biologia reprodutiva de ocotea longifolia kunth. …

Ministério da Ciência, Tecnologia. Inovações e ComunicaçõesInstituto Nacional de Pesquisas da Amazônia

Coordenação de CapacitaçãoDivisão Apoio Técnico

PIBIC

2.326

PROGRAMA DE INICIAÇÃO CIENTIFICA DO INPARELATÓRIO FINAL

BIOLOGIA REPRODUTIVA DE Ocotea longifolia Kunth. (LAURACEAE)

BOLSISTA: KELLEN TRAJANO DE LIMA.

ORIENTADORES: ALBERTO VICENTINI

MÁRIO HENRIQUE TERRA ARAÚJO

Relatório Fin^^ apresentado ao Instituto Nacionalde Pesquisas Amazônia, como requisito para aconclusão participante do Programa deIniciação Cieri^^fica do INPA.

Manaus - Amazonas

2017

Apoio Financeiro: Realização:

FAPEAM COCPI. MÍTERIODA

ciEncia, tecnologia,

'Novações e comunicações

Ministério da Ciência, Tecnologia. Inovações e ComunicaçõesInstituto Nacional de Pesquisas da Amazônia

Coordenação de CapacitaçãoDivisão Apoio Técnico

Biologia reprodutiva de Ocotea longifolia Kunth (Lauraceae)

Resumo

Foram estudados aspectos da biologia floral e reprodutiva de Ocotea longifolia Kunth., uma espéciedióica com ampla distribuição, ocorrendo desde as terras baixas da Amazônia até os Andes, sendoencontrada crescendo em vários ambientes, desde florestas com solo arenoso até florestas com soloargiloso. Foram marcados trinta indivíduos férteis na Universidade Federal do Amazonas-UFAM eno Instituto Nacional de Pesquisas do Amazonas-INPA para coleta de flores e detenninação do sexoatravés da dissecação, para avaliação do sistema reprodutivo e para observação de visitantes florais.A morfologia floral das flores femininas e masculinas são bem semelhantes possuindo seis tépalas.As flores masculinas possuem nove estames com abertura valvar e um pistilo não funcional sem apresença de óvulo, enquanto a feminina possui nove estaminódios e um pistilo com ovário uniovular.Os recursos florais oferecidos pra os visitantes são pólen e néctar nas flores masculinas e apenasnéctar nas flores femininas, ambas possuem odores na corola que pennanecia no decoiTer de todo odia. A produção e liberação de pólen das anteras ocoiTem ao longo do dia, bem como a atividadeestigmática, estando o estigma receptivo do inicio da manhã até o final da tarde. O número de fi*utosresultantes de polinização natural foi de 43,7%, do tratamento de cruzamento foi relativamente baixacom formação de 17,1% de frutos, e no tratamento de apomixia não resultou em nenhuma fonnaçãode fioitos. Esses dados demonstram a dependência de Ocotea longifolia Kunth aos agentespolinizadores para produção de sementes, apesar de que visitantes florais quase não foramobservados durante o estudo e os polinizadores efetivos não puderam ser claramente definidos.

Palavras Chave: Biologia floral, biologia reprodutiva, dioicia, Lauraceae, Ocotea.

Subárea Botânica

Financiamento

(PIBIC/CNPq)

Data:

Orientador

K-iÜUjÍAA/ dt Lrtmn.Kellen Trajano de Lima (Bolsista)

Apoio Financeiro; Realização:

f . y • ■,

FAPEAM COCPMltlISIÉRlODA

QÊNCIA, TECNOLOGIA,INOVAÇÕES E COMUNICAÇÕES

PROGRAMA DE INICIAÇÃO CIENTIFICA DO INPA

RELATÓRIO FINAL

INTRODUÇÃO

Lauraceae Juss, é uma das famílias mais abundantes em florestas tropicais, e de importância

econômica por sua madeira de alta qualidade, produção de temperos e óleos aromáticos como

matéria prima para produção de perfumes (Rohwer, 2000). Entretanto, a biologia reprodutiva da

família é simplesmente desconhecida. Em geral, as espécies são ginodióicas, no qual algumas plantas

são hermafroditas e outras são femininas (Kosterman, 1957; Rohwer, 1993). Lauraceae possui

aproximadamente 3000 espécies distribuídas em 52 gêneros (vau der Werff, 2002). Para o Brasil

estão registradas 441 espécies e 24 gêneros, das quais aproximadamente 39% são espécies de Ocotea

