universidade estadual de campinas instituto de...
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
INSTITUTO DE BIOLOGIA
CAROLINA CARVALHO DE MELLO FREITAS
CARACTERES ESTRUTURAIS DIAGNÓSTICOS E
TENDÊNCIAS EVOLUTIVAS EM FRUTOS DE
RAUVOLFIOIDEAE (APOCYNACEAE) COM ÊNFASE NA
TRIBO VINCEAE
CAMPINAS
(2017)
CAROLINA CARVALHO DE MELLO FREITAS
CARACTERES ESTRUTURAIS DIAGNÓSTICOS E TENDÊNCIAS EVOLUTIVAS EM FRUTOS DE RAUVOLFIOIDEAE
(APOCYNACEAE) COM ÊNFASE NA TRIBO VINCEAE
Tese apresentada ao Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para a obtenção do Título de Doutora em Biologia Vegetal.
Orientador: ANDRÉ OLMOS SIMÕES Co-Orientador: SANDRA MARIA CARMELLO-GUERREIRO
CAMPINAS
(2017)
ESTE ARQUIVO DIGITAL CORRESPONDE À
VERSÃO FINAL DA TESE DEFENDIDA PELA
ALUNA CAROLINA CARVALHO DE MELLO
FREITAS E ORIENTADA PELO PROF. DR.
ANDRÉ OLMOS SIMÕES.
Campinas, 30 de agosto de 2017.
COMISSÃO EXAMINADORA
Prof. Dr. André Olmos Simões
Profa. Dra. Letícia Silva Souto
Profa. Dra. Ingrid Koch
Prof. Dr. Diego Demarco
Prof. Dr. João Semir Os membros da Comissão Examinadora acima assinaram a Ata de Defesa, que se encontra no processo de vida acadêmica do aluno.
“Dedico a Deus e a minha família,
que tanto me ajudaram para que este sonho se
tornasse realidade. ”
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus, por seu amor incondicional e por iluminar meu caminho, me
guiando e dando forças para sempre seguir em frente.
Ao Departamento de Biolgia Vegetal do Instituto de Biolgia da Unicamp,
principalmente ao laboratório de Anatomia Vegetal, onde recebi toda a infraestrutura
para a realização desta dissertação.
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) e
ao Conselho Nacional de Pesquisa Científica e Tecnológica (CNPq) pelas bolsas
concedidas durante a elaboração desta tese.
Ao meu orientador Prof. Dr. André Olmos Simões, por todos estes 6 anos de
incentivo na vida de pesquisa, pelo apoio, paciência, confiança, por me envolver na
pesquisa e pela sua amizade.
À minha coorientadora Profa. Dra. Sandra Maria Carmello-Guerreiro, pela ajuda,
apoio, carinho, conselhos e pelos ensinamentos na anatomia vegetal.
Aos membros da pré banca Prof. Dr. Diego Demarco, Profa. Dra. Ingrid Koch e
a Profa. Dra. Letícia Souto pelas excelentes sugestões, correções e discussões que me
ajudaram para a elaboração de minha dissertação. Ao Prof. Dr. Diego Demarco, Profa.
Dra. Ingrid Koch, Profa. Dra. Letícia Souto, Profa. Dra. Priscila Cortez, Profa. Dra.
Juliana Mayer, Prof. Dr. João Semir e a Dra. Rosemari Morokawa por terem aceitado
participar como membros da banca examinadora da minha dissertação.
Aos funcionários do Departamento de Biologia Vegetal pela prestatividade a
ajuda durante esses anos.
Aos meus pais, Artur e Virgínia e ao meu irmão Artur, responsáveis por cada
sucesso obtido, cada degrau avançado e que durante todos esses anos foram para mim
um grande exemplo.
Ao meu marido Alaor e minha filha Manuela, pelo amor, carinho e compreensão.
Aos amigos lindos, queridos, companheiros, alguns deles muito longe, mas que
mesmo assim nunca deixaram de ser amigos.
Aos amigos do laboratório de Anatomia Vegetal por serem sempres tão
prestativos e carinhosos comigo, em especial a Bárbara Biazotti, que além de fazer parte
fundamental de todo o trabalho se tornou uma grande amiga.
Assim, agradeço a todas as pessoas que me ajudaram a transformar este meu
sonho em realidade! Muito obrigado!
RESUMO
Apocynaceae é uma das maiores famílias dentre as angiospermas e apresenta
notável variedade morfológica de caracteres reprodutivos. A classificação tribal de
Rauvolfioideae tem sido tradicionalmente baseada em caracteres de frutos e sementes,
já que representa um grupo morfologicamente heterogêneo quanto aos frutos e
sementes. Rauvolfioideae forma um grupo parafilético composto por linhagens basais
e possui 11 tribos e 79 gêneros. As tribos Aspidospermeae e Alstonieae são fortemente
apoiadas como linhagem irmã das demais tribos da subfamília e Vinceae forma um
clado fortemente sustentado com as tribos irmãs Willughbeieae e Tabernaemontaneae.
Estudos filogenéticos contribuíram para avaliar a importância de caracteres
morfológicos nas classificações de Rauvolfioideae, no entanto, em níveis de hierarquia
taxonômica mais baixos, a anatomia de frutos pode fornecer conjuntos de caracteres
relativamente estáveis que atuam como diagnósticos para as tribos Vinceae,
Willughbeieae, Tabernaemontaneae e, especialmente, para suas subtribos e gêneros.
Por isso, o trabalho tem como objetivo caracterizar os frutos de trinta e quatro espécies
de cinco tribos e, por meio de estudo anatômico, fornecer caracteres taxonomicamente
úteis para uma melhor interpretação da história evolutiva dos frutos na família. Frutos
foram coletados e processados conforme técnicas usuais de microscopia de luz. No
primeiro capítulo, a partir dos resultados anatômicos de 26 espécies, foi construida uma
matriz de dados codificados preparado no programa Mesquite 2.75, esses caracteres
codificados foram mapeados em cladograma construído a partir das relações
filogenéticas evidenciadas por estudos já realizados por outros autores. Dos 30
caracteres analisados, seis são prováveis sinapomorfias para classificação das tribos e
os demais se mostraram homoplásticos ou de reconstrução ambígua para os clados
principais da filogenia. As principais sinapomorfias são: 1. Polpa do fruto envolvendo as
sementes, 2. Flange cuticular no exocarpo, 3. Idioblastos fenólicos no mesocarpo, 4.
