Produção de voláteis em Passiflora Pohlii (Passifloraceae) e relações com abelhas crepusculares Ptiloglossa (Colletidae): abordagens morfológicas e químicas
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tese de doutorado
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Resumo
A principal proposta deste trabalho reside na investigação dos compostos voláteis que medeiam a especializada polinização crepuscular entre Ptiloglossa e Passiflora pohlii e onde eles são produzidos. Esta interação distingue-se pela notável sobreposição química entre os perfis odoríferos da abelha e da flor, bem como pela exclusividade do mutualismo, onde P. pohlii conta com Ptiloglossa como seu único polinizador eficaz. Pelo qual o nosso trabalho está estruturado em dois eixos principais:
Caracterização da Fragrância Floral: O primeiro capítulo busca identificar a composição química dos voláteis de P. pohlii, determinar o ritmo de emissão e localizar anatomicamente as estruturas produtoras do odor. Encontramos que os filamentos da corona externa eram a fonte do intenso aroma cítrico, comprovado através de análises químicas, morfológicas e de ultraestrutura nestas estruturas. A emissão de voláteis, dominada por monoterpenos (97%), atingiu seu pico no amanhecer, coincidindo com o horário de forrageamento das abelhas descrito na literatura, e decaiu drasticamente (90%) poucas horas depois, um declínio correlacionado com a degradação de organelas celulares. Conclui-se que P. pohlii possui um sistema altamente coordenado de características estruturais, químicas e temporais, o que sugere fortemente uma adaptação para atrair seletivamente suas polinizadoras crepusculares em uma janela de tempo restrita.
Caracterização da Fragrância das Abelhas: O segundo capítulo analisa os compostos voláteis emitidos pelas próprias abelhas Ptiloglossa, comparando machos e fêmeas e identificando a glândula responsável pela produção. Os resultados demonstraram que a glândula mandibular é a fonte do característico odor cítrico destas abelhas, o qual é majoritariamente composto por monoterpenos, como geraniol e geranial. Foi documentado um nítido dimorfismo sexual: a morfologia da glândula tem forma de castanha de caju nas fêmeas e é trilobada nos machos. Estes resultados sustentam a hipótese de que estes compostos atuariam como feromônios, para o que serão necessários bioensaios futuros que o confirmem.
Em conjunto, os dois capítulos revelam um notável paralelismo químico e ecológico: tanto a planta quanto sua polinizadora especializada emitem perfis dominados por monoterpenos de aroma cítrico, sincronizados com a janela de atividade crepuscular, sugerindo um sistema de polinização mutualisticamente ajustado e altamente especializado.
Abstract
The primary aim of this work is to investigate the volatile compounds that mediate the specialized crepuscular pollination between Ptiloglossa and Passiflora pohlii, and to determine their production sites. This interaction is characterized by a remarkable chemical overlap between the olfactory profiles of the bee and the flower, as well as by the exclusivity of the mutualism, where P. pohlii relies on Ptiloglossa as its only effective pollinator. Thus, our work is structured around two main axes:
Floral Fragrance Characterization: The first chapter aims to identify the chemical composition of the volatiles of P. pohlii, determine their emission rhythm, and anatomically locate the odor-producing structures. We found that the filaments of the outer corona were the source of the intense citrus aroma, as proven through chemical, morphological, and ultrastructural analyses of these structures. The emission of volatiles, dominated by monoterpenes (97%), peaked at dawn, coinciding with the foraging time of the bees described in the literature, and decreased drastically (90%) a few hours later a decline correlated with the degradation of cellular organelles. It is concluded that P. pohlii possesses a highly coordinated system of structural, chemical, and temporal characteristics, which strongly suggests an adaptation to selectively attract its crepuscular pollinators within a restricted time window.
Bee Fragrance Characterization: The second chapter analyzes the volatile compounds emitted by the Ptiloglossa bees themselves, comparing males and females and identifying the gland responsible for production. The results demonstrated that the mandibular gland is the source of the bees' characteristic citrus odor, which is predominantly composed of monoterpenes, such as geraniol and geranial. A clear sexual dimorphism was documented: the gland morphology is rounded (bean-shaped) in females and trilobed in males. These results support the hypothesis that these compounds would function as pheromones, for which future bioassays will be needed to confirm it.
Together, the two chapters reveal a remarkable chemical and ecological parallel: both the plant and its specialized pollinator emit profiles dominated by citrus-scented monoterpenes, synchronized with the crepuscular activity window, suggesting a mutually adjusted and highly specialized pollination system.
Assunto
Zoologia, Abelhas, Polinização
Palavras-chave
Polinização crepuscular, Voláteis florais, Ultraestrutura do osmóforo, Emissão de aroma terpenoide, Passiflora, Ptiloglossa, Glândula mandibular
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