Sistema reprodutivo e polinização de Senna multijuga (Fabaceae) em Mata Atlântica Montana / Breeding system and pollination of Senna multijuga (Fabaceae) in a montane Atlantic Forest

2010·5.2 MB·Portuguese

by  Marina Wolowski

Rodríguésia 61(2}: 167-179.2010
httpV/rodriguesia.jbij.gov.br
Sistema reprodutivo e polinização de Senna multijuga
(Fabaceae) em Mata Atlântica Montana1
Breedingsystemandpollinationof Sennamultijuga (Fabaceae)
inamontaneAtlantícForest
Marina Wolowski2 &LeandroFreitas3
Resumo
Oconhecimentodabiologiareprodutivaepolinizaçãodeárvoresneotropicaisvêmaumentandonasúltimas
décadas.Noentanto,aindaéincipienteparaaMataAtlânticaemuitasquestõespersistem,porexemplo,sobre
a prevalência de autoincompatibilidade. A biologia floral, o sistema reprodutivo e os visitantes florais de
Sennamultijugaforamestudados,comoobjetivodeverificaraocorrênciadeautoincompatibilidadeedeterminar
seuspolinizadores.Aespécieapresentacaracterísticasfloraistípicasdogênero,comofloresassimétricas,enantiostilia,
heteranteria e deiscência poricida. A antese é diurna e a viabilidade do pólen não diferiu entre os morfos de
anteras.OspolinizadoresforamabelhasdosgênerosBombus,Epicharis, CentriseXylocopaeabelhasmenores
atuaramcomopilhadoresdepólen.AreproduçãosexualemS.multijugadependedatransferênciadepólenpelos
polinizadores,poisnãoforam formadosfrutosporapomixiaouautopolinização.Esteúltimoresultadopodeser
devidoàdepressãoporendogamiaouaummecanismodeautoincompatibilidadedeaçãotardia,umavezque
houveabortouniformedepistilosepenetraçãodetubospolínicosnosóvulosapósautopolinização.Diferençana
fecundidadeapóspolinizaçãomanual eemcondiçõesnaturais indicaque a limitação polinicaafeta o sucesso
reprodutivofeminino,assimcomoadisponibilidadederecursos.
Palavras-chave: autoincompatibilidadedeaçãotardia,depressãoporendogamia,flordepólen,polinização.
Abstract
KnowledgeofreproduetivebiologyandpollinationofNeotropicaltreespecieshasbeenincreasinginrccent
decades.However,thisisstillincipientintheAtlanticForest,andmanyquestíonsremain,forinstance,about
the prevalenceofself-incompatibility. We studiedthe floral biology, breedingsystemand floral visitorsof
Sennamultijugainordertoverifytheoccurrenceofself-incompatibilityanddetermineitspollinators.Thisspecies
bearsthetypicalfloraltraitsofthegenus,suchasasymmetry,enantiostily,heterantheryandporicidanthers.
Anthesisisdiumalandpollenviabilitydidnotdifferamongthemorphsofanthers.Pollinatorswerebeesofthe
generaBombus,Epicharis,CentrisandXylocopaandsmallerbeesactedaspollenthieves.Sexualreproduction
ofSennamultijugadependsonthetransferofpollenbypollinators,asnofruitwasforrnedbyeitherapomixis
orself-pollination.Thelatterresultmaybeduetoinbreedingdepressionorbyamechanismoflate-actingself-
incompatibility, as we observed after self-pollination both penctration ofpollen tubes in the ovules and
uniform abortion ofpistils. Differences on fertility after manual crossings and under natural conditions
indicatethatfemalefítnessisaffectcdbypollenlimitation,aswellasbytheavailabilityofresources.
Keywords: inbreedingdepression, late-actingself-incompatibility,pollenflower,pollination.
Introdução
espéciesnaAméricaCentraledoSul(Bawa 1974;
Oconhecimentoacercadabiologiareprodutiva Zapata&Arroyo 1978;Bawaetal. 1985a,b)epelo
edapolinizaçãodeespéciesarbóreasneotropicais acúmulodeinformaçõesdediversosestudospontuais
vêmaumentandoaolongodasúltimastrêsdécadas, (e.g.Gibbs&Sassaki 1998;Gribeletal. 1999;Dick
a partir dos estudos pioneiros para conjunto de 2001;Freitas&Oliveira2002;Carvalho&Oliveira
'PartedadissertaçãodeMestradodaprimeiraautora.
‘ProgramadePós-GraduaçãoemBotânica,EscolaNacionaldeBotânicaTropical,R.PachecoLeão2040,22460-030,RiodeJaneiro,RJ,Brasil,[email protected]
InstitutodePesquisasJardimBotânicodoRiodeJaneiro,R.PachecoLeão915,22460-030,RiodeJaneiro,RJ,Brasil,[email protected]
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2003;Quesadaetal. 2004). Paraespéciesarbóreas depressão por endogamia e não a mecanismos de
de Mata Atlântica, os dados ainda são incipientes, autoincompatibilidade(Gibbs&Sassaki1998;Hufford
emboraaquantidadedeestudossejacrescente (e.g. &Hamrick2003).
Sazimaetal. 1985;Goldenberg &Varassin2001 No gênero Senna há registros de
&
Borgesetal.2008;Pires Freitas2008). autocompatibiüdadeeautoincompatibilidadedeação
Asquestõesquemotivaramosprimeirosestudos tardia(Silvaetal. 2002;Carvalho&Oliveira2003;
reprodutivosnasflorestastropicaissurgiramemtomo Laporta2005).EspecificamenteparaSennamultijuga
daaltariquezadeespéciesdeárvoresesuasbaixas (Rich.) Irwin & Bameby não foi realizado estudo
densidades populacionais, da capacidade dos sobre sistema reprodutivo, porém em populações
polinizadoressemovimentarementreasplantasedos em áreas de pastagem e vegetação secundária, na
níveisdeautopolinizaçãoepolinizaçãocruzadanas bordadoParqueEstadualdoRioDoce,MinasGerais,
espécies(Fedorov 1966;Ashton 1969;Janzen 1971). foram observadas taxas de cruzamentos variáveis
Nessesestudospioneiros,aautoincompatibilidade através de marcadores moleculares, o que sugere
foiregistradaparaamaioria(ca. 80%)dasespécies ausência de autoincompatibilidade para a espécie
hermafroditasestudadas (Bawa 1974;Bawaetal. (Ribeiro&Lovato2004).
