Aspectos genéticos e ecológicos da biologia reprodutiva de Vriesea gigantea (Bromeliaceae) - Paggi, Gecele Matos (2009)
Fatores como a biologia reprodutiva, sistema de cruzamento, fluxo gênico, distribuição espacial das plantas e dispersão de sementes tem um profundo efeito na composição e estrutura genética de populações naturais. Os sistemas de cruzamento de plantas e a fertilidade estão diretamente relacionados com questões evolutivas e de biologia da conservação. Vriesea gigantea é uma espécie endêmica da Mata Atlântica, autocompatível e que apresenta limitação de pólen em populações do sul do Brasil. Estas mesmas populações também apresentaram alta fertilidade, considerando parâmetros de produção de flores, frutos e sementes e características do pólen. As populações naturais de V. gigantea vêm sendo reduzidas em função da ação antropogênica, tanto pela destruição do habitat quanto pela coleta predatória. Recentes estudos moleculares revelaram que as populações de V. gigantea são geneticamente estruturadas, apresentam baixo fluxo gênico e alto coeficiente de endocruzamento. Estudos visando um melhor entendimento da evolução do sistema de cruzamento e conservação de espécies de bromélias não foram realizados até o momento. Neste contexto, a presente tese, está organizada em forma de três artigos. No Capítulo II a biologia reprodutiva e o sistema de cruzamento de V. gigantea foram caracterizados, através de experimentos de polinização manual e da análise de marcadores moleculares do tipo microssatélites, com o objetivo de compreender a manutenção da variação natural nos sistemas de cruzamento em espécies de plantas. Os resultados obtidos nos experimentos de polinização manual mostraram que V. gigantea é uma espécie não-autogâmica e dependente de polinizadores para frutificação. Nas populações analisadas, os polinizadores observados foram beija-flores e abelhas. A taxa de fecundação cruzada (tm = 0,388) e endocruzamento biparental (tm-ts = 0,144) estão de acordo com o alto coeficiente de endocruzamento estimado (F = 0,312), o qual provavelmente é conseqüência das altas taxas autofecundação devido ao comportamento dos polinizadores. A estrutura do "pool" genético de pólen foi alta ( st = 0,671), correspondendo a um número efetivo de doadores de pólen de 0,75 indivíduos. A taxa de fecundação cruzada mostrou uma tendência geográfica, decrescendo do Norte para o Sul, contrastando com a estrutura do pólen, que aumenta do Norte para o Sul. Vriesea gigantea possui um sistema misto de cruzamento e é um modelo interessante para compreensão da evolução de sistemas de cruzamento em escala latitudinal. Os padrões analisados foram formados pelo comportamento do polinizador e provavelmente podem sofrer influência da fragmentação do habitat, causando a diminuição do fluxo gênico e aumento do endocruzamento. No estudo descrito no Capítulo III o principal objetivo foi investigar se os padrões de sistema de cruzamento e fertilidade observados em V. gigantea ocorrem devido às condições ambientais ou à adaptação da espécie a autofecundação. As análises genéticas do sistema de cruzamento, utilizando marcadores moleculares do tipo microssatélites, mostraram que as taxas de fecundação cruzada (tm) foram moderadas e a estrutura do "pool" genético de pólen ( FT) foi alta, variando entre populações e anos. A fertilidade de três populações naturais foi avaliada considerando a produção de flores, frutos e sementes, e a viabilidade das sementes. Nas três populações foi observada grande produção de flores, frutos e sementes, e uma alta viabilidade de sementes, com diferenças na taxa de frutificação entre as populações. Esses resultados sugerem que os padrões de sistemas de cruzamento e fertilidade observados nas populações de V. gigantea se devem a adaptação da espécie para a autofecundação e efeitos de borda, embora outras explicações adaptativas não possam ser descartadas. Considerando a variação espacialtemporal em sistemas de cruzamento e fertilidade, programas de conservação de V. gigantea devem incluir populações das bordas da distribuição da espécie. No Capítulo IV, para determinar o papel da dispersão e o recrutamento de sementes no fluxo gênico, colonização, e padrão de distribuição, a demografia e a dispersão de sementes de populações de V. gigantea foram analisados. Os resultados de demografia demonstraram que o recrutamento de plântulas é grande, 72,4% dessas desenvolvem-se em adultos. Entretanto a classe "juvenil" passa por um considerável decréscimo em sua porcentagem. Sementes de V. gigantea são dispersas em pequenas distâncias, logo, a maioria das sementes permanece na vizinhança da planta mãe. Esse padrão coincide com a distribuição agregada das plântulas de diferentes espécies de bromélias, as quais também permanecem em torno da planta mãe. Em suma, os resultados descritos nos capítulos que compreendem esta tese correspondem a mais um degrau de conhecimento para que haja uma compreensão efetiva dos processos biológicos, ecológicos e evolutivos envolvidos principalmente no sistema de cruzamento em plantas, utilizando V.