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Type: Dissertação de Mestrado
Title: Polinização e estrutura do androceu em Solanum luridifuscescens bitter (Clado cyphomandra solanaceae): a morfologia da antera prediz a estratégia de polinização?
Authors: Bruno Fernandes Falcao
First Advisor: Joao Renato Stehmann
First Co-advisor: Clemens Peter Schlindwein
Abstract: As flores do gênero Solanum, em geral, possuem anteras rígidas e amarelas, que contrastam com a cor do perianto, não produzem néctar, e oferecem o pólen seco como único recurso, caracterizando a síndrome de pólen. Os principais polinizadores são abelhas fêmeas que transmitem vibrações às anteras, provocando a liberação de pólen através dos pequenos poros apicais. Neste trabalho, estudamos uma população de Solanum luridifuscescens Bitter que foge a esse padrão, suas flores apresentam anteras flexíveis, cobertas por papilas roxas, que não contrastam com a cor da corola. Essas características lembram algumas espécies proximamente relacionadas que exibem o mecanismo pneumático de polinização, por meio do qual machos de abelhas da tribo Euglossini, causam a compressão das paredes delgadas das anteras e, inadvertidamente, provocam a liberação de pólen sem aplicar vibrações às flores. Nesse tipo de interação, os perfumes florais, além de atuarem como os principais atrativos, também são o principal recurso floral, o que caracteriza a síndrome de perfume. No capítulo 1 investigamos a biologia reprodutiva e a polinização da população em questão, sendo o principal objetivo determinar a ocorrência desse mecanismo. As flores possuem antese diurna, são hermafroditas, pentâmeras, de corola roxa estrelada. Duram em média cinco dias, se fecham todas as noites e o estile cresce durante a antese. Fêmeas de seis espécies de abelhas visitaram as flores e vibraram as anteras para coletar pólen. Machos de Euglossini podem visitar as flores, mas sem provocar liberação de pólen, dessa forma nossos estudos mostraram o mecanismo pneumático operando somente em resposta a estímulos artificiais. Em Solanum luridifuscescens, uma espécie polinizada por abelhas fêmeas que coletam pólen por vibração, a conquista do princípio pneumático pode representar um estágio evolutivo intermediário entre um Solanum típico e aqueles polinizados por machos de Euglossini. No capítulo 2 analisamos o caráter glandular das anteras da espécie, com o objetivo de elucidar sua morfologia intracelular, buscando evidenciar se as papilas que revestem as anteras constituem osmóforos. Rápido consumo de amido, característica marcante em tecidos secretores de perfume, foi observado no material analisado. As papilas epidérmicas do conectivo que cobrem a face abaxial das anteras possuem características comumente encontradas em tecidos osmogênicos: citoplasma denso e rico em organelas, núcleo conspícuo, numerosas mitocôndrias, e gotas lipídicas no citoplasma durante a antese. Pequenas vesículas se fundem no interior dos numerosos plastídeos até formar uma grande estrutura globular. Diversas cisternas de retículo endoplasmático liso são encontradas junto aos plastídeos e à membrana plasmática. Uma substância amorfa, de elétron-densidade moderada e textura heterogênea foi encontrada junto à cutícula. A liberação parece ocorrer por processos écrinos, mas o sítio exato de transporte para o exterior não foi localizado. Embora os testes com Sudan tenham sido positivos e as evidências ultraestruturais indiquem que as células secretam substâncias de natureza lipídica, possivelmente terpenos, futuras análises ainda são necessárias para se confirmar a natureza química dos compostos produzidos. A aquisição do princípio pneumático de polinização e a evolução do conectivo secretor podem ter ocorrido mais de uma vez no clado Cyphomandra, tendo em vista o não monofiletismo das seções que o compõem.
Abstract: The flowers of the genus Solanum, in general, have rigid and yellow anthers, which contrast with the perianth color, do not produce nectar, and offer the dry pollen as the only resource, featuring the pollen syndrome. The main pollinators are female's bees that transmit vibrations to anther, causing the release of pollen through the small apical pores. In this paper we studied a population of Solanum luridifuscescens Bitter that flees from this pattern, whose flowers have flexible anthers covered by purple papillae that do not contrast with the corola's color. These features resemble some closely related species which exhibit the pneumatic pollination mechanism, whereby Euglossini males cause compression in the thin anther walls and initiate pollen release without applying vibration to the flowers. In this kind of interaction, the floral scents, act as the main attractives, besides they are the main floral resource, featuring the perfume syndrome. In the Chapter 1 we investigate the reproductive biology and pollination of the population in question, with the main objective of determine the occurrence of this mechanism. The flowers have diurnal anthesis, are hermaphrodites, pentamerous, of purple starry corolla. Last an average of five days, close every night and the style grows during anthesis. Females of six specie's bees visited the flowers and vibrated the anthers to collect pollen. Euglossini males can visit the flowers, but without causing pollen release so, our studies showed the pneumatic mechanism operating only in response to artificial stimuli. In Solanum, a species pollinated by female bees that collect pollen by vibration, the conquest of pneumatic principle can represent an intermediate evolutionary stage between a typical Solanum and those pollinated by Euglossini males. In Chapter 2 we analyze the glandular character of the anthers, in order to elucidate their cellular morphology, seeking evidence of whether the papillae covering the anthers are osmophores. Quick starch consumption, a typical feature in perfume secreting tissues, was observed in the analyzed material. The epidermal connective papillae covering the abaxial surface of the anthers have characteristics commonly found in osmogenic tissue: dense cytoplasm rich in organelles, conspicuous nucleus, numerous mitochondria and lipid droplets in the cytoplasm during anthesis. Small vesicles fuse inside the numerous plastids to form a large globular structure. Several smooth endoplasmic reticulum cisterns are found next to the plastids and the plasma membrane. An amorphous substance of moderate electron density and heterogeneous texture was found in the cuticle. The liberation appears to occur by eccrine processes, but the exact site of transport to the exterior was not found. Although the tests were positive with Sudan and ultrastructural evidence indicates that cells secrete substances of lipidic nature, possibly terpenes, further analysis is still required to confirm the nature of the chemical compounds produced. The acquisition of pneumatic principle of pollination and the development of secretory connective may have occurred more than once in Cyphomandra clade, in view of the non-monophyly of the sections that compose it.
Subject: Vibração
Secreção
Botânica
Solanum luridifuscescens
Mata Atlântica
Polinização
language: Português
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-9WVFNZ
Issue Date: 25-Mar-2015
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