1985a).Algunsautoressugeremqueaprevalênciada Floresassimétricas,enantiostilia,heteranteriae
autoincompatibilidade,queimplicananecessidade deiscência poricida são características comuns às
defecundaçãocruzada,provavelmenteestárelacionada espécies da subtribo Cassiinac (Fabaceae)
& A
àpressõesseletivasparaamanutençãodavariabilidade (Gottsberger Silberbauer-Gottsberger 1988).
genética(Bawa1974;Zapata&Arroyo 1978;Seavey enantiostilia evoluiu independentemente em pelo
& Bawa 1986). Contudo, a autocompatibilidade menosdezfamíliasdeangiospermasenormalmente
ocorrenteemespéciesarbóreas(Sazimaetal. 1985; está associada a outras características incluindo a
Goldenberg&Varassin2001 Pires&Freitas2008) heteranteria,acoletadepólenporvibraçãorealizada
;
podetambémservantajosacomoformadeaumentar porabelhas,ausênciadenectárioseaassimetriafloral
achancede sucessoreprodutivoemespéciescujas (Barrettetal. 2000; Jesson etal. 2003). Apresença
populações têm baixa densidade ou em ambientes dessescaracteresemgruposnão-relacionadossugere
comescassezdepolinizadores. a convergência evolutiva para a qual a posição do
Em Fabaceae, há uma tendência para maior polinizador durante a visita é importante para a
frequênciade sistemas de autoincompatibilidade em dispersão do pólen e, consequentemente, para o
grupos de arbóreas que em grupos de herbáceas, e sucessoreprodutivomasculino(Barrettetal. 2000).
para sistemas de autoincompatibilidade gametofítica Adeiscênciaporicidaécomumemespéciesemque
(Arroyo1981).Maisrecentementetemsidoregistrada opólenéoúnicorecursofloraleacoletadepólené
autoincompatibilidadedeaçãotardia(LSI)emvárias ativa, realizada por fêmeas de abelhas capazes de
alle.g1u9m9i9n;oLseawsitsr&opiGciabibss(S1e99a9v;eCya&rvBalahwoa&1O9l8i6v;eiGriab2b0s03e;t p&roSmiolvbeerrbaviuberra-çGõoetstsnbaesrgpeerça1s98f8l)or.aiCso(nGtoutdtos,benrgeemr
BLoSrIgeems qetueal.nã2o00s8e)i.deCnotnitfuidcoa,mbnaorsresiruapsosptroé-szicgaóstoiscadse, ctoodmasoapsoleisnpiézcaideosrqeuseevaisrietlaamçãfolodreestdaemapnólheoneanttrueamo
não é fácil distinguir sua ocorrência dos efeitos de visitante e o gineceu e os estames longos é uma
característica importante para a polinização das
depressãoporendogamia,istoé,aexpressãodealelos espécies do gênero (Gottsberger & Silberbauer-
recessivosdeletériosqueimpedemodesenvolvimento &
embrionário(Seavey&Bawa 1986;Sageetal. 1994; Gottsberger1988;Pinheiro Sazima2007).
Husband & Schemske 1996). Por exemplo, em Nesteestudosãodescritosaspectosdabiologia
floraledosistemareprodutivoeregistradaacomposição
Epilobium obcordatum A.Gray (Onagraceae) foi
devisitantesfloraisdeSennamultijugaemumaárea
proposta a ocorrência de LSI pós-zigótica, dada a
de Mata Atlântica, com o objetivo de verificar a
esterilidadedealgumasplantaseabortodeembriões
emestágioinicialdedesenvolvimento(Seavey&Bawa existênciade mecanismode autoincompatibilidadee
determinarospolinizadoresdaespécie.
1986).Posterionnente,foidemonstradoqueavariação
entre a produção de sementes de autopolinização e
Material e Métodos
polinização cruzada nessa espécie era decorrente de
depressãoporendogamia(Seavey&Cárter1994).Em O estudo foi desenvolvido nos anos 2007 e
algumasespéciesdeFabaceae,aformaçãodeprogénie 2008emáreadeflorestaombrófiladensamontana
m
predominante alógama também foi associada à (sensu Velosoetal. 1991),entre500e 1000 de
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altitude, no Parque Nacional do Itatiaia (PN1) bolso. A viabilidade polínica foi estimada em 200
(22°27’S;44°36’\V).Oclimanessafaixaaltitudinalé grãosdepólenporanteraemtrêsanterasdetamanho
do tipo Cwa e Cfb (classificação de Kõeppen) e distintos,coradoscomcarmimacético,comauxílio
apresentaduasestaçõesbemmarcadas:umperíodo de microscópio óptico (Dafni 1992). O teste Qui-
quente coincidindo com abundantes chuvas e um quadrado (A2 foi utilizado para analisar possíveis
)
período frio associado à baixa pluviosidade diferenças na viabilidade entre os grãos de pólen
(Segadas-Vianna & Dau 1965). Observações e provenientes desta anteras. O número de grãos de
experimentoscomplementaresforamrealizadosna pólen foi estimado em três anteras por tamanho,
Área de Proteção Ambiental da Serrinha do utilizando a câmara de Neubauer, com auxílio de
Alambari (APASA) (22°23’S; 44°32’W) que é microscópio óptico. A razão pólen/óvulo foi
contígua ao PNI e localiza-se na sua zona de determinadadeacordocomCruden(1977).Outros
amortecimento. Na área de estudo na APASA, a aspectos da biologia floral como coloração, odor,
variação altitudinal é semelhante à do PNI e a horáriodaanteseeduraçãodaflorforamregistrados
vegetação se encontra em diferentes estágios de emobservaçõesdiretasnocampo(Dafni 1992).