Linha de Deiscência, 5. Número de camadas do endocarpo e 6. Endocarpo lignificado.
No capítulo 2, foram analisados caracteres anatômicos de nove espécies do gênero
Rauvolfia e os resultados foram comparados com espécies de outros quatro gêneros de
Vinceae - Kopsia fruticosa, Ochrosia elliptica, Catharanthus roseus e Petchia
erythrocarpa. Os resultados reafirmam a hipótese de outros autores sobre o
monofiletismos do gênero, a partir da constância dos caracteres observados na
ontogenia do fruto. Quando comparado com dados de espécies de gêneros diferentes
da tribo que possuem o mesmo tipo de fruto, podemos afirmar a hipótese que esses
frutos drupoides não são homólogos, devido às grandes mudanças que ocorrem no
pericarpo dos frutos.
ABSTRACT
Apocynaceae is one of the largest families in angiosperms and presents a remarkable
morphological variety of reproductive traits. Rauvolfioideae is one of the five subfamilies
recognized in Apocynaceae, comprising 11 tribes and 79 genera that form a paraphyletic
and morphologically heterogeneous group. In contrast to the other subfamilies, the tribal
classification of Rauvolfioideae has been traditionally based on fruit character and seeds,
The tibes Aspidospermeae and Alstonieae are strongly supported as sister to the other
tribes of the subfamily, whereas Vinceae forms a strongly supported clade with the sister
tribes Willughbeieae and Tabernaemontaneae. Phylogenetic studies have contributed to
evaluate the importance of molecular characters in the taxonomy of Rauvolfioideae;
however, at lower taxonomic levels, fruit and seed morphology and anatomy may provide
relatively stable characters that may be diagnostic at the tribal or generic level, especially
within the Vinceae-Willughbeieae- Tabernaemontaneae clade. Therefore, the objective
of this work is describe and characterize the fruit anatomy of thirty-four species from five
tribes of Rauvolfioideae (Alstonieae, Aspidospermeae, Tabernaemontaneae, Vinceae
and Willughbeieae) and to provide characters taxonomically useful for a better
interpretation of the evolutionary history of the fruits in the family. Fruits were collected
and processed according to usual light microscopy techniques. In the first chapter, based
on the anatomical results of 26 species, an encoded data matrix was constructed. These
coded characters were mapped in a cladogram constructed from the phylogenetic
relationships evidenced by studies already performed by other authors. Of the 30
characters analyzed, six are putative synapomorphies for major clades, and the others
are homoplastic or have ambiguous reconstructions of character state changes. The
principal synapomorphies are: 1. Fruit pulp surrounding the seeds, 2. Cuticle flap in the
exocarp, 3. Phenolic idioblasts in the mesocarp, 4. Dehiscence line, 5. Number of layers
of the endocarp, and 6. Lignified endocarp. In chapter 2, the fruit anatomy of nine species
from the genus Rauvolfia were analyzed and the results were compared with species
from other four genera of Vinceae - Kopsia fruticosa, Ochrosia elliptica, Catharanthus
roseus and Petchia erythrocarpa. The results reinforces the monophylly of Rauvolfia,
due to the constancy of the characters observed in the fruit ontogeny of the studies
species of he genus. When compared with the other studied genera of Vinceae with
drupoid fruits, our results corroborate the hypothesis that these drupoid fruits are not
homologous in Vinceae, mainly due to the observed differences in the pericarp structure
and organization.
Sumário INTRODUÇÃO .............................................................................................................................. 10
JUSTIFICATIVA ............................................................................................................................. 19
OBJETIVOS GERAIS ...................................................................................................................... 20
OBJETIVOS ESPECÍFICOS .............................................................................................................. 20
Capítulo 1 .................................................................................................................................... 21
Caracteres estruturais diagnósticos e possíveis tendências evolutivas de frutos em tribos da
subfamília Rauvolfioideae .......................................................................................................... 21
INTRODUÇÃO .......................................................................................................................... 21
MATERIAIS E MÉTODOS .......................................................................................................... 22
RESULTADOS ........................................................................................................................... 25
Reconstrução de estados de caráter ancestrais ................................................................. 33
DISCUSSÃO .............................................................................................................................. 53
Tendências evolutivas em frutos de Rauvolfioideae........................................................... 53
Homologia dos frutos drupoides de Vinceae ...................................................................... 56
Homologia dos folículos secos e carnosos .......................................................................... 58
Tabernaemontaneae e homologia dos frutos bacoides ..................................................... 61
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................... 66
Capítulo 2 .................................................................................................................................... 71
Valor taxonômico de caracteres estruturais de frutos no gênero Rauvolfia L. (Vinceae,
Rauvolfioideae, Apocynaceae) ................................................................................................... 71
INTRODUÇÃO .......................................................................................................................... 71
OBJETIVOS ............................................................................................................................... 73
MATERIAIS E MÉTODOS .......................................................................................................... 74
RESULTADOS ........................................................................................................................... 76
Discussão ................................................................................................................................. 85
Referências Bibliograficas ....................................................................................................... 91
Considerações Finais ................................................................................................................... 96
Referência Bibliográfica .............................................................................................................. 98
Anexo I .....................................................................................................................................107
Anexo II ....................................................................................................................................108
10
INTRODUÇÃO
HISTÓRICO TAXONÔMICO DA FAMÍLIA
Segundo Tournefort (1694), a família Apocynaceae foi estabelecida por
Adanson em 1768 sob o nome de Apocyna, a qual englobava Apocynaceae s.str.
(Atuais subfamílias Rauvolfioideae e Apocynoideae) e Asclepiadaceae (atuais
subfamílias Periplocoideae, Secamonoideae e Asclepiadoideae) como uma
única família. Posteriormente, Jussieu (1789) modificou o termo “Apocyna” para
“Apocineae”, sem alterar a sua circunscrição e, a partir de então, vem sendo
citado como autor da família na maioria dos trabalhos. Em 1810, Brown
considerou estas duas famílias separadamente baseando-se na presença de um
translador portando polínias em Asclepiadeae (Asclepiadaceae) e ausência
deste em Apocineae (Apocynaceae). Segundo Cronquist (1981), estas famílias
seriam as mais relacionadas entre si na ordem Gentianales, e esta proximidade
taxonômica se deve, dentre outros fatores, à presença de laticíferos e
glicosídeos cardiotônicos. Embora a classificação de Brown tenha sido
universalmente aceita e implementada por autores subsequentes,
questionamentos sobre a delimitação das duas famílias e o relacionamento entre
estas permaneceram entre os taxonomistas do grupo e com informações
moleculares, agora, asseguram que Asclepiadaceae é um subclado de
Apocynaceae (Endress, et al., 1996; Sennblad & Bremer, 1996; Potgieter &
Albert, 2001; Livshultz et al., 2007; Livshultz, 2010).
