i Deusa Deise Santos de Abreu Germinação e Morfo-Anatomia do desenvolvimento em Melocactus ernestii Vaupel e M. paucispinus Heimen & R.J. Paul (Cactaceae). São Paulo 2008 i ii Deusa Deise Santos de Abreu Germinação e Morfo-Anatomia do desenvolvimento em Melocactus ernestii Vaupel e M. paucispinus Heimen & R.J. Paul (Cactaceae). Dissertação apresentada ao Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo, para a obtenção de Título de Mestre em Ciências, na Área de Botânica. Orientador(a): Gladys Flávia Melo Pinna São Paulo 2008 ii iii Ficha Catalográfica Abreu, Deusa Deise Santos de Germinação e Morfo-Anatomia do desenvolvimento em Melocactus ernestii Vaupel e M. paucispinus Heimen & R.J. Paul (Cactaceae)126p. Dissertação (Mestrado) – Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo. Departamento de Botânica. 1. Melocactus 2. Germinação de Cactaceae 3. Morfologia em Cactaceae 4. Anatomia de Cactaceae. Universidade de São Paulo. Instituto de Biociências. Departamento de Botânica. Comissão Julgadora : ________________________ _______________________ Prof(a). Dr(a). Prof(a). Dr(a). ________________________ _______________________ Prof(a). Dr(a). Prof(a). Dr(a). ______________________ Prof(a). Dr.(a). Orientador(a) iii iv Dedico está dissertação à minha família em especial à meus pais e Léo iv v Agradecimentos Agradeço à bolsa de estudos nível mestrado concedida pelo Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq); à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pelo auxílio à pesquisa (Processo 04/05 344-2); e também a bolsa de intercâmbio ao Canadá concedida pelo Graduate Students’Exchange Program (GSEP). Agradeço também a todas as pessoas se estiveram ou que gostariam de estar ao meu lado neste período que foi tão importante para minha vida! Inicialmente deixo minha gratidão a meus pais e minha família em especial à minha mãe por ter segurado minha mão e me incentivado desde os primeiros passos até este momento. Sem seu incentivo e amor com certeza tudo seria mais difícil. Você é meu exemplo de força e perseverança. Quero deixar um abraço bem apertados para meus irmãos e Cleber. A minha estrela linda... futuro noivinho Léo pelo amor e felicidade que me fizeram e me fazem mais leve todos os dias. Sinto-me feliz e completa por ter você ao meu lado em todos os momentos importantes e também nos domingos de preguiça. Agradeço também a toda sua família principalmente seus pais e avó pela ajuda e amizade. A minha orientadora Flávia, por ter acreditado em minhas habilidades e me concedido a oportunidade de realizar este mestrado. Pessoa que sempre me recebe com alegria e paz, muito obrigada pela liberdade e incentivo que me ofereceu em todas as fases desse projeto. Enfim, não te considero apenas uma orientadora, para mim você é sempre será uma grande amiga. Obrigada por tudo Flávia. Não poderia deixar de agradecer a Dra. Berta Lange de Morretes com quem realizei meu primeiro estagio, e com ela aprendi a reconhecer as primeiras estruturas na anatomia vegetal. Pessoa singular que com persistência e principalmente amor ensinou e semeou esta fascinante área do conhecimento às pessoas por todo o mundo. Ao Antônio Pedro por seu coração enorme e pela oportunidade que me concedeu. Sem Délmar nosso projeto não haveria virado uma dissertação, pessoa amável e prestativa, muito obrigada pela atenção e auxílio na coleta de meu material. Também agradeço a Marlon pela identificação de todo meu material de coleta assim como no auxilio prestado para esclarecimentos de dúvidas sobre nossos queridos Melocactus. v vi Por fim a todos os que fizeram parte desta jornada na hora da pipoca ou na divisão de trabalho durante as disciplinas. Aos colegas de fiz no Laboratório de Anatomia Vegetal, Marininha, Verinha, Marina, Giu, Gui e é claro à incrível grande mãe - Lú. A turminha de cactólogos e afins mais dedicadas que conheço: Emília (nossa pioneira!!), Thaís, Nathalia, Vanessa, Zé, Renata,Cristina e Carla muito obrigada pelos momentos de estudo e descontração Ao Rafael pela sua atenção e auxílio na preparação dos macerados impossíveis destas plantulinhas pequenininhas. Em especial quero agradecer à Adrianinha amiguinha linda muito obrigada por tudo, te adoro. Assim como não poderia esquecer nossa super técnica a Gi Maravilha que sempre está pronta para nos ajudar em todos os momentos seja eles técnicos ou pessoais. Aos amigos mais gêmeos que eu conheço Mari e Macelo muito obrigada pelo incentivo vocês são maravilhosos. Quero deixar meus agradecimentos à japonesa mais bonita do mundo Vivi e também a Paula minha companheira de mesinha, adorei sentar do seu lado, adoro ser sua amiga. Obrigada Tonico pela atenção e carinho, não conheço alguém com o coração maior que o seu. Agradeço aos professores da disciplina BIB 121 o aprendizado foi grande e a experiência importante. Nunca vou me esquecer da boca do morcego comendo o frutinho na incrível aula da Nanuza. Aos amigos da casa da Corifeu em especial à Emília, Karin, Thais e Mathiew, vocês foram mais do que amigos, vocês foram um pouco meus irmãos também. Adorei morar com vocês e torço muito por todos!! As minhas amigas de hoje e sempre Kelly e Paty por todo o incentivo. Paty e dona Walquiria muito obrigada por tudo, por todos estes anos de convivência e pelo carinho. A Michele e toda sua família pelo carinho e pela amizade de tantos anos. Em Saskatoon agradeço primeiramente a Hugo e Dewey por terem me dado apoio incondicional durante o intercâmbio, principalmente ao incentivo e amizade. Também a Beverly, Kriste e Violeta pessoas gentis e amáveis muito obrigada por tudo. À Michele e Marlyn pelo auxilio com as fotomicrografia e microscopia de transmissão das minhas amostras. Acho que no final deu certo mesmo com os micos diários, crises de choro e tudo mais... Quanto tempo se passou tantas pessoas que nunca irei esquecer, que maravilhooosooo!!! Muito obrigada a todos do fundo de minha alma. vi Índice RESUMO ..................................................................................................... x ABSTRACT .................................................................................................. xi Capítulo 1- Introdução Geral ...................................................................... 1 Classificação ............................................................................................... 