sucessão ecológica. O sistema reprodutivo foi determinado
Senna multijuga (Rich.) Irwin & Bameby é através de testes de polinização controlados em
umaespécie de hábito arbóreo, com 10a 15 m de flores de inflorescências isoladas em sacos de
altura,queapresentadistribuiçãoamplanaAmérica “voile” aindaembotõesflorais. Foramutilizados
CentraledoSul,mascomvariedadesdedistribuição trêsindivíduosempicodefloraçãoemfevereiroe
geográficamaisrestrita(Irwin&Bameby 1982).Na março no PNI e dois indivíduos na APASA em
área de estudo ocorre S. multijuga subsp. abril de2008. O acesso às floresfoi feitoapartir
imdleyana(Gardner)H.S.Irwin&Bameby(Morim deescadaemontagemdeandaimesdeconstrução
&Barroso2007),aqualsedistribuidosuldaBahia civil (c/. Pires & Freitas 2008). As flores foram
ao nordeste de Santa Catarina, nas cristas e submetidasaosseguintestratamentos:i.apomixia
declivesdaMataAtlântica(Irwin&Bameby 1982). - flores em pré-antese foram emasculadas e
Senna multijuga é comum entre 50 e 950 m de mantidas ensacadas na inflorescência; ii.
altitude, em clareiras, bordas de floresta, matas autopolinizaçãoespontânea-floresempré-antese
ciliares e emáreas perturbadase em regeneração, não manipuladas foram mantidas ensacadas na
assim como pode ser preservada em pastagens e inflorescência;iii.autopolinizaçãomanual-flores
plantaçõesparasombrio(Irwin & Bameby 1982). em antese em que o conteúdo de pólen de uma
Também é indicada para restauração de áreas anteradaprópriaflor(autogamia)oudeoutraflor
degradadas, como espécie secundária inicial domesmo indivíduo(geitonogamia)foidepositado
(Moraes etai. 2006),eécultivadae utilizadapara noestigma;iv.polinizaçãocruzadamanual-floresem
arborização urbana em alguns estados brasileiros anteseemqueoconteúdodepólendeumaanterade
(Irwin&Bameby 1982;Rodriguesetal. 2005).No outroindivíduofoidepositadonoestigma.Onúmero
PNI. asubespécieé frequente nafaixaentre600e de flores por tratamento consta na tabela 1. Os
900mdealtitude,emlocaispróximosaorioCampo tratamentos foram distribuídos entre os indivíduos
Belo, no interiordamatae emáreasde vegetação analisados.Aautopolinizaçãomanualfoiaplicadaem
alterada(Morim2006;Morim&Barroso2007).Na cincoindivíduoseosdemaistratamentos,emquatro.
APASA, indivíduos foram observados em bordas Nostratamentosautopolinizaçãomanualepolinização
de mata, áreas em regeneração e pastagens, bem cruzada,aanterafoidissecadasobrelâminalimpaeo
como nos arredores de residências (Torres 2009). conteúdodepositadonoestigma.Nessestratamentos
A floração dos indivíduos acompanhados no PNI foramrealizadoscruzamentosparaostrêsdiferentes
e na APASA ocorreu entre janeiro e maio e a tamanhos de anteras citados acima.
frutificaçãoentremarçoedezembro(Torres2009). O crescimento dos tubos polínicos foi
A
dispersão das sementes é pelo vento. verificadoutilizandoatécnicadefluorescênciade
Abiologiafloralfoiestudadaapartirdematerial Martin (1959) em pistilos provenientes de
fresco ou estocado em FAA 70%. A presença de tratamentos de autopolinização manual e de
osmósforos foi verificada por meio de teste com polinizaçãocruzadamanualfixadosemFAA70%a
vermelhoneutro (Dafni 1992). A receptividade do intervalosde 12,24,48e72horasapósotratamento.
estigma foi determinada utilizando peróxido de Ainda, alguns pistilos autopolinizados foram
hidrogênio (Zeisler 1938), com auxílio de lupa de fixados 24 horas após o tratamento e, então.
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desidratadosemsérieetílicaascendenteatéetanol de óvulos. Sementes íntegras, com testa bem
absoluto e incluídos em hidroxietilmetacrilato formada, foram consideradas desenvolvidas.
(Gerrits&Smid 1983).Apósinclusãoemontagem Sementescomdesenvolvimentointerrompidoe/ou
dosblocos,estesforamseccionadoslongitudinalmente deformadasforamconsideradasabortadas.Oteste
comauxíliodemicrótomoderotaçãocom3 pmde Kruskal-Wallis (H) foi utilizado para analisar
espessura.Assecçõesforamaderidasalâminasde possíveis diferençasentreo número de óvulos, de
vidroecoradascomazuldetoluidina0,05%(CTBrien sementes desenvolvidas, de sementes abortadas,
etal. 1965) e observadas em microscópio óptico a fecundidade eataxa de aborto dos cruzamentos
decampoclaro. comanterasdediferentestamanhosdotratamento
A fim de estimar a produção de frutos em polinização cruzada manual. O teste Mann-
condiçõesnaturais,floresemanteseforammarcadas Whitnney(U) foi utilizadoparaanalisarpossíveis
emantidasexpostas. OtesteQui-quadrado(A2)foi diferenças no número de óvulos, de sementes
utilizado para avaliar possíveis diferenças na desenvolvidas, de sementes abortadas, na
produçãodefrutosformadosnostratamentos(entre fecundidadeenataxadeabortoentreostratamentos
cruzamentoscomanterasdediferentestamanhos)c polinizaçãocruzadaecondiçõesnaturais.Ostestes
entreostratamentospolinizaçãocruzadaecondições estatísticos foram realizados no software
pnartouvreaniise.ntOess ddeaduoms diendicvoíndduioçõdeosPnNaIt.urOaisoustãroo STATIOSsTvIisCiAtan6t.e0s(fSltoartaSiosffto2r0a0m1c)o.letadoscompuçá
indivíduoque seria utilizado como controle sofreu eocomportamentodeforrageio foi registrado. As
forte florivoria por formigas do gêneroAtta e não observaçõesforamrealizadasemdiascomcéulimpo
pode ser utilizado para este fim. As flores desse ou parcialmente encoberto totalizando 12 horas
indivíduo que estavam ensacadas não foram distribuídasentre8:00e 17:00hemtrêsindivíduos
danificadaseosdadosdosoutrostratamentosforam emlevereirode2008noPNI.Asespéciescoletadas
utilizadosnascomparações. foram classificadas como polinizadores ou
Foi feita a contagem de óvulos, sementes pilhadores com base na observação de contato do
desenvolvidas e sementes abortadas de frutos corpo da abelha com o estigma, o que se deve ao
provenientesdotratamentopolinizaçãocruzada(1 seutamanho(Frankieetal. 1983)ecomportamento
frutos) econdições naturais (75 frutos) do PNI. A deforrageio(Pinheiro&Sazima2007).