Endress & Bruyns (2000) combinaram, pela primeira vez, um grande
conjunto de caracteres morfológicos e evidências moleculares e propuseram a
reunificação das tradicionais Apocynaceae s. str. e Asclepiadaceae numa ampla
circunscrição, sendo dividida em cinco subfamílias: Rauvolfioideae,
Apocynoideae, Periplocoideae, Asclepiadoideae e Secamonoideae. As
subfamílias Rauvolfioideae e Apocynoideae correspondem à tradicional
Apocynaceae s. str. e as subfamílias Periplocoideae, Asclepiadoideae e
Secamonoideae, à tradicional Asclepiadaceae. Essa delimitação de
Apocynaceae s.l. engloba um grupo fortemente suportado como monofilético em
Gentianales e a classificação infrafamiliar vem sendo aprimorada por Endress et
al. (2007) e mais recentemente por Endress et al. (2014). Apesar dos avanços
na sistemática de Apocynaceae nas últimas duas décadas, a divisão em
11
subfamílias ainda é imperfeita devido aos parafiletismos de Rauvolfioideae e
Apocynoideae e do posicionamento fracamente sustentado de Periplocoideae
(Potgieter & Albert, 2001; Sennblad & Bremer, 2002; Livshultz et al., 2007; Ionta
& Judd, 2007; Simões et al., 2007; Livshultz, 2010) necessitando, portanto, de
mais estudos morfológicos e moleculares para aprimorar a circunscrição
infrafamiliar.
Apocynaceae possui sua distribuição principalmente em zonas tropicais e
subtropicais, com poucos representantes em zonas temperadas (Sennblad et al.,
2002; Judd et al., 2009). É uma das maiores famílias de angiospermas, com 375
gêneros e mais de 5.000 espécies (Endress, 2004; Endress et al., 2007). Todos
os representantes da família são latescentes e produzem vários alcaloides e
cardenolídeos, dos quais alguns possuem propriedades medicinais. O exemplo
mais conhecido é Catharanthus roseus (L.) G. Don (pervinca-rosa), que contém
vimblastina e vincristina, compostos usados em todo o mundo para o tratamento
de leucemia infantil (Souza & Lorenzi, 2008). A família também possui muitas
plantas ornamentais bem conhecidas, tais como Allamanda cathartica L. (dedal-
de-rainha), Nerium oleander L. (espirradeira) e Hoya carnosa (L. F.) R. Br. (flor-
de-cera). (Sennblad & Bremer, 2002; Judd et al., 2009).
Algumas características úteis na classificação em níveis mais altos dentro
de Apocynaceae foram descritas por Goyder (1992) e Endress & Bruyns (2000).
Elas incluem: a direcionalidade dextrorsa vs sinistrorsa dos lobos da corola em
pré-floração, a presença vs ausência de tecidos lignificados na região dorsal das
anteras, o número de sacos polínicos, o tipo de abertura do grão de pólen, a
formação ou não de um ginostégio (órgão formado pela fusão dos estames ao
gineceu), o grau de fusão dos ovários, o tipo de fruto, a presença ou ausência
de tricomas sobre a semente, e a presença ou ausência de alcaloides indólicos.
Quando todas essas características são levadas em consideração, alguns
gêneros da subfamília Apocynoideae, mostram ter mais características em
comum com táxons tradicionalmente posicionados em Asclepiadaceae
(atualmente, subfamílias Asclepiadoideae e Secamonoideae) do que com táxons
de Rauvolfiodeae (Goyder, 1992; Endress & Bruyns, 2000).
Na maioria das famílias de angiospermas, a antera é uma estrutura
bilateral simétrica que produz quatro sacos polínicos (microesporângios)
dispostos em dois pares (tecas), em ambos os lados. Em Asclepiadoideae, um
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saco de pólen em cada lado da antera foi perdido durante a evolução, de modo
que cada antera produz apenas dois sacos polínicos, um em cada teca. O
conteúdo de pólen total de cada saco polínico se fundiu e está rodeado por uma
espessa camada exterior. Esta massa aglutinada de pólen é chamada de polínia
(Endress & Bruyns, 2000; Judd et al., 2009; Demarco, 2014; Endress, 2016).
Cada flor, em Asclepiadoideae, tem cinco anteras e, portanto, dez polínias e um
dispositivo para o transporte de pólen em massa, chamado translador. Em
Apocynaceae s.str., o pólen amadurecido está na forma de mônades ou mais
raramente em tétrades, mas nunca formando polínias e o translador está ausente
(Endress & Bruyns, 2000).
Dessa forma, muitos estudiosos argumentaram que Asclepiadaceae
poderia ser distinta de Apocynaceae com base em duas características, a
presença de translador e os grãos de pólen unidos em polínias (Sennblad, 1997;
Endress & Bruyns, 2000). Esta proposta, no entanto, não encontra suporte em
estudos filogenéticos e, por esta razão, o conceito amplo de Apocynaceae é
largamente aceito pelos taxonomistas da família.
SUBFAMÍLIA RAUVOlFIOIDEAE
Rauvolfioideae forma um grupo parafilético composto por linhagens
basais e possui 11 tribos e 79 gêneros (Simões et al., 2007; Endress et al., 2014
– Cladograma 1). As tribos Aspidospermeae e Alstonieae são fortemente
apoiadas como linhagem irmã das demais tribos da subfamília e Vinceae forma
um clado fortemente sustentado com as tribos irmãs Willughbeieae e
Tabernaemontaneae (Endress & Bruyns, 2000; Potgieter & Albert, 2001,
Sennblad & Bremer, 2002, Simões et al., 2007, 2010, 2016).