Aubl. (Quinet et al. 2015). Evidências moleculares demonstram que Lauraceae é monofilética

(Remier, 1999; Chanderbali et al., 2001), mas muitos gêneros são para- ou polifiléticos, incluindo

Ocotea, o gênero mais diverso na região Neotropical (Chanderbali et al., 2001), com ca. de 400

espécies distribuídas desde o México até a Argentina (van der Werff, 2012). A alta diversidade de

espécies aliada à complexa morfologia e a polifilia fazem desse gênero um dos maiores problemas

taxonômicos em Lauraceae (Rohwer, 1986; Assis, 2009).

Ocotea longifolia Kunth. é uma espécie morfologicamente variável e com ampla distribuição,

ocorrendo desde as terras baixas da Amazônia até os Andes, sendo encontrada crescendo em vários

ambientes, desde florestas sobre solos arenosos até florestas de terra firme sobre argilosos. Na região

de Manaus-AM, Amazônia Central, O. longifolia é uma espécie comum e abundante em algumas

áreas florestadas, incluindo o Campus I do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (ca. de

aproximadamente 30 indivíduos marcados). A espécie é de fácil reconhecimento no Campus, sendo

distinguida das demais espécies do gênero por seus ramos quadrangulares e relativamente alados.

Embora alguns autores (Kubitzki & Kurz, 1984; Rohwer, 2009) tenliam explorado o sistema

reprodutivo e a biologia floral de alguns gêneros em Lauraceae Juss não existem estudos sobre a

biologia floral ou polinização para Ocotea. Nesse contexto, Ocotea longifolia se mostra como uma

ótima espécie para explorar a biologia reprodutiva e a polinização no gênero, pois é uma espécie de

fácil reconhecimento, comum e de baixo porte, o que facilita a observação dos polinizadores e

estabelecimento de experimentos. O objetivo deste estudo foi investigar a biologia reprodutiva de


r e;I MirOISTERlí QA

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PROGR.\MA DE INICIAÇÃO CIENTIFICA DO INPA

RELATÓRIO FINAL

Ocotea longifolia Kunth. caracterizar sua morfologia floral, acompaiiliar o período fenológico e

identificar os visitantes e polinizadores.

niI«IS

t

MATERIAL E MÉTODOS

Localização dos espécimes

Forain marcados 30 indivíduos férteis da espécie O. longifolia, sendo 20 no Campus I do

Instituto Nacional de Pesquisa da Amazônia- INPA e 10 no setor sul da Universidade Federal do

Amazonas- UFAM.

Figura 1: A: indivíduos da espécie O longifolia marcados no Campus I do INPA; B: indivíduos marcados na UFAM.

Fenologia

O acompanhamento fenológico foi realizado quinzenalmente para observação e coleta de

botões, flores e fhitos no período de agosto de 2016 a junho de 2017.

Morfologia

A morfologia floral foi determinada a partir da análise de vinte flores coletadas e fixadas em

álcool etílico 70% glicerinado para evitar dissecação, onde foi detenninado o número e cor das

tépalas; número de estames; deiscência da antera; tipo de estigma e número de aberturas; posição do

ovário e número de lóculos e óvulos.

Para constatação das regiões emissoras de odor (osmóforos) na corola, flores pistiladas e

estaminadas foram imersas em uma solução de Vermelho neutro por um período de uma hora e após

foram lavadas com água destilada (Keams & Inouye, 1993).

Apoio Financeiro: Rcalizaçao:

^CNPq fapeam 1

INPA COCPPA

GÊNCIA. TECNOlOeia,INOVAÇÕES E COMUNICAÇÕES

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Flores pistiladas em pré-antese foram coletadas para avaliar a receptividade estigmática com

auxílio de Peróxido de hidrogêoio (H202) 10%. A solução foi aplicada no estigma de três flores em

intervalos de quatro horas ao longo de um dia, e as bolhas formadas foram avaliadas com auxílio de

estereomicróscopio, seguindo o método proposto por Lenzi et al., (2005). Flores estaminadas foram

coletadas pai-a verificação da abertura das anteras e liberação de pólen com utilização de lupa de mão

com aumento de 20X.

