Orientador: George John Shepherd

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia

Resumo: Neste trabalho foram estudados alguns aspectos acerca da biologia reprodutiva de 11 espécies de Melastomataceae de cerrado, ocorrentes em duas áreas no município de Itirapina, SP: Leandra lacunosa Cogn., Miconia albicans (Sw.) Triana, M. fallax DC., M. langsdorffii Cogn., M. ligustroides...

Resumo: Neste trabalho foram estudados alguns aspectos acerca da biologia reprodutiva de 11 espécies de Melastomataceae de cerrado, ocorrentes em duas áreas no município de Itirapina, SP: Leandra lacunosa Cogn., Miconia albicans (Sw.) Triana, M. fallax DC., M. langsdorffii Cogn., M. ligustroides (DC.) Naud., M. minutiflora (Bonpl.) DC., M. pepericarpa Mart. ex DC., M. pohliana Cogn., M. rubiginosa (Bonpl.) DC., M. stenostachya Schr. & Mart. ex DC. e Tibouchina stenocarpa (Schr. & Mart. ex DC.) Cogn. Os estudos se basearam no acompanhamento da fenologia de floração e frutificação, na análise da fertilidade de pólen - através de coloração com Carmim-Acético - e nos resultados de polinizações controladas. Também foram efetuados, para algumas espécies, estudos citológicos e análise do crescimento do tubo polínico. Das onze espécies, sete apresentaram produção de frutos agamospérmicos: L lacunosa, M. albicans, M. fallax, M. ligustroides, M. pohliana, M. rubiginosa e M. stenostachya. Os frutos de todas estas espécies, exceto M. pohliana, que não foi testada, continham sementes viáveis. Entre as quatro espécies que não apresentaram agamospermia, M. langsdorffii e M. pepericarpa se mostraram xenógamas obrigatórias. Nestes casos, o crescimento do tubo polínico cessou no terço superior de estilete, que provavelmente apresenta um sistema gametofítico de auto-incompatibilidade. Miconia minutiflora não apresentou reação de auto-incompatibilidade, da mesma forma que T. stenocarpa. No entanto, M. minutiflora apresentou auto-polinização espontânea, o que não ocorreu com T. stenocarpa. Quanto à fertilidade de pólen, duas das espécies sexuadas, T. stenocarpa e M. pepericarpa apresentaram em média mais que 80% de grãos viáveis. As outras duas, M. langsdorffii e M. minutiflora, apresentaram médias próximas a 60%. Todas as espécies agamospérmicas apresentaram médias inferiores a 40% de grãos viáveis, sendo que M. albicans apresentou pólen completamente estéril. No entanto, as médias obtidas para M. langsdorffii e M. minutiflora não diferiram estatisticamente das obtidas para M. fallax, L lacunosa e M. rubiginosa, ou seja, nem sempre pode ser feita uma inferência sobre a presença de agamospermia a partir apenas da análise de fertilidade de pólen. A enorme variação encontrada para estas espécies, tanto entre indivíduos como entre botões dentro de um único indivíduo, como ocorreu principalmente com M. langsdorffii, sugere que existam diferentes níveis de esterilidade dentro de uma população, e que em muitos casos esta esterilidade possa ser devida a algum fator ambiental. As coletas de material para análise de fertilidade de pólen devem, portanto, se basear em um número de indivíduos suficiente para abranger toda esta variação. Apesar das dificuldades encontradas durante a análise da meiose, os estudos citológicos efetuados para M. fallax e M. stenostachya demonstraram que ambas apresentam irregularidades meióticas. Para estas espécies, e talvez para as demais espécies agamospérmicas, a baixa fertilidade de pólen possa também ser de caráter genético. Os dados acerca da fenologia destas espécies não nos permitem distinguir padrões claros de escalonamento ou agrupamento na floração ou frutificação. Foi encontrada ainda grande variação quanto às estratégias de floração, desde a floração maciça (¿multiple bang") de M. albicans, M. ligustroides, M. minutiflora, M. rubiginosa e M. stenostachya, até florações mais estendidas ("cornucópia") de L lacunosa, M. fallax, M. langsdorffii, M. pepericarpa e T. stenocarpa. As sete espécies agamospérmicas encontradas neste trabalho pertencem à tribo Miconieae, assim como cerca de 85% de todas Melastomataceae agamospérmicas encontradas na literatura. Estas espécies se distribuem por diversas formações tropicais, o que nos faz crer que a presença de agamospermia depende mais do componente filogenético (e consequentemente taxonômico) do que o ambientar ou hábito. A apomixia parece ser pouco comum em outros taxa de cerrado que não pertençam a determinados grupos, como Melastomataceae e Poaceae