Essa subfamília apresenta flores morfologicamente mais simples do que
as encontradas nas demais subfamílias e, dessa forma, as flores apresentam
menos caracteres taxonomicamente úteis para a diferenciação de suas tribos,
quando comparada com as outras quatro subfamílias de Apocynaceae. Por outro
lado, Rauvolfioideae é considerada um grupo morfologicamente heterogêneo
quanto aos frutos e sementes. As espécies de Rauvolfioideae apresentam frutos
que variam de apocárpicos a sincárpicos, deiscentes ou indeiscentes, com
13
pericarpo carnoso ou seco, do tipo baga, drupa, folículo, cápsula ou, raramente
sâmara e com sementes nuas, aladas, ariladas ou, raramente, comosas
(Endress & Bruyns, 2000). Este padrão difere do encontrado nas demais
subfamílias, nas quais os frutos são, com raras exceções, um par de folículos
secos portando sementes comosas. Sendo assim, a construção das
classificações tribais tradicionais de Rauvolfioideae foi baseada, principalmente,
nos caracteres de frutos e sementes (Pichon, 1948; Boiteau & Sastre, 1975;
Boiteau et al., 1978; Leeuwenberg, 1994) e na classificação mais recente,
proposta por Endress et al. (2014), os limites das tribos foram estabelecidos a
partir de filogenias e dados morfológicos.
TRIBO VINCEAE
Vinceae é composta por nove gêneros (Catharanthus G. Don, Kamettia
Kostel., Kopsia Blume, Laxoplumeria Markgr., Ochrosia Juss., Petchia Livera,
Rauvolfia L., Tonduzia Pittier e Vinca L.) e cerca de 110 espécies, sendo
amplamente distríbuida em regiões tropicais e subtropicais (Endress et al., 2007;
Simões et al., 2016). Na tribo podem ser encontrados espécies arborescentes e
arbustivas (exceto em Catharanthus e Vinca onde as espécies são herbáceas e
Kamettia, que possui duas espécies lianescentes). Todos os representantes
possuem látex leitoso, folhas opostas ou verticiladas, coléteres calicinais
ausentes, corola com pré-floração sinistrorsa (dextrorsa em Kopsia e Ochrosia),
cabeça do estilete especializada com anel membranáceo basal e a região
estigmática na transição com o estilete (exceto em Kamettia e algumas espécies
de Ochrosia), e ovário apocárpico a sincárpico. A morfologia dos frutos e
sementes em Vinceae é altamente variável. Kopsia, Ochrosia, Petchia e
Rauvolfia possuem drupas com um pericarpo espesso e fibroso ou carnoso e um
endocarpo pétreo, contendo 1-6 sementes, raramente mais. As sementes são
nuas, geralmente com endosperma, reduzido ou ausente apenas em Kopsia. Por
outro lado, em Catharanthus, Kamettia, Laxoplumeria, Tonduzia e Vinca, os
frutos são um par de folículos lenhosos contendo várias sementes nuas, aladas
ou ciliadas, com endosperma abundante. Esta diversidade, tanto nas
características morfológicas vegetativas quanto nas reprodutivas resultou em
14
posições amplamente divergentes desses gêneros em classificações anteriores
(Pichon, 1948; Endress & Bruyns, 2000).
Embora superficialmente similares aos frutos de representantes de outras
tribos, como Alyxieae e Carisseae, detalhes da anatomia de frutos de espécies
de Vinceae são desconhecidos. Mesmo existindo alguns trabalhos relacionados
à morfoanatomia de frutos e sementes em espécies de Apocynaceae (Thomas
& Dave, 1991; Kuriachen et al., 1992; Souza & Moscheta, 1992; Thomas & Dave,
1994; Souza et al., 2004, Aguiar, 2003; Gomes, 2008; Aguiar et al., 2009, entre
outros) eles são poucos frente à riqueza de espécies e diversidade dos frutos e
sementes apresentada pela família.
Em 1844, De Candolle propôs uma classificação, baseada principalmente
em caracteres de frutos e influenciado pelo trabalho de Jussieu (1789), incluiu
quatro gêneros que são hoje colocados em Vinceae. Rauvolfia foi incluído na
tribo Carisseae, que foi caracterizado pelo ovário sincárpico e frutos bacoides ou
drupaceos. Kopsia, Ochrosia e Vinca foram incluídos na tribo Plumerieae,
definido como ovário apocárpico, vários tipos de frutos e sementes nuas. Pichon
(1948a, 1950b) propôs uma nova classificação do grado Rauvolfioideae,
reconhecendo seis tribos (Carisseae, Ambelanieae, Alstonieae, Rauvolfieae,
Tabernaemontaneae, Allamandeae), em que Catharanthus, Kamettia,
Laxoplumeria e Vinca foram incluídos na tribo Alstonieae (com três subtribos e
caracterizada por frutos deiscentes, normalmente folicular, mais raramente
capsular com a parede de fruto seco), enquanto kopsia, Ochrosia, Petchia e
Rauvolfia foram colocados em tribo Rauvolfieae (também com três subtribos e
caracterizado por frutos indeiscente, drupaceos com a parede do fruto carnoso).
Na classificação de Leeuwenberg (1994) o grado Rauvolfioideae seguiu o
de Pichon (1948a, 1950b) para a maior parte. No entanto, os nomes das tribos
e subtribos foram alterados em conformidade com o ICN (McNeill et al., 2012).
Assim, Alstonieae e Rauvolfia na classificação de Pichon (1948 d) tornou-se
Plumerieae e Alyxiae, respectivamente.
Em 2000, Endress & Bruyns (2000), definiram o grupo Vinceae pela
presença da cabeça do estilete geralmente com um colar basal e frutos
drupaceos ou foliculares com uma a seis sementes nuas (ou seja, sem asas,
15
pêlos ou cílios na margem), e composta por oito gêneros: Amsonia,
Catharanthus, kopsia, Neisosperma Raf, Ochrosia, Petchia, Rauvolfia e Vinca.
Na classificação mais recente feita por Endress et al. (2014), seis
subtribos são recém-reconhecidas em Vinceae: Kopsiinae (incluindo apenas
kopsia), Ochrosiinae (incluindo apenas Ochrosia), Tonduziinae (incluindo
Laxoplumeria e Tonduzia), Vincinae (com apenas Vinca), Catharanthinae
(compreendendo Catharanthus, Kamettia e Petchia) e Rauvolfiinae (com apenas
Rauvolfia).
