Rock n' Seeds: an ecological synthesis of seed germination ecology in Brazilian rock outcrop vegetation

Abstract

O espectro econômico da planta é uma teoria valiosa para descrever o eixos principais da estrutura e função das plants. Entretanto, os órgãos reprodutivos e a flora tropical raramente foram incluídos nas análises e bancos de dados globais, impedindo novos avanços. Tendo isso em vista, o foco desta dissertação é a vegetação de afloramentos rochosos brasileiros, um objeto de estudo promissor que pode contribuir significativamente para o avanço da ecologia de sementes baseada em traços funcionais. No primeiro capítulo, apresento Rock n' Seeds - um banco de dados de traços funcionais de sementes e experimentos de germinação. O banco de dados se baseia em 103 referências identificadas através de uma revisão sistemática da literatura e compila informações sobre 16 traços funcionais para 383 taxa. Especificamente, o banco de dados contém informações de dois traços de dispersão (síndrome de dispersão de sementes e época), seis de produção (sementes por fruto e a porcentagem de sementes sem embrião, não viáveis, dormentes, não dormentes e viáveis), quatro morfológicos (massa de sementes, comprimento, largura e espessura), dois biofísicos (teor de água da semente e tolerância de dessecação) e dois germinativos (presença de dormência primária e classe de dormência). Rock n' Seeds também fornece os dados brutos para 48 experimentos de germinação para um total de 10.187 registros para 281 taxa. Estes experimentos avaliaram o efeito de uma ampla gama de fatores abióticos e bióticos sobre a germinação e vários tratamentos de quebra de dormência.Particularmente, 8.255 desses registros incluem contagens diárias de germinação, um input que permite seu uso para várias questões ecológicas. No segundo capítulo, utilizo este banco de dados para fornecer uma síntese quantitativa da ecologia da germinação destes ecossistemas utilizando abordagens meta-analíticas e filogenéticas. Calculamos o sinal filogenético de sete características de sementes [massa de semente seca (mg), teor de água da semente (%), porcentagem de sementes vazias (%), porcentagem de sementes viáveis (%), síndrome de dispersão de sementes, estação de dispersão de sementes e presença/ausência de dormência primária] e comparamos suas variações entre formas de crescimento, distribuições geográficas e microhabitats. Também realizamos uma meta-análise das respostas da germinação à luz, temperatura e sinais relacionados ao fogo e comparamos os tamanhos dos efeitos entre os mesmos preditores acima mencionados e a massa de sementes. Finalmente, avaliamos a relação entre a dormência e outros traços que controlam o tempo de germinação e as estratégias de redução de risco. Todos os traços mostraram um forte sinal filogenético. A maioria das espécies produz sementes pequenas, não dormentes e dependentes da luz, cuja temperatura ideal de germinação está entre 20-30ºC. O efeito das temperaturas sub e supra-ótimas foi modulado pela forma de crescimento, com arbustos exigindo e tolerando temperaturas mais altas. Embora os arbustos tivessem sementes significativamente mais pesadas do que as ervas, a massa das sementes não modulava o efeito da luz ou da temperatura sobre a germinação. Em vez disso, a massa controlou as respostas aos choques térmicos, com sementes maiores mostrando maior tolerância. Além disso, as sementes dormentes toleram melhor o calor do que as não dormentes. Também encontramos que a fumaça reduziu significativamente o tempo de germinação das sementes. Inesperadamente, não foram encontradas diferenças consistentes entre as distribuições das espécies ou seus microhabitats, o que implica que a montagem da comunidade neste nível não é explicada pelos traços das sementes ou pelos requerimentos de germinação avaliados. Ainda assim, as espécies de habitats xéricos desenvolveram estratégias fenológicas para sincronizar a germinação com a disponibilidade de água. Esta pesquisa contribui para nossa compreensão da ecologia da germinação de sementes destes ecossistemas diversos e fornece um ponto de partida para outras questões sobre o papel dos traços funcionais das sementes em sua regeneração natural.