fecundidade foi medida pela razão do número
sementesdesenvolvidas/númerodeóvulos.Ataxa Resultados
deabortofoimedidapelarazãosementesabortadas/ As flores de Senna multijuga, dispostas em
óvulos.Osfrutosforamabertoscompinçaeestilete panículas terminais, são assimétricas e em prato,
e os óvulos e sementes contados com auxílio da com36,81 ±2,56mm(média±desvio-padrão,em
lupa.Onúmerodecâmerasseminíferasecicatrizes todo o texto) (n = 10) de diâmetro. As sépalas
deóvulos foramutilizadosparaestimaronúmero amarelas, em número de cinco, são livres. As
pétalas,tambémdecoloraçãoamarelaeemmesma
Tabela1-Produçãodefrutos(porcentagemdonúmero qcounasnttiitduaíddeo,psoãroddoeissigeusatiasm(eFsigg.ralna)d.esO, uanmdreoscteaumeé
de frutos/número de flores) após tratamentos de
médio,quatroestamespequenosetrêsestaminóides
polinizaçãocontroladosdeSennamultijuganoParque
(Fig. la). Os estames grandes apresentam anteras
NacionaldeItatiaiaenaÁreade Proteção Ambiental curvas (7,50± 0,74mm, n = 10) efilete alongado
daScrrinhadoAlambari. (6,28±0,94mm,n= 10).Oestamemédioapresenta
Tnaubmbleer1)-afFtrcuriptoplrloindautcitoinontr(epaetrmceennttsaogefSoefnfnhiaitmunlutmibjeurg/aflinowtehre anteracurva(6,40± 1,51 mm,n= 10)efiletecurto
ItatiaiaNational Park and the Environmental ProtectionArea (2,08 ± 0,45 mm, n = 10). Os estames pequenos
ofthe Serrinha Alambari. apresentamanterasretas(4,56±0,65nfm,n= 10)e
n°de n°de filetescurtos(1,98±0,20mm,n= 10). Asanteras
flores frutos(%) apresentamdeiscênciaporicidaeop^fenéoúnico
Apomixia 15 0(0) recursofloral.Asanterasreagiramaotestejinnvermelho
Autopolinização espontânea 15 0(0) neutro e a presença dos osmóforos fql 'crificada da
baseaoápicedaanteraemestruturasÍÈInidascomo
Autopolinizaçãomanual 137 0(0)
frisos longitudinais,osquais sãoconsflj$ídosporum
Polinizaçãocruzada 104 55(53)
maciço de células de origem epidér^JlHa e natureza
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secretora(sensuGuimarãesetal. 1984).Opistilo,com manualcompólenprovenientedostrêstama^nho0sde
e1s3t,i9g3ma±)0,,4a4prmesmen(tna=o1v0á)ridoecsuopmeprroiemeunntilooc(udlaarb,asceoamo “52‘)er(aTa(bn.,„«1.),.!=A1f3o7rimnaane,e,maPf=oi3c9e’dospistilo4s6a’bortado=s
45,07±6,14(n=75)óvulosdeplacentaçãosuturai.O foi a mesma da observada nas flores em antese,
estigmaécircular,emformadecâmaraeaaberturaestá independentementedomomentodoaborto.Ospistilos
voltadaparaaparteinternadaflor. depolinizaçãocruzadaapóscincodiasjáadquiriram
Aviabilidadedosgrãosdepólenfoide96,33 formaereta.Oacompanhamentododesenvolvimento
±0,02%(n=3)nasanteraspequenas,98,17±0,003% de66pistilosautopolinizadosporatédezdiasapóso
(n=3)paraasanterasmédiase97,33±0,02%(n=3) cruzamentomostrouque91%destesabortaramentre
para as anteras grandes. Não houve diferençapara cinco a nove dias após o autocruzamento. No
viabilidade polínica do pólen proveniente dos três tratamento de polinização cruzada, não houve
diferentestamanhosdeantera{X2=3,82,p=0,15). diferença entre a produção de frutos (F) dos
Anteraspequenaspossuíam11.789±3.206grãosde cruzamentoscompólendostrêstamanhosdeantera
pólen, anteras médias 12.300 ± 2.909 e anteras [^2=0>94;p=0,62 F =F =0,53(55/104);F =
grandes20.178±'3.384.Destaforma,onúmerototal 0,59(23/39),F_m=0,pc50(1t4ot/al28),FmQ=0,49(18a/n3te7r)aP].
médiodegrãosdepólenemumaflorfoiestimadoem Desta forma, esses dados foram agrupados (Tab. 1).
99.811earazãopólen/óvuloem2.218. Tubos polínicos provenientes de tratamentos de
Durante o desenvolvimento do botão floral, autopolinização manual e de polinização cruzada
opistilodesloca-sedaposiçãocentralparaposição manual foram observados penetrando no ovário ou
lateral, à esquerda ou à direita, caracterizando a nosóvulosemfloresfixadas12horase24horas após
enantiostilia. Flores de morfos opostos foram a polinização (Fig. lc-e). Não foram observadas
encontradasnamesmainflorescência(Fig. lb).Os diferençasaparentesnataxadecrescimentodetubos
estames de anteras grandes acompanham o polínicos provenientes de autopolinização e
deslocamento do pistilo no sentido oposto, se polinizaçãocruzadamanual,nemdetratamentoscom
aproximandodapétalamaioreaaberturadoporoé pólen proveniente dos três diferentes tamanhos de
direcionadanosentidodacurvaturadapétalamaior. anteras. Não foi observado, através microscopiade
Oestamemédioacompanhaomovimentodopistilo fluorescência, desenvolvimento dos óvulos
eficaemposiçãoopostaàpétalamaioreoporoda autopolinizadosedepolinizaçãocruzadanospistilos
anteraéextrorso(Fig. 1a).Osestamespequenosse fixadosnosintervalosdetempode24,48e72h.