TRIBO WILLUGHBEIEAE
Segundo Endress et al. (2007,2014), a tribo possui 108 espécies e 18
gêneros (Ancylobotris, Bousigonia Pierre, Chamaeclitandra Pichon, Clitandra
Benth., Couma Aubl., Cyclocotyla Stapf, Cylindropsis Pierre, Dictyophleba
Pierre, Hancornia Gomes, Lacmellea H. Karst., Landolphia P. Beauv., Leuconotis
Jack, Ortopichonia Jack, Pacouria Aubl., Parahancornia Ducke, Saba (Pichon)
Pichon, Vahadenia Stapf e Willughbeia Roxb.) e apresenta distribuição
pantropical. As espécies neotropicais são árvores ou mais raramente arbustos
com a exceção de Pacouria Aubl., um pequeno gênero contendo três espécies
de hábito lianescente. Já as espécies paleotropicais são arbustos ou mais
comumente lianas com inflorescências ramificadas e por vezes portando
gavinhas. Todas as espécies de Willughbeieae possuem folhas opostas, ovário
sincárpico, frutos indeiscentes e carnosos do tipo baga, pericarpo não fibroso
(com camadas lenhosas no mesocarpo em alguns gêneros paleotropicais, como
Ancylobotris e Landolphia, e também em Pacouria), e um grande número de
sementes no interior do pericarpo (Endress & Bruyns, 2000).
TRIBO TABERNAEMONTANEAE
Dentre as tribos de Rauvolfioideae, Tabernaemontanae é a maior com 15
gêneros (Ambelania Aubl., Callichilia Stapf, Calocrater K. Schum. & Prantl,
Carvalhoa K. Schum. & Prantl, Crioceras K. Schum. & Prantl, Macoubea Aubl.,
Molungum, Mucoa Zarucchi, Neocouma Pierre, Rhigospira Miers, Schizozygia
16
Baill., Spongiosperma Zarucchi, Tabernaemontana L., Tabernanthe Baill. e
Voacanga Thouars) e 170 espécies (Simões et al. 2010). As espécies da tribo
apresentam uma variação considerável na morfologia de frutos e sementes, com
frutos apocárpicos ou sincárpicos, deiscentes ou indeiscentes, do tipo baga ou
folicular carnoso com sementes ariladas, recobertas por polpa ou nuas, podendo
apresentar sulco hilar profundo (Corner, 1976; Endress & Bruyns, 2000). Apesar
desse conjunto distintivo de caracteres de frutos e de sementes em
Tabernaemontaneae, há controvérsias quanto a sua evolução, principalmente,
em comparação com os frutos e sementes das espécies das tribos irmãs
Willughbeieae e Vinceae (Simões et al., 2007; 2010).
Uma das mais abrangentes classificações tradicionais de Rauvolfioideae
foi a de Pichon (1948a; b) que baseou a classificação supragenérica na
morfologia do fruto e da semente. Pichon (1948b) dividia os gêneros em duas
tribos: 1) Tabernaemontaneae, com frutos apocárpicos e deiscentes com
sementes ariladas; e 2) Ambelanieae, com frutos sincárpicos, indeiscentes e
com sementes não ariladas. O autor dividiu ainda Ambelanieae em duas
subtribos, Ambelaniinae (gêneros Ambelania, Mologum, Neocouma e
Rhigospira), e Macoubeinae (somente Macoubea), baseado principalmente no
grau de fusão do ovário.
Com os adventos da cladística e do uso de dados moleculares para
reconstrução de filogenias, diversos caracteres de frutos e sementes mostraram-
se convergentes, como frutos bacoides indeiscentes em Hunteriaeae,
Tabernaemontaneae, Willughbeieae e em Vinceae e sementes aladas em
Aspidospermeae, Hunteriaeae, Melodineae, Plumerieae e em Vinceae (Simões
et al., 2010), provavelmente, em resposta a pressões seletivas exercidas por
fatores ecológicos e por diferentes agentes dispersores (Potgieter & Albert, 2001;
Simões et al., 2007, 2010, 2016), tornando, portanto, muitos dos agrupamentos
propostos por Pichon (1948a; b) não monofiléticos. Posteriormente, Endress &
Bruyns (2000) circunscreveram Tabernaemontaneae incluindo todos os gêneros
de Rauvolfioideae que possuem anteras lignificadas com suas laterais formando
alas estaminais formando a fenda estaminal (“guide rails”). Nesta circunscrição,
Tabernaemontaneae engloba todos os táxons das tribos Ambelanieae e
Tabernaemontaneae sensu Pichon (1948b). Simões et al. (2010) manteve essa
delimitação e propôs a divisão da tribo em duas subtribos, Ambelaniinae com
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espécies restritas, principalmente, à planície da Floresta Tropical Amazônica,
com frutos sincárpicos indeiscentes e sementes sem arilo, incluindo o gênero
Macoubea, e Tabernaemontaninae com espécies pantropicais com frutos
apocárpicos, geralmente, deiscentes e sementes ariladas.
ESTUDO DOS CARACTERES ANATOMICOS NAS CLASSIFICAÇÕES DE
RAUVOLFIOIDEAE
Os estudos filogenéticos de Potgieter et al. (2001), Simões et al. (2007),
Simões et al. (2010) e de Simões et al. (2016) contribuíram para avaliar se
caracteres morfológicos são informativos nas classificações de Rauvolfioideae,
inclusive para identificar evidências de repetida evolução de alguns caracteres
de frutos e sementes. No entanto, em níveis da hierarquia taxonômica mais
baixos, a anatomia de frutos pode fornecer conjuntos de caracteres
relativamente estáveis que atuam como diagnósticos para as tribos Vinceae,
Willughbeieae, Tabernaemontaneae e, especialmente, para suas subtribos e
gêneros (Potgieter et al., 2001; Simões et al., 2007; Simões et al., 2010; Simões
et al., 2016). Além deles poderem sugerir tendências evolutivas dentro da tribo
e entre as tribos. A morfoanatomia detalhada e comparada desses grupos pode
fornecer caracteres com valor taxonômico diagnóstico para atuarem como uma
ferramenta de identificação, para auxiliar no entendimento da evolução de
caracteres dentro das tribos e até mesmo para reforçar o posicionamento em
relação a tribos irmãs, Vinceae, Willughbeieae e Tabernaemontaneae, em
conjunto com o estudo dos grupos externos Aspidospermeae e Alstoneae.
18
Cladograma 1. Cladograma ilustrando a subfamília Rauvolfioideae. Simões et
al., 2007.
19
JUSTIFICATIVA
Um dos fatores importantes para o desenvolvimento desta tese foi a
necessidade de obter dados que auxiliem na delimitação morfológica de grupos
fracamente suportados e melhor compreensão das relações entre os táxons bem
como na compreensão da evolução dos frutos neste grupo especialmente
diverso quanto a este caráter.