Para avaliação do sistema reprodutivo foram realizados experimentos por meio de

polinização controlada, através de três tratamentos: (1) Apomixia, as inflorescências pistiladas ainda

em botões foram ensacadas cora um saco de tecido medindo cerca de 15x10 cm para averiguação se

nessa espécie oconia autofecundação; (2) Fecundação cruzada, onde houve cruzamento manual de

flores pistiladas e estaminadas após a abertura das flores, sendo ensacadas para evitar visitação de

polinizadores e (3) Polinização natural, as inflorescências foram marcadas com etiquetas e não

ensacadas. Para cada um desses tratamentos, foram utilizadas cerca de 150 flores. Os dados foram

analisados ati*avés de um teste de duas proporções (Z-test), no qual foi considerado o número de

flores tratadas vs o número de frutos formados (Benezar & Pessoni, 2006).

N

*

Figura 2; Tratamento de apomixia (A); Tratamento fecundação cruzada (B); Tratamento de polinização natural (C).

Apoio Financeiro:

ÜCNPq

Realização:

r o

FAPiAM INPAjCOCPMmisTtno DA

aeNaA.TECW>l£GIA,mOVACfiS E COMUfOCACAES

PROGR.\MA DE INICIAÇÃO CIENTIFICA DO INPARELATÓRIO FINAL

si

Visitantes

Os polinizadores e visitantes florais foram monitorados com auxílio de binóculos e câmera

fotográfica em diferentes horários durante a manhã, tarde e inicio da noite, também foram

observados o comportamento, tempo de permanência e o horário de visitação. Para a coleta dos

insetos foi utilizada rede entomológica e armadilhas adesivas seguindo o protocolo proposto por

Terra-Araújo et ai., (2012).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A. Fenologia

O período de floração de O. Jongifolia é de janeiro à abril e o período de fiTitificação é de

maio à setembro. As espécies femininas e masculinas florescem simultaneamente e a antese floral

inicia-se por volta das 6:00 horas da nianliã e tennina por volta das 19:00 horas noite.

B. Biologia Floral

Ocotea longifolia é uma espécie dióica, há inflorescências pistiladas e estaminadas funcionais

em indivíduos distintos, no qual foi possível a constatação através da dissecação das flores de

diferentes espécimes. As inflorescências são paniculadas, as flores possuem seis tépalas cor de

creme, nove estames com deiscência da antera valvar, único pistilo e única abertura no estigma.

Verificou-se a diferença dos pistilódio das flores masculinas, como os pistilódios não possuem

ovário e óvulo, ou seja, não funcionais e seu comprimento e larguras são menores comparados com

os pistilos das flores femininas que possuem óvulo. O ovário é súpero com placentação axial,

unilocular, uniovular e o fruto é do tipo baga, quando maduro possui coloração escura e a base é

envolvida por uma cúpula lenhosa.

Apoio Financeiro: Realização:f ■ ó"


RELATÓRIO FINAL

C. Biologia reprodutiva

Os testes com Vermelho Neutro indicaram a presença de osmóforos na porção basal da

corola. Desde a pré- antese e ao longo de todo o período de atividade floral em flores femininas e

masculinas favorecendo na atração dos visitantes e polinizadores para as flores.

Figura 4; Indicação positiva de odores na corola através da solução de Vermelho neutro deKeams & Inouye, 1993.

A receptividade estígmática foi analisada das 8 horas da manhã até as 16 horas da tarde

com intervalos de 4 horas. O estigma esteve receptivel no deconer de toda atividade floral. Foi

possível observar a decrescente fonnação de bolhas através da reação com Peróxido de Hidrogênio

no decoiTcr do dia, no período da manhã esteve mais receptivel formando maior quantidade de

bolhas e maiores, ao final da tarde ainda receptivel fonnou pequenas bolhas.

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FAPEAM

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■1. PA COCPMINISTÉRIO DA

□ENOA. nCNOlOGIA,mOVACÕES £ COMUWCACfiES


RELATÓRIO FINAL

Figura 5: Teste de receptividade as 8:00 horas (A); Teste de receptividade as 12:00 horas (B); Teste dereceptividade as 16:00 horas (C).

A avaliação do sistema reprodutivo por polinizaçâo controlada teve os seguintes dados. No

tratamento de apomixia nenlium fruto se formou {n- 181; 0%), no tratamento de polinizaçâo

cruzada (n= 163; 17,1%) e no tratamento de polinizaçâo natural (n=176; 43,7%). Esses dados

demonstram a dependência de Ocotea longifolia aos agentes polinizadores para fecundação do

ovário e consequentemente na produção de fmtos e sementes.