Abstract: This study was set up to investigate some aspects of the reproductive biology of 11 species of Melastomataceae growing in cerrado vegetation, in Itirapina, SP, Brazil. These were: Leandra lacunosa Cogn., Miconia albicans (Sw.) Triana, M. fallax DC., M. langsdorffii Cogn., M. ligustroides...

Abstract: This study was set up to investigate some aspects of the reproductive biology of 11 species of Melastomataceae growing in cerrado vegetation, in Itirapina, SP, Brazil. These were: Leandra lacunosa Cogn., Miconia albicans (Sw.) Triana, M. fallax DC., M. langsdorffii Cogn., M. ligustroides (DC.) Naud., M. minutiflora (Bonpl.) DC., M. pepericarpa Mart. ex DC., M. pohliana Cogn., M. rubiginosa (Bonpl.) DC., M. stenostachya Schr. & Mart. ex DC. e Tibouchina stenocarpa (Schr. & Mart. ex DC.) Cogn. Each species was studied using standard pollination techniques and pollen-grain staining procedures. Flower and fruit phenology were followed for about 2 years. For some species pollen tube growth was observed, and an attempt was made to analyze meiosis and other cytological aspects in two species. Seven species produced apomictic fruits: L. lacunosa, M. albicans, M. fallax, M. ligustroides, M. pohliana, M. rubiginosa e M. stenostachya. Ali of thern produced viable seeds, except for M. pohliana, which was not tested. Within the four non-apomicitic species, M. langsdorffii and M. pepericarpa appear to be obligatory xenogamous. In these cases, pollen tube growth halted in the upper part of the style in self-pollinations, suggesting a gametophytic incompatibility system. Miconia minutiflora appear to be self-compatible, as is T. stenocarpa. Nevertheless, the former presented automatic self-pollination mechanisms, while the latter did not. Two of the sexual species, T. stenocarpa and M. pepericarpa, presented pollen-grain fertility means up to 80%. The other two, M. langsdorffii and M. minutiflora, revealed means close to 60%. All the agamospermous species showed means of under 40% fertile grains, while M. albicans presented completely sterile pollen. In spite of that, the means obtained for M. langsdorffii and M. minutiflora did not differ statistically from those obtained for some agamospermous species like L. lacunosa, M. fallax and M. rubiginosa. This rneans that it is not always possible to deduce the existence of agamospermy from pollen fertility evidence, although a high degree of sterility is almost always accompanied by agamospermy. Besides, for some species an enormous variation between individuals in the population, and between flowers in the same individual was found. It suggests that different levels of sterility may coexist inside a population, and sometimes this sterility may be due to some environmental factor, i.e., in M. langsdorffii. Thus. any pollen fertility analysis must be based on thorough sampling, which includes several individuals and different flowers in the same individual. In spite of the difficulties found during meiosis observations for M. fallax and M. stenostachya. the cytological studies showed that both species regularly produce meiotic imperfections. For these species, and perhaps for other apomicts, the low pollen fertility may be a result of these meiotic problems. The phenological data seem not to show any clear pattern of clustering or displacement, in both flower and fruit production. The flowering strategies varied from "multiple bang" in M. albicans, M. ligustroides, M. minutiflora, M. rubiginosa and M. stenostachya to "cornucopia" in L. lacunosa, M. fallax, M. langsdorffii, M. pepericarpa and T. stenocarpa. The seven apomictic species are members of the tribe Miconieae, as are almost 85°_ of the reported agamospermous Melastomataceae. These species are scattered throughout a great diversity of tropical habitats, which lead us to believe that the occurrence of apomixis in this group is due to phylogenetic (and therefor taxonomic) constraint, rather than environmental or habit factors. It seems that apomixis is a rare phenomenon in the cerrado flora, in species which do not belong to Melastomataceae and Poaceae