Além disso, este estudo faz parte de um grupo de pesquisa sediado no
Departamento de Botânica do Instituto de Biologia da UNICAMP. Este grupo tem
como líderes o Prof. Dr. André Olmos Simões, que desenvolve estudos em
sistemática, filogenia, taxonomia e morfoanatomia de flores e frutos de
Apocynaceae, a Profa. Dra. Sandra Maria Carmello-Guerreiro, que desenvolve
projetos em anatomia de fruto na família, e a Profa. Dra. Ingrid Koch, especialista
com ampla experiência na taxonomia de representantes diversos de
Apocynaceae. Mesmo existindo alguns trabalhos relacionados à morfoanatomia
de frutos em espécies de Apocynaceae, eles são poucos frente à riqueza de
espécies e à diversidade encontrada na família. Em particular, há uma escassez
de estudos relacionados à anatomia de frutos em Vinceae, Willughbeieae e
Tabernaemontanae.
20
OBJETIVOS GERAIS
Caracterizar os frutos maduros de trinta e duas espécies de cinco tribos
de Rauvolfioideae, Apocynaceae e, por meio de estudo anatômico, levantar
caracteres que sejam importantes para distinção das tribos, subtribos e gêneros
e identificação de uma possível série evolutiva dos caracteres de frutos, servindo
como subsídios para futuros trabalhos taxonômicos e filogenéticos para família.
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
• Identificar caracteres estruturais diagnósticos para as tribos e subtribos
de Rauvolfioideae;
• Identificar possível série evolutiva dos caracteres de frutos dentro das
tribos e entre as tribos, de acordo com filogenia atual.
21
Capítulo 1
Caracteres estruturais diagnósticos e possíveis tendências evolutivas de
frutos em tribos da subfamília Rauvolfioideae
INTRODUÇÃO
Apocynaceae é uma das maiores famílias de angiospermas, com 375
gêneros e mais de 5.000 espécies, pertence a ordem Gentianales (Endress,
2004; Endress et al., 2007; Endress et al., 2014). Possui sua distribuição
principalmente em zonas tropicais e subtropicais, com poucos representantes
em zonas temperadas (Judd et al.,1994; Sennblad & Bremer, 2002).
A subfamília Rauvolfioideae possui 11 tribos e forma um grupo parafilético
composto por linhagens basais (Endress et al., 2014), na qual as tribos
Aspidospermeae e Alstonieae são fortemente sustentadas como uma linhagem
irmã das demais tribos e Vinceae forma um clado com as tribos irmãs
Willughbeieae e Tabernaemontaneae (Potgieter & Albert, 2001, Sennblad &
Bremer, 2002, Simões et al., 2007).
A subfamília é particularmente distinta das demais por apresentar uma
grande variação morfológica em frutos e sementes. Seus representantes podem
ter gineceu totalmente sincárpicos a apocárpicos, com diferentes graus de
hemissincarpia (Gomes, 2008). Os frutos podem ser indeiscentes ou deiscentes,
carnosos ou secos, do tipo baga, drupa, sâmara, folículo ou cápsula, endocarpo
muitas vezes lignificado e sementes nuas, aladas ou total a parcialmente
revestidas por tricomas (Endress & Bruyns, 2000; Judd et al., 2009). Os frutos
são bacáceos na maioria dos representantes das tribos Willughbeieae,
Carisseae, Hunterieae, Plumerieae, Melodineae e em alguns representantes de
Tabernaemontaneae (os demais frutos da tribo são folículos carnosos),
drupaceos em espécies de Vinceae, Alyxieae e Plumerieae, capsulares em
Allamanda L. (Plumerieae) (Sakane & Shepherd, 1986) e Plectaneia Thou.
(Alyxieae), e samaroides em Cerberiopsis (Plumerieae).
Os estudos morfológicos e anatômicos são importantes para o auxílio na
delimitação de espécies, para verificação de padrões estruturais comuns entre
os taxa, para a 7, em análises filogenéticas do gênero e até da família.
Considerando-se ainda que frutos exibem pequena plasticidade fenotípica,
22
diversos autores (Thomas & Dave, 1991; Kuriachen et al., 1992; Souza &
Moscheta, 1992; Thomas & Dave, 1994; Souza et al., 2004, Aguiar, 2003;
Gomes, 2008; Aguiar et al., 2009) têm se dedicado a ampliar as informações
morfológicas e anatômicas referentes a esse órgão.
Para a subfamília Rauvolfioideae, principalmente nas tribos aqui
estudadas, Vinceae, Willughbeieae e Tabernaemontaneae, estudos moleculares
já foram realizados, juntamente com estudos estruturais (Endress & Bruyns,
2000; Potgieter & Albert, 2001; Sennblad & Bremer, 2002; Aguiar, 2003; Simões
et al., 2007; Gomes, 2008; Aguiar et al., 2009; Simões et al., 2010, Simões et al.,
2016). A combinação de dados destes estudos é importante para verificar as
relações entre taxa e detectar possíveis tendências evolutivas nas tribos. Para
isso, será analisado anatomia de frutos maduros de vinte e seis espécies de
cinco tribos da subfamília Rauvolfioideae, a fim de responder às seguintes
questões: (1) Quais as características do fruto ancestral do clado Vinceae-
Willughbeieae-Tabernaemontaneae (V-W-T)? (2) Os frutos drupoides de
Vinceae são homólogos? (3) Os frutos bacoides de Tabernaemontaneae e
Willughbeieae são homólogos? (4) Os frutos foliculares de
Tabernaemontanineae são homólogos aos foliculares das demais
Apocynaceae? (5) Existem caracteres diagnósticos de frutos para as tribos e
subtribos estudadas?