Tabela 1. Tratamentos por polinizaçâo controlada

Tratamento

Apomixia

Fecundação Cruzada

Polinizaçâo Natural

N" de Flores N° de Frutos

T

28

77

D. Visitantes e Polinizadores

Em Ocotea longifolia é freqüente a presença de ninhos de formigas nas inflorescências e

infrutescências, provavelmente uma relação mutualística em que a planta oferece algum recurso que

pode ser abrigo c/ou alimento e as formigas a protegem contra herbivoria (RIBEIRO, et al. 1999).

Outros insetos da ordem Hemiptera também são encontrados.

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Figura 6: inseto ordem Hemiptera da subfamília Smiliinae (A, B); Formigas da ordem Hymenoptera dasubfamilia Ponerinae (C); Formiga da ordem Hymenoptera da familia Formicidae (D); Formiga da ordemHymenoptera da subfamilia Myrmicinae (E); Ninho de Hemiptera (F); Ninho de formigas (G).

Os visitantes florais, no geral permanecem pouco tempo em cada flor, cerca de três a

cinco segundos pousando ou não, quando pousam caminham pela inflorescencia, folhas e por todo

ramo. Os visitantes observados são da ordem Hymenoptera e Diptera. Nas 30 horas foi possivel a

observação de 14 visitas. Uma visita do espécime da imagem D no período da tarde às 16:20 horas,

no qual ficou por cerca de quatro segundos nas inflorencências e após ficou caminho por várias

folhas. Duas visitas da espécie da imagem A em dias diferentes, no período da manhã às 11:00 e a

tarde às 14: 40 horas, passando por diversas flores. Durante a coleta do inseto foi possível observar

suas pernas e cabeça com a presença de grãos de pólen no período da manhã. Quatro visitas da

espécie da imagem B em dias distinto nos períodos de manhã e tarde, passando rapidamente em

muitas flores cerca de dois a três segundos, não pousando completamente nas inflorescências

batendo sempre suas asas. A espécie que mais visitou foi a da imagem C com 7 visitas em dias

também diferentes todos no período da manhã pousando nas inflorescência e permacendo cerca de

cinco segundos em cada flor. Esses insetos são capazes de penetrar na corola em busca de pólen e de

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Realização

PA IÇPÇPMINISTtniO DA

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RELATÓRIO FINAL

de cinco segundos em cada flor. Esses insetos são capazes de penetrar na corola em busca de pólen e

de néctar, a morfologia floral para atração dos visitantes são bem importantes, pois assumem o papel

de unidade de atração, além do odor exalado pelas flores masculinas e femininas.

Figura 7: Insetos da ordem Hymenoptera.

CONCLUSÃO

Com base nos dados dos tratamentos de polinização controlada foi possível sugerir que O.

longifolia possui dependência de polinizadores para formação de frutos e sementes pois no

tratamento de apomixia não formaram nenhum fruto, no de polinização manual o número de frutos

formados foram relativamente baixo, devido provavelmente a dificuldade de manuseio nas

minúsculas flores de O. longifolia.

No presente estudo não foi possível identificar efetivamente os polinizadores para essa

espécie, mas pode-se sugerir que os polinizadores sejam insetos pequenos da ordem Hymenoptera

que variam de um a três centímetros de tamanho das quais foram observados com hábitos diurnos.

REFERÊNCIAS

Assis, L.C.S. 2009. Sistemática e filosofia: fílogenia do complexo Ocotea e revisão do grupo Ocotea

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Departamento de Botânica. 226p.

Benezar, R.M.C. & Pessoni, L.A. 2006. Biologiafloral e sistema reprodutivo de Byrsonima

coccolobifolia (Kunth) em uma savana amazônica. Acta Amaz. 36(2): 159-168

Apoio Kinanceiro: Real ízaçáo:

OiCNPq fapeam INPA cgçpminístCrioda

aENOA. ncNoioci*,WOVACÕeS í COMUNtCAÇÔtS


RELATÓRIO FINAL

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í" t■ t/.INIS 'RIO DA

^CNPq iIMPA COCPOI INOVAÇÕES E COMUNICAÇÕES

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