4 Principais Adaptações ................................................................................. 5 Estrutura Reprodutiva ................................................................................ 6 Estrutura Vegetativa ................................................................................... 8 REFERÊNCIAS ............................................................................................ 14 Capítulo 2- Germinação de sementes de Melocactus ernestii Vaupel e M. paucispinus Heimen & R.J. Paul (Cactaceae) sob diferentes potenciais hídricos. ................................................ 19 RESUMO ................................................................................................... 20 INTRODUÇÃO ........................................................................................... 21 MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................. 24 RESULTADOS ............................................................................................ 27 DISCUSSÃO ............................................................................................... 40 REFERÊNCIAS ............................................................................................ 44 Capítulo 3- Morfologia do desenvolvimento de Melocactus ernestii Vaupel e M. paucispinus Heimen & R.J. Paul (Cactaceae). ................................ 47 RESUMO ................................................................................................... 48 INTRODUÇÃO ........................................................................................... 49 MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................. 50 RESULTADOS ............................................................................................ 52 DISCUSSÃO ............................................................................................... 56 REFERÊNCIAS ............................................................................................ 63 Capítulo 4- Anatomia do desenvolvimento de Melocactus ernestii Vaupel e M. paucispinus Heimen & R.J. Paul (Cactaceae). ................................... 77 RESUMO ................................................................................................... 78 INTRODUÇÃO ........................................................................................... 79 MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................. 83 RESULTADOS ............................................................................................ 85 DISCUSSÃO ............................................................................................... 91 REFERÊNCIAS .......................................................................................... 100 Capítulo 5- Discussão Geral ................................................................... 121 viii RESUMO Cactaceae contém entre 1500-1800 espécies que apresentam adaptações morfológicas e fisiológicas para habitarem ambientes áridos. Seus representantes possuem grande variedade de tamanhos e formas que constituem diferentes tipos de hábitos. Devido tamanha diversidade foram escolhidas espécies desta família como objeto de estudo para esta dissertação. A proposta central deste trabalho foi o estudo do desenvolvimento de Melocactus ernestii e paucispinus, segundo análises morfo-anatômicas. Para sua execução, coletaram-se frutos dos indivíduos em campo para posterior germinação de suas sementes. Esse experimento, além de gerar os indivíduos em diferentes estádios de desenvolvimento para as análises morfológicas e anatômicas possibilitou a realização de testar a influência da disponibilidade de água no padrão de germinação. Como resultados, podemos citar que a falta de água, além de retardar o início da germinação, diminui sensivelmente o número de sementes germinadas e o período de germinação. Ao analisar o desenvolvimento morfológico das duas espécies, foram observadas diferenças nas esculturas dos tegumentos das sementes, como também na quantidade de espinhos produzidos pelas aréolas fatos importantes para a delimitação das espécies no grupo. Já com as análises anatômicas foi possível observar modificações do sistema de revestimento como formação das papilas em plântulas e a presença de cotilédones suculentos. Observou-se no meristema apical caulinar a formação dos primórdios foliares e a gema axilar denominada aréola que por sua vez produzirá espinhos e tricomas. No sistema vascular diferentes padrões de espessamentos para as traqueídes (WBT) foram observados. O sistema radicular apresentou um desenvolvimento, em geral, duas vezes mais rápido que o caule, característica fundamental para garantir o estabelecimento da plântula em ambientes xéricos. ix ABSTRACT The Cactaceae has over 1500 to 1800 species with morphological and physiological adaptations to live in dry environments. The species in Cactaceae have a great variety of shapes and sizes, generating different habit types. In base of such diversity this family has been chosen as the object of this study. The main purpose of this work was to analyze the development of Melocactus ernestii and M. paucispinus using both anatomy and morphology. Field collections of fruits were carried and seeds germinated to the studies of development. Under this experiment, besides from obtaining different growth stages to developmental analysis, it was possible to test the water influence on seed germination. As the first result, it has been seen that the lack of water would both delay seed germination and reduce the number of seeds sprouting. Developmental results shown two main morphological differences: both species differ in seed sculptures and in the number of spines produced in the areolas, facts of extreme relevance to delimit species within the genus. In addition, the anatomical analysis shown that both plants have papillae in their epidermis and seedlings have succulent cotyledons. The shoot apical meristem give rise to the leaf primordia and axillary buds called areolas, which produces spines and trichomes. Furthermore, different patterns of wall thickening were observed in the tracheids of the vascular system. The development of the root system in general was twice faster than that the stem. Probably, this is one of the key factors that ease seedling survival in such hostile environments. x
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