MATERIAIS E MÉTODOS
Os materiais de estudo foram obtidos de uma coleção de amostras
reprodutivas de Apocynaceae coletadas na Reserva Ducke (Manaus, AM), no
Parque Estadual da Serra do Mar, Núcleo Picinguaba (Ubatuba, SP), e em
Campinas, SP. Os materiais testemunho destes espécimes estão depositados
nos herbários INPA e UEC com os seguintes números de coletor:
23
• Tribo Aspidospermeae
1. Aspidosperma australe Müll. Arg.: S. M. Gomes 656 (UEC)
2. Aspidosperma piryfolium Mart.: S. M. Gomes 564 (UEC)
3. Aspidosperma olivaceum Müll. Arg.: S. M. Gomes 575 (UEC)
• Tribo Alstoneae
4. Alstonia macrophylla Wall.: A.O. Simões 1708 (UEC)
• Tribo Vinceae
5. Kopsia fruticosa (Ker Gawl.) A. DC: A.O. Simões s.n. (UEC)
6. Ochrosia elliptica Labill.: P. Forster 27100 (BRI)
7. Cataranthus roseus (L.) G. Don: A.O. Simões s.n. (UEC)
8. Petchia erythrocarpa (Vatke) Leeuwenb.: A.J.M. Leeuwenberg 13870 (WAG)
9. Rauvolfia ligustrina Willd.: I. Koch & J.R. Guimarães s.n. (UEC)
10. Rauvolfia sellowii Müll. Arg.: I. Koch 858 (UEC)
11. Rauvolfia vomitoria Afzel.: I. Koch 871 (UEC)
• Tribo Willughbeieae
12. Couma rigida: M. Watanabe 7 (HUEFS)
13. Lacmellea panamensis: J.F. Morales et al. s.n. (INB, UEC)
14. Hancornia speciosa: L.S. Kinoshita et al. 03/214 (UEC)
15. Parahancornia fasciculata: S.S. Viana et al. 38 (MG)
• Tribo Tabernaemontaneae
16. Ambelania duckei Aubl. - S.S. Viana 87 (MG);
17. Rhigospira quadrangularis (Müll.Arg.) Miers – A.O.Simões et al. 03/2008
(INPA, UEC);
18. Spongiosperma grandiflorum (Huber) - S.S. Viana 17 (MG).
19.Tabernaemontana catharinensis A. DC. – A.O. Simões 1039 (UEC)
20.Tabernaemontana elegans Stapf. - A.O. Simões 1039 (UEC);
21. Tabernaemontana sananho Ruiz & Pav. – A.O.Simões et al. s.n. (INPA,
UEC);
22. Tabernaemontana crassa Benth. - R. Morokawa s.n. (RB);
24
23. Tabernaemontana laeta Mart. - I. Koch 890 (UEC);
24. Tabernaemontana donnell-smithii - J.F. Morales s.n. (INB, UEC).
25. Tabernaemontana angulata Mart. ex Müll. Arg.: C.S. Costa 535 (MG, IAN)
26. Tabernaemontana alba Mill. – A.O. Simões 1039 (UEC)
As espécies das tribos Aspidospermeae e Alstonieae foram analisadas
como grupo externo ao clado Vinceae-Willughbeieae-Tabernaemontaneae (V-
W-T.
Microscopia de luz: Os frutos maduros das 26 espécies foram fixados em
FAA (formaldeído, ácido acético glacial, etanol 50%, 1:1:18 (v/v)) (Johansen,
1940) por um período mínimo de 24 horas, colocados em bomba de vácuo para
auxiliar na penetração do fixador, e estocados em álcool etílico 70%. A região
mediana de frutos maduros foi incluída em resina plástica (Historesin Leica)
seguindo o método proposto por Gerrits & Smid (1983), que foi otimizado por
aumento do tempo nos passos de pré-infiltração e infiltração, aplicação de vácuo
e movimentação das soluções em agitador de tubos para potencializar a
penetração da resina no material. Aumentou-se em 50% o volume do catalisador
Hardener, sugerido no terceiro tratamento de Paiva et al. (2011). Secções
transversal e longitudinal foram realizadas com espessura de 4 a 8 μm em
micrótomo rotativo manual com navalha de aço, as lâminas foram coradas com
Azul de Toluidina a 0,05% em tampão acetato 0,1M (pH 4,7) (O’Brien et al., 1964)
por 5 min e montagem das lâminas foi feita em água para observação e
documentação foi realizada em fotomicroscópio Olympus BX51 com câmera
digital (modelo DP71).
Histoquímica: Foi realizado teste histoquímico de Sudan Black B (Pearse,
1980) para detecção de lipídios totais na cutícula e comprovação de presença
de flange cuticular.
As terminologias adotadas para a classificação de figuras planas e sólidas
simétricas foi a de Radford et al., 1974.
As camadas do fruto, exocarpo, mesocarpo e endocarpo, seguiram a
descrição de Roth (1977) em que: exocarpo é a camada mais externa no
pericarpo, mesocarpo é a porção intermediária, se encontra entre o exocarpo e
25
o endocarpo e para o endocarpo, como não foi feita a ontogenia do fruto,
utilizamos a classificação morfológica, de sua origem independente.
A descrição de polpa seguiu a descrição de Van der Pijl (1966), que a
define como um crescimento especial. Esse crescimento especial ou também
chamado excrescência carnosa é classificada como polpa e essa pode penetrar
entre as sementes às envolvendo completamente ou não.
Construção de matriz de dados e reconstrução de estados de caráter ancestrais
A matriz de dados codificados foi preparada no programa Mesquite 2.75
(Maddison & Maddison, 2011). Todos os caracteres selecionados são
qualitativos, com estados discretos (Tabelas 1 a 5). Os caracteres codificados
foram mapeados em cladograma construído a partir das relações filogenéticas
evidenciadas pelos estudos de Simões et al. (2010, 2016). Este cladograma
inclui todas as vinte e seis espécies aqui estudadas, sendo que a informação
sobre o tamanho dos ramos não foi considerada. Para detectar os eventos de
mudanças de estado de caráter e possíveis sinapomorfias para clados, foi
aplicada a metodologia de reconstrução de estados de caráter ancestrais
implementada no pacote “Ancestral States Reconstruction Package” pelo critério
de Máxima Parcimônia. Sempre que a reconstrução se mostrou ambígua para
um ou mais nós internos, o modo de visualização MPR (most parsimonious
reconstructions) foi habilitado, de forma a visualizar todas as reconstruções mais
parcimoniosas alternativas.
RESULTADOS
Para frutos bagas e folículos carnosos, o endocarpo é composto por uma
única camada de células epidérmicas não lignificadas. Para os frutos drupas e
folículos secos, o endocarpo é composto pelas várias camadas internas de
células lignificadas, juntamente com outros tipos celulares, quando presentes,
como idioblastos fenólicos, idioblastos cristalíferos e laticíferos.
A análise morfológica e anatômica dos frutos das espécies selecionadas
revelou a existência de características variáveis entre táxons tanto nas
características gerais do pericarpo, como nas características específicas de cada
26
região, exocarpo, mesocarpo e endocarpo. A variação observada está codificada
na forma de 30 caracteres, listados a seguir:
Pericarpo
1. Sinuosidade do pericarpo na face externa: (0) Ausente (Fig.1 e 3); (1)
Presente (Fig.2);
2. Sinuosidade do pericarpo na face interna: (0) Ausente (Fig.3); (1)
Presente (Fig.1);
3. Lenticelas: (0) Ausente (Fig.3); (1) Presente (Fig.7);
4. Periderme: (0) Ausente (Fig.3); (1) Presente (Fig.7);
5. Polpa envolvendo cada semente: (0) Não envolve individualmente cada
semente (Fig.5 e 27); (1) Envolve individualmente cada semente (Fig.6 e 26).