dispõem no centro da flor e a abertura dos poros A produção de frutos após polinização
tambémédirecionadaaocentrodaflor.Duranteo cruzada foi significativamente maior que em
deslocamentodopistiloe estames, acorolavai se condições naturais (Tab. 2). No tratamento
abrindo.Nobotãoempré-antese,acorolajáestava polinização cruzada, não houve diferença entre o
totalmente aberta. O início da antese ocorreu no númerodeóvulos(H=0,43,p=0,81),desementes
início da manhã (por volta das 7:00h), quando o desenvolvidas (H = 0,10, p = 0,95), de sementes
estigmaestavareceptivoeasanterasapresentavam abortadas(H=1,69,p=0,43),fecundidade(H=0,18,
coloração amarelo-esverdeada e os frisos p =0,92) e taxade aborto (H = 1,45, p =0,49) dos
longitudinais alaranjados. Aolqngoda manhã, os cruzamentoscompólendostrêstamanhosdeantera.
frisoslongitudinaisdasanterasliberaramodor,os Esses dados foram agrupados e comparados às
poros se abriam e o pólen se tomava disponível, condições naturais (Tab. 2). A fecundidade no
sendo liberado apenas por vibração. O estigma tratamentopolinizaçãocruzadafoisignificativamente
permanecia receptivo por todo-Q dia. Ao final da maiorem relaçãoàs condiçõesnaturais eataxade
tarde, o odor não era mais perceptível e os frisos abortonãoapresentoudiferença(Tab. 2).
adquiriam coloração amarronzada. A antese teve Osvisitantesfloraisobservadosforamfêmeas
duração de ca. 12 horas. Na manhã do segundo deabelhas(Hymenoptera: Apoidea),quecoletaram
A
dia,amaioriadasfloresjáhaviapçjdidoosestames pólen. coleta teve início por volta das 8:00h,
ou elesestavamamarronzadosesenescentese, em permaneceuintensaatéoiníciodatardeediminuiu
seguida,aspétalascomeçavamacair.Namanhãdo apartirdas 14:00h.Foramconsideradaspilhadoras
terceirodia,opistiloeocálicepersistiam,podendo abelhas pequenas (< 12 mm) que durante a visita
terpersistidotambémapétalademaiortamanho. não contatavam o estigma e polinizadoras as
Quantoaosistemareprodutivoaespécienãoé abelhasdetamanhomédioegrande(> 12mm)que
apomítica(Tab. 1).Nãohouveformaçãode frutosa contatavam o estigma, como Euglossa iopoecila.
partirdostratamentosautopolinizaçãoespontâneae Das quatorze espécies coletadas, 64% foram
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Figura1-FlordeSenmmultijugaecrescimentodetubospolínicos-a.disposiçãodaspeçasflorais:pétalamaior(Pm)eanteras
grandes(G)opostasaopistilo(Pi)eaoestamemédio(M).Estamespequenosnocentrodaflor(P);b.inflorescênciacomfloresdos
doismorfos.c.penetraçãodetubosnoovárioapósautopolinizaçãomanualcompólenprovenientedeanterapequena;d.tubopolínico
penetrandoemóvuloapósautopolinizaçãomanualcompólenprovenientedeanteragrande;e.cortelongitudinaldeóvuloapós
autopolinizaçãomanualmostrandotubopolínicoatravessandootegumentoeonucelo(setas).Barras:a-b=1cm,c-e=100pm.
Figure 1 -FlowerofServiamultijugaandpollentubegrowth-a.arrangementoffloralparts: Majorpetal(pm)andlargeanthers(G)in
oppositiontothepistil(Pi)andthemédiumstamen(M).Smallstamensinthecenteroftheflower(P);b.inflorescencewithflowersofboth
morphs; c.penetration oftubes into the ovary 12 hours aftermanual self-pollination with pollen from a small anther; d.pollen tubes
penetratingtheovary 12hoursaftermanualself-pollinationwithpollenfromamajoranther;e.longitudinalsectionofanovule24hours
aftermanualself-pollinationshowingpollentubeCrossingthetegumentandthenucellus(arrows). Bars:a-b= lcm,c-e= 100pm.
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Tabela2-Produçãodefrutos(porcentagemdonúmerodefrutos/númerodeilores),númerodesementesdesenvolvidas,
desementesabortadasedeóvulos,fecundidade(sementesdesenvolvidas/óvulos)etaxadeaborto(sementesabortadas/
óvulos) de Senna multijuga, após polinização cruzada e em condições naturais. Dados são média± desvio padrão
(excetoproduçãodefrutosem%).
Tablc 2-Productionoffruits (perccntage offruitnumber/flowernumber), mimberofseeds developed, seeds abortedandovules,
fecundity (seeds developed/ovules), and abortion rate (seeds aborted/ovules) ofSenna multijuga altercross-pollinationand natural
condilions.Data aremean±standarddeviation (except forfruitproduction in %).
