uma hora diariamente.
4) Ausência de luz: visava reproduzir um ambiente onde a semente não estaria
exposta à luz em nenhum momento do dia.
TESTE DE ARMAZENAGEM:
Sementes de 12 espécies de Bromeliaceae (Tabela 5) foram armazenadas em
duas diferentes temperaturas: a 24°C e a -10°C. A avaliação do armazenamento a 5°C
(em geladeiras), inicialmente proposta, não pode ser realizada, uma vez que nestas
condições as sementes apresentaram uma alta taxa de contaminação por fungos.
Tabela 5 Lista de espécies utilizadas no teste de armazenamento.
Espécies
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Aechmae bromelifolia Aechmae recurvata
Bromelia antiacantha Dickya maritima
Tillandsia gardneri Tillandsia geminiflora Vriesea friburgensis
Vriesea híbrida 1 Vriesea híbrida 2 Vriesea híbrida 3 Vriesea procera Vriesea reitzii
Após 1, 3 e 5 meses de armazenagem, amostras de 10 sementes de cada espécie
por cada tratamento foram colocadas para germinar em caixas do tipo gerbox, com uma
mistura de cascas de arroz e terra preta. Estas caixas foram mantidas em uma B.O.D.,
com fotoperíodo de 16 horas e temperatura de 24-27°C. Os resultados foram obtidos
após 30 dias de germinação.
Resultados e Discussão
TESTE DE GERMINAÇÃO:
Em sete das 12 espécies testadas foi verificada a ocorrência de germinação,
sendo que entre as espécies que não germinaram estavam três putativos híbridos de
Vriesea, demonstrando assim, que as sementes desses híbridos não eram viáveis.
Sementes de T. gardneri também não germinaram num primeiro momento, embora em
teste posteriores tenham germinado. Tendo em vista que as sementes desta espécie
apresentavam coloração esverdeada após a coleta, pode ser sugerido que tais sementes
não estavam maduras e aptas a germinar. As sementes de A. bromelifolia apresentavam-
se danificadas, e se mostraram inviáveis. Os resultados estão resumidos na Tabela 6.
Tabela 6 Resultados do teste de germinação (%), 30 dias do início do experimento. Os traços representam amostras perdidas por contaminação.
Luz
intensa Escuro Pulso 16 Hs.A. bromelifolia 0 0 0 0
32
A. recurvata 10 50 - 10 B. antiacantha 50 40 50 60 D. maritima 100 0 20 70
N. roseolineata - 10 30 10 T. gardneri 0 0 0 0
T. geminiflora 50 0 30 60 V. friburgensis 10 0 0 0
V. híbrida 1 0 0 0 0 V. híbrida 2 0 0 0 0 V. híbrida 3 0 0 0 0
V. reitzii 90 0 10 100
Excluindo-se as espécies que não germinaram em nenhum tratamento, nas
demais espécies os tratamentos de luz intensa e de fotoperíodo de 16 horas
apresentaram os melhores resultados, 44,29% para ambos. Embora, estes não tenham
diferido significativamente dos resultados apresentados pelos outros dois tratamentos:
pulso de luz (18,57%) e escuro (14,29%).
A única espécie que apresentou melhor resultado de germinação no escuro foi
A. recurvata, com uma taxa de germinação de 50%, enquanto nos tratamentos de luz
intensa e fotoperiodo 16 horas a germinação foi de 10%. Como esperado, as plântulas
de A. recurvata e de N. roseolineata (germinadas no escuro) apresentavam padrão
estiolado (Figura 5).
TESTE DE ARMAZENAMENTO:
A temperatura de 24°C mostrou-se mais adequada para o armazenamento de
sementes das espécies testadas. A média de germinação para todas as espécies no
tratamento de 24°C foi de 23%, enquanto a média do tratamento de -10°C foi de 9%
(F=10,79, P=0,0019). Os resultados obtidos para as espécies testadas estão de acordo
com o esperado para espécies tropicais, comuns dentro da família Bromeliaceae.
33
A espécie A. bromelifolia e os híbridos de 1, 2 e 3 de Vriesea não responderam a
nenhum tratamento de armazenamento, provavelmente pelos mesmos fatores explicados
anteriormente. As sementes de V. procera apresentavam-se em mal estado, assim como
as sementes de A. bromelifolia, o que pode ter causado a sua inviabilidade.
Entre as espécies que germinaram, D. maritima apresentou as mais altas taxas de
germinação, em ambos os tratamentos (Tabela 7). No tratamento de -10°C esta diferiu
significativamente de todas as outras espécies, mostrando certa tolerância ao frio. A
espécie T. geminiflora não germinou quando armazenada em -10°C. Todas as espécies
germinadas, exceto D. maritima, obtiveram resultados melhores quando armazenados
em 24°C.
Espécies 24 °C 10 °CD. maritima 0,9 a 0,9 a
V. friburgensis 0,55 ab 0,25 bT. geminiflora 0,47 ab 0 b
B. antiacantha 0,45 ab 0,2 bA. recurvata 0,4 ab 0,03 b
V. reitzii 0,3 ab 0 bT. gardneri 0,1 ab 0 b
A. bromelifolia 0 b 0 bV. procera 0 b 0 bV. híbrida 1 0 b 0 bV. híbrida 2 0 b 0 bV. híbrida 3 0 b 0 b
Temperatura
Figura 5 Padrão estiolado das plântulas de A. recurvata crescidas no escuro.
Tabela 7 Esquema dos resultados, por temperatura, para a germinação.
-
34
Os resultados obtidos demonstram a dificuldade no estabelecimento de um
banco de germoplasma de bromélias a partir de sementes, além de indicar que
protocolos espécie-específicos precisam ser desenvolvidos com esta finalidade. A
criação de bancos de germoplasma a partir da criação de coleções de genótipos in vitro
pode ser uma alternativa diante de tais limitações.
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