Polinização cruzada Controle Estatística P
Produção de frutos(%) 53(55/104) 14(13/90) A*=31,32 <0,0001
Sementes desenvolvidas 31,44±6,57 27,29±7,20 U=27,0 0,18
Sementes abortadas 3,61±3,52 6,47±2,68 U=22,0 0,09
Óvulos 39,28±2,59 45,07±5,09 U=11,0 0,01
Fecundidade 0,80±0,1 0,60±0,09 cIIpoO 0,01
Taxadeaborto 0,09±0,09 0,15±0,07 U=25,0 0,14
classificadascomopolinizadores,pois foipossível emrelaçãoàpolinizaçãoporvibração(Marazziet
observarocontato docorponaregiãoestigmática al. 2007).Adiversidadeemaiorespecializaçãodas
durante a visita (Tab. 3). Essas abelhas se anterasabaxiaisemrelaçãoaosestamesmedianos
aproximavamdafloreseprendiampelamandíbula podem estar relacionadas à divisão funcional das
e pernas dianteiras. A vibração produzida pelas anteras, em alimentação e polinização, e ao
abelhas durante o vôo era transmitida às anteras comportamento de coleta de pólen pelas abelhas
&
promovendo a liberação do pólen (cf Buchman (Gottsberger Silberbauer-Gottsberger1988;Silva
1983). As partes ventrais do tórax e do abdômen etal. 2002;Marazzietal. 2007).Contudo,nãoestá
ficavam sobre as anteras de tamanho pequeno e a claro se esta divisão implica em restrições
lateraldotóraxedoabdômenficavampróximasàs reprodutivas ao pólen proveniente de cada morfo
outras anteras. As espécies de polinizadores mais (Marazzietal. 2007). Dadossobreaviabilidadee
freqüentesdiferiramemrelaçãoaocomportamento fertilidadedopólenprovenientedecadamorfode
detransferênciade pólen entre asvisitas. Bombus antera mostram que S. multijuga não apresentou
morio permanecia pairado e transferia o pólen do restrição para a reprodução, semelhante a S.
tórax edo abdômen para a corbícula, comauxílio australis(Vell.)H.S. Irwin&Barneby(Silvaetal.
das pernas dianteiras e medianas, enquanto as 2002), porém, outras espécies do gênero a
espécies de Centridini se prendiam com as apresentaram,taiscomoS. corymbosa(Lam.)H.S.
mandíbulas nas estruturas florais e transferiam o Irwin&BarnebyeS.sylvestris(Vell.)H.S.Irwin&
&
pólen do tórax e do abdômen para as escopas das Barneby(Carvalho Oliveira2003;Laporta2005).
A
pernastraseirascomauxíliodaspernasdianteirase orientação dos poros afeta diretamente a
medianas.Demaneirageral,asvisitasduravamaté direção de liberação do pólen e a assimetria da
trêssegundos.Asabelhasvisitaramdiversasflores corola tem um papel importante durante a
numa mesma inflorescência e diversas polinização(Marazzietal. 2007,2008).Naflorde5.
dinefilxoarreescmêancáiravsordee.um mesmo indivíduo antes de mouvlatdiajuegcaô,nacapvéata(lGauimmaairoãreséeatsasli.mé19t8r4i)c.a,Afpaolsciaçdão-o
e a concavidade da pétala maior de S. multijuga
parece ser uma característica importante para
Discussão
direcionaropólenliberadodasanterasgrandespara
Sennamultijugaapresentamorfologia floral apartelateraledorsaldocorpodasabelhasereduzir
semelhante à de outras espécies do gênero, por a perda de pólen, enquanto o pólen das anteras
exemplo, pela assimetria da corola e androceu pequenasé liberadodiretamentenaregiãoventral
(Marazzietai2006,2007,2008).Aspeculiaridades do corpo das abelhas. A enantiostilia é outro
das estruturas florais em Senna, como diferentes aspecto da assimetria floral de S. multijuga que
tamanhos de estames e diferenças de orientação associado aheteranteria contribui na polinização.
dos poros das anteras, provavelmente evoluíram JessoneBarrett(2005)sugeremqueadeflexãodas
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Tabela 3-Espécies de abelhas (Hymenoptera: Apoidea) visitantes das flores de Sennamultijuga. Legenda: Po =
polinizadorePi=pilhador.
Table3-Bcesspecies(Hymenoptera: Apoidea)visitorsofflowersofSennamultijuga.Captions: Po=pollinatorandPi=theft.
Família Espécie Função
Tribo
Apidae
Euglossini Euglossa iopoecilaDressler, 1982 Pi
Bombini Bombus(Fervidobombus)brasiliensisLepeletier, 1836 Po
BombusmorioSwederus, 1787 Po
Centridini EpicharisflavaFriese, 1900 Po
EpicharisdejeaniiLepeletier, 1841 Po
CentrissimilisFabricius, 1804 Po
Centris(Melacentris) cf.discolorSmith,1874 Po
Centris (Melacentris) cf. conspersaMocsáry, 1899 Po
CentrisvariaErichson, 1848 Po
Meliponini Meliponarufiventris Lepeletier, 1836 Pi
Melipona sp. Pi
Xylocopini XylocopafrontalisOlivier, 1789 Po
XylocopasubcyaneaPérez, 190 Pi
Halictidae
Augochlorini PseudaugochloracallainaAlmeida,2008 Pi
anteras grandes opostas ao pistilo pode aumentar planta e dos polinizadores, como diferenças nas
a precisão de transferência de pólen cruzado e escolhas de forrageamento dos polinizadores, em
reduzir a interferência do estigma e das anteras resposta à composição e à fenologia das espécies
dentroouentrefloresdamesmaplanta.Destaforma, de cada área.
a distinção dos visitantes florais de S. multijuga Sentia multijuga não formou frutos por
em pilhadores e polinizadores é determinadapela autopolmização,oqueemgeralétidocomoindicativo
combinação das características florais e arelação dapresençade sistemadeautoincompatibilidade. O
detamanhocomocorpodasabelhas.Ospolinizadores crescimento de tubos polínicos no ovário e a
de S. multijuga na área de estudo pertencem aos penetração nos óvulos de pistilos autopolinizados
mesmos gêneros Xylocopa Centris, Bombus e indicam que não se trata de sistema de
( ,
Epicharis) dos polinizadores de outras espécies autoincompatibilidade gametofltico clássico (Gibbs
dogênero(Gottsberger&Silberbauer-Gottsberger 1990). Assim, o desenvolvimento de frutos após
1988;Silvaetal. 2002;Carvalho&Oliveira2003; autopolinizaçâo pode estar sendo impedido por
Laporta2005;Pinheiro&Sazima2007).Entretanto, mecanismodeautoincompatibilidadedeaçãotardia
dasnoveespéciesdepolinizadoresdeS. multijuga (LSI). O termo LSI é utilizado para classificar
no Itatiaia, apenastrês (Bombus morio, Epicharis mecanismos de rejeição diferentes e com origem
flavaeXylocopafrontalis)atuaramtambémcomo independente, que essencialmente partilham a
polinizadores desta espécie em área costeira em característicadenãoseenquadraremnosmecanismos
Ubatuba, São Paulo (Pinheiro & Sazima 2007), a deautoincompatibilidadetradicionais(Seavey&Bawa
qual dista ca. 110 km do PNI. A composição de 1986).Osmecanismosdeaçãotardiasãoidentificados
polinizadores de umaplanta pode variarao longo basicamente pela inibição de tubos na camada do
desuaáreadeocorrência(Carvalho&Oliveira2003; nucelodoóvuloouainibiçãoda fusãodosgametas
Devoto et al. 2006) e isto pode refletir tanto masculinoscomaoosferaenúcleospolaresnoscasos
divergências entre a distribuição geográfica da derejeiçãoprezigótica; epeloaborto dosóvulosem
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&
estágioinicial de desenvolvimentoou adegeneração abortados,sementesmaduraseplântulas)(Hufford
do endosperma nos casos de rejeição pós-zigótica Hamrick 2003). Neste estudo, houve diminuição da
(Seavey & Bawa 1986). Apesardisso, nemtodosos progénieautofertilizadaaolongodosestágios(expressa
registros de LSI em Fabaceae tem diferenciado os pelo aumento da heterozigosidade observada a cada
mecanismos de rejeição em pré- ou pós-zigótica. nível)eamaiorexpressãodadepressãoporendogamia
Evidências para a rejeição pós-zigótica podem ser se deu entre o estágio de semente madura e o
observadasemváriasespéciesdafamília,assimcomo, estabelecimento da plântula. Nesses casos, análises
emespéciesdeBignoniaceae(Bittencourtetal. 2003; de progénies em diferentes estágios de
Bittencourt & Sentir 2005, 2006). Em Hymenaea desenvolvimentoseriammaiseficientesdoquetestes
stigonocarpaMaitexHayne,issosedeupelaevidência depolinizaçãocontroladospararespondertalquestão.
de zigoto sem divisões com núcleos do endosperma As duas populações de S. multijuga estudadas
(Gibbsetal. 1999),em CaesalpiniacalycinaBenth., porRibeiro&Lovato(2004),noestadodeMinasGerais,
pelaevidênciadepenetraçãodotubopolíniconosaco apresentaramdiferentestaxasdecruzamento(tm=0,84
&
embrionário (Lewis Gibbs 1999), além de outras naáreadepastagemforadoParqueetm=0,54naárea
evidências para Dalbergia retiisa Hemsl., Dipteryx deborda).Amédiadaspopulações(tm=0,69)eamenor
&
panamensis(Pittier)Record MelleMyrospermum taxadecruzamentosãoinferioresàstaxasregistradas
fhitescensJacq.(Seavey&Bawa1986).Poroutrolado, paraamaioriadasespéciesarbóreasneotropicaiscom
existeumaevidênciapararejeiçãoprezigóticaemAcácia predomíniodecruzamentocruzado(Dick200 Quesada
1;
retinodesSchlldl.(Kenrick<??«/. 1986). etal. 2004;Mathiasenetal.2007;Borgesetal.2008).
A ausência de frutos por autopolinização em Portanto,Ribeiro&Lovato(2004)concluemqueseus
espécies descritas com LSI pós-zigótica pode ser resultados sugerem a ocorrência de autofecundação
igualmenteatribuídaàdepressãoporendogamia,oque emS.multijuga,oquecomprometeaexistênciadeLSI
torna complicado diferenciar a presença de um nesta espécie, sugerida pelos nossos resultados no
mecanismo de autoincompatibilidade dos efeitos da Itatiaia
depressãoporendogamia(Seavey&Bawa1986;Sage Alémdisso,osresultadosdeRibeiro&Lovato
et al. 1994). Segundo Seavey & Bawa (1986), a (2004) apontam que S. multijuga deve apresentar
autoincompatibilidade de ação tardia pode ser sistema de cruzamento misto, o que pode refletir
distinguida da depressão por endogamia por três depressão endogâmica prematura e não
critérios,asaber: 1)arejeiçãoporaçãotardiaocorreria necessariamenteummecanismodeLSIemrelaçãoao
emummomentoúnico,causandooabortodosembriões aborto de frutos autopolinizados naespécie. Apenas
emumestágiodedesenvolvimentouniformeenquanto pormeiodetestesdepolinizaçãoédifícilconcluirqual
na depressão por endogamia, o acúmulo de alelos éoprocesso(endogamiaoumecanismoLSI)queatua
deletérios causaria oabortoprogressivo deembriões paraimpediraformaçãodefrutosautopolinizados.De
emdiferentesestágiosdedesenvolvimento;2)naação um lado, os níveis variáveis de alogamia entre
tardia,amaioriadosindivíduosdapopulaçãodeveser populações mineiras de Senna multijuga sugerem
autoestéril; 3) aocorrênciadeautoincompatibilidade existênciadedepressãoporendogamia,masporoutro
em espécies relacionadas indicaria a segregação de lado,oabortouniformedepistilosautopolinizadosentre
alelosdeincompatibilidadedentrodafamília.Oaborto indivíduosnapopulaçãodoItatiaiasugereLSI.
depistilos autopolinizadosapós umcurtoperíodode Em muitas espécies, os mecanismos de
tempo, a ausência de desenvolvimento inicial dos autoincompatibilidade não se expressam totalmente,
óvulosautopolinizadoseausênciadefrutosnoscinco ouseja,partedosautocruzamentosproduzfrutoscom
indivíduosqueforamautopolinizadosemS.multijuga sementes(Bawa1974;Zapata&Arroyo 1978;Sageet
sugerem a presença de um sistema de al.2001).Aexpressãodaautoincompatibilidadepode
autoincompatibilidadedeaçãotardia. variaremfunçãodacomposiçãodealelos,expressão
Todavia, estudos que sugerem LSI em degenesmodificados,composiçãodacargadepólen,
leguminosas não descartam a possibilidade de condições ambientais (e.g., temperatura)econdições
ocorrênciadedepressãoporendogamia(Gibbs etal. internasdopistilo, tais como idade da flor, épocado
1999;Freitas&Oliveira2002).Outraevidênciaqueos anoepresençadefrutosemdesenvolvimento(revisão
efeitosdadepressãoporendogamiapodemimitarum em Stephenson et al. 2000). Gibbs et al. (2004)
mecanismodeautoincompatibilidadefoidemonstrada verificaramque aproduçãodesementes de Ceiba
em Platypodium elegans Vogei com o uso de chodatii (Hassl.) Ravenna é inferior em frutos de
marcadores moleculares utilizando progénies em cruzamentos com carga de pólen mista (auto e
diferentes estágios de desenvolvimento (embriões cruzado)emrelaçãoàcargadepólencruzado.Neste
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estudo,osautoressugeremqueapolinizaçãonatural intensidade da seleção sexual mais do que na
é resultante da mistura de pólen (auto e cruzado) disponibilidade de polinizadores e recursos. Nesse
quechegaaoestigmaeque em espéciescom LSI, sentido,aseleçãoparaaumentaradispersãodepólen
essa carga de pólen mista pode resultar em uma seriaoprincipalfatornaproduçãodefloresexcedentes
proporçãodesementesdeautofertilização.Assim, deS. multijuga,enquantoosucessofemininoparece
esses autores predizem que espécies com LSI serreguladotantopelalimitaçãopolínicacomopela
podem apresentar sistema de cruzamento misto. limitaçãoporrecursos.
Outro aspecto relacionado a esta discussão é a Em resumo, embora nossos resultados não
variação da expressão da autoincompatibilidade permitamconcluirqueSentiamultijuga apresenta
evnetrrteapmobpéumlaBçaõreresldteetuaml.a1e9s8p9éceiPeai(lSlaerge&eTthalo.m2p0s0o1n pmoelcianniizasçmãoodceoanuttrooilnacdoamp(aatuisbêinlcidiaaded,eofsrutetsotsespdoer
1997paraheterostilia),esperadaemparticularpara autODolinização e aumento da frutificação e
certas circunstâncias, como em populações com fecundidadeapóssuplementaçãodepólencruzado)
tamanhos diferentes e nos limites geográficos de demonstram que sua reprodução é dependente da
distribuição daespécie (Fausto etal. 2001; Stone transferência de pólen entre indivíduos realizada
etal. 2006). Destaforma, apesardosresultadosde pelospolinizadores.
&
Ribeiro Lovato (2004) sugerirem sistema de
cruzamento misto e efeitode endogamia. istonão Agradecimentos
excluiapossibilidadedeexistirummecanismode APauloEugênioA.M. OliveiraeAlexandra
incompatibilidadedeaçãotardiacombinado,desde
que parcial, em que sua expressão varie tanto por P.Femandezassugestõesem umaversãopréviae
diferenças entre a composição da carga de pólen aosdoisrevisoresanônimosascríticasesugestões;
transportada pelos polinizadores como por aLeilaNunesMorgadoeMariaCristinaGaglianone
diferenças entre populações da espécie. a identificação das abelhas; a Victor Silvestre e
Oaumentosignificativodaproduçãodefrutos Leandro Silva o auxílio no trabalho de campo; a
eda fecundidade após polinizaçãocruzada manual ElaineZ.Souza,RogérioC.FigueiredoeKarenL.G.
emrelaçãoàscondiçõesnaturaispodeindicarlimitação DeTonioauxílionapreparaçãoeanálisedematerial
nosníveisdepolinizaçãonatural(Stephenson 1981; anatômico, respectivamente. Este estudo foi
Burd 1995).Tallimitaçãopoderiaserpelaescassez financiadopelaPetrobrás(ProgramaMataAtlântica
de polinizadores e/ou pelo transporte inadequado - JBRJ). LF agradece ao CNPq a concessão de
de pólen compatível, visto que 30% das espécies bolsa,modalidadePQ.
visitantes apresentaram comportamento pilhador.
Além disso, os visitantes legítimos visitam várias Referências
flores nomesmo indivíduo, oquereduz o fluxode Arroyo,M.T.K. 1981.Breedingsystemsandpollination
pólen e favorece a geitonogamia. Contudo, a biologyinLeguminosae.In:Polhill,R.M.& Raven,
produçãodefrutos(52%)eafecundidade(0,80)em PH.AdvancesinLegumeSystematicsPart2.Royal
S.multijugaapósapolinizaçãocruzadamanualforam BotanicalGarden, Kew. Pp. 723-769.
inferioresaosseuspotenciaismáximos.Istosereflete Ashton,P.S. 1969.Speciationamongtropicalforesttrees:
emumaquantidademuitosuperiordefloresquede somedeductioninthelightofrecentevidence.Biological
frutosproduzidoseindicaqueoutrosfatorespodem JournaloftheLinneanSociety 1: 155-196.
atuar concomitantemente à limitação polínica, tais Barrett, S.C.H.; Morgan, M.T. & Husband. 1989. The
como a limitaçãoporrecursos, queé tidacomo um dissolutionofacomplexgeneticpolymorphism:the
evolutionofself-fertilizationintrustylousEichomia
dos fatores mais importantes na regulação da
produção de frutos e sementes nas plantas Barreptat,niSc.uCl.aHt.a;(PJoenstseodne,riLa.cKea.e)&.EBvaokleurt,ioAn.4M3:.12309080-.14T1h6e.
(Stephenson 1981).Nocontextodaseleçãosexual,o evolution and function ofstylar polymorphism in
sucesso reprodutivo masculino provavelmente é flowering plants. Annals of Botany 85(Supp.A):
limitado pela capacidade dos gamctas masculinos 253-265.
garantiremoacessoaosgametasfemininos,enquanto Bawa, K.S. 1974. Breeding systems oftree species of
o sucesso feminino é provavelmente limitado pela lowlandtropical community. Evolution28: 85-92.
capacidade de prover recursos para os óvulos e Bawa, K.S. & Webb, C.J. 1984. Flower, fruit and seed
embriões(Burd 1994).BawaeWebb(1984)sugerem abortionintropical foresttrees: implicationsorthe
que variações nas razões fruto/flore semente/óvulo evolution of paternal and maternal reproduetive
entreespéciesocorremdeacordocomdiferençasna pattems.AmericanJournalofBotany71: 736-751
Rodriguésia61(2): 167-179.2010
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