Exocarpo:
6. Cutícula: (0) Delgada (de 1 a 4µm) (Fig.2); (1) Espessa (de 5 a 17µm) (Fig.8);
7. Flange cuticular: (0) Ausente (Fig.9); (1) Presente (Fig.8);
8. Tricomas: (0) Ausentes (Fig.9); (1) Presentes (Fig.8);
9. Estômatos: (0) Ausentes (Fig.4a); (1) Presentes (Fig.9);
10. Células lignificadas: (0) Ausentes (Fig.11); (1) Presentes (Fig.10);
11. Cristais de oxalato de cálcio: (0) Ausente (Fig.11); (1) Presente (Fig.10);
12. Conteúdo fenólico: (0) Ausentes (Fig.9); (1) Presentes (Fig.11);
13. Células papilosas: (0) Ausentes (Fig.10); (1) Presentes (Fig.11).
Mesocarpo:
14. Esclereídes: (0) Ausentes (Fig.1); (1) Presentes (Fig.3);
15. Distribuição dos esclereídes (0) Porção externa do mesocarpo (Fig.3); (1)
Dispersos por todo o mesocarpo (Fig.4a e 4b);
16. Fibras não lignificadas (0) Ausentes (Fig.7); (1) Presentes (Fig.9);
17. Cristais de oxalato de cálcio: (0) Ausentes (Fig.9); (1) Presentes (Fig.10);
18. Idioblastos fenólicos: (0) Ausentes (Fig.4a e 4b); (1) Presentes (Fig.12a e
12b);
19. Distribuição dos idioblastos fenólicos: (0) Dispersos por todo mesocarpo
(Fig.12a e 12b); (1) Presentes em todo mesocarpo, concentrados na porção
externa; (2) Presentes só na porção externa (Fig.11);
27
20. Grandes espaços intercelulares - a partir de 33mm2 (área): (0) Ausente
(Fig.13); (1) Presente (Fig.14);
21. Linha de deiscência: (0) Ausente (Fig.12a e 12b); (1) Presente (Fig.15);
22. Células da linha de deiscência (sutura ventral do carpelo): (0) Tipo A:
células de contorno arredondado, em secção transversal do fruto, com
parede celular delgada e menores que as células do mesocarpo adjacente
(Fig.15 e 16); (1) Tipo B: células alongadas, preferencialmente, de forma
oblíqua em relação ao raio, em secção transversal do fruto, com parede
celular delgada (Fig.17); (3) Tipo C: sem diferenciação das células na região
de deiscência em relação ao restante do mesocarpo por serem semelhantes
em tamanho e contorno (secção transversal do fruto) (Fig.18);
23. Esclereídes adjacentes à linha de deiscência: (0) Ausentes (Fig.15); (1)
Presentes (Fig.16).
Endocarpo:
24. Número de camadas: (0) uma camada (Fig.19); (1) mais de uma camada
(Fig.20, 21, 23a e 23b);
25. Parede celular lignificada: (0) Ausente (Fig.19); (1) Presente (Fig.20);
26. Tipo de célula lignificada: (0) Somente fibras (Fig.23a e 23b); (1)
Esclereídes e fibras (Fig.21).
27. Orientação das fibras: (0) Transversal e longitudinalmente alongadas
(Fig.21); (1) Obliquamente alongadas (Fig.23a e 23b);
28. Cristais de Oxalato de Cálcio: (0) Ausentes (Fig.21); (1) Presentes (Fig.22);
29. Conteúdo fenólico: (0) Ausente (Fig.21); (1) Presente (Fig.23a e 23b);
30. Laticíferos: (0) Ausentes (Fig.21); (1) Presentes (Fig.23a e 23b).
28
Tabela 1: Características gerais do Pericarpo. Relação de caracteres e estados de caráter dos frutos conforme as espécies e subtribos
de Rauvolfioideae (Apocynaceae).
ASP = Aspidospermeae; ALS = Alstonieae; VIN = Vinceae; TAB = Tabernaemontaneae; WIL = Willughbeieae; B = baga; D = drupa; F = folículo.
Tribo Espécies1. Sinuosidade
(face externa)
2. Sinuosidade
(face interna)3. Lenticelas 4. Periderme
5. Mesocarpo e endocarpo
envolvendo cada semente
ASP Aspidospema australe (F) 0 0 1 0 0
Aspisdosperma olivaceum (F) 0 0 1 0 0
Aspidospema pyrifolium (F) 0 0 1 0 0
ASL Alstonia macrophylla (F) 0 0 0 0 0
Kopsia fruticosa (D) 0 0 0 0 1
Ochrosia elliptica (D) 0 0 0 0 1
Cataranthus roseus (F) 0 1 0 0 0
Petchia erythrocarpa (D) 0 0 1 0 1
Rauvolfia vomitoria (D) 0 0 0 0 1
Rauvolfia ligustrina (D) 0 0 0 0 1
Rauvolfia sellowii (D) 0 0 0 0 1
Couma rigida (B) 0 0 1 0 1
Lacmellea panamensis (B) 0 0 1 0 1
Hancornia speciosa (B) 0 0 1 1 1
Parahancornia fasciculata (B) 0 0 0 0 1
Ambelania duckei (B) 0 1 0 0 0
Rhigospira quadrangularis (B) 0 0 0 0 1
Spongiosperma macrophyllum (B) 0 1 1 0 0
Tabernaemontana catharinensis (F) 1 0 0 0 0
Tabernaemontana elegans (F) 0 0 1 1 0
Tabernaemontana sananho (F) 0 0 0 0 0
Tabernaemontana crassa (F) 0 0 0 0 0
Tabernaemontana laeta (F) 1 1 1 0 0
Tabernaemontana donnell-smithii (F) 0 0 1 1 0
Tabernaemontana angulata (F) 0 0 0 0 0
Tabernaemontana alba (F) 0 0 0 0 0
VIN
WIL
TAB
PERICARPO
29
Tabela 2: Características específicas do Exocarpo. Relação de caracteres e estados de caráter dos frutos conforme as espécies e subtribos
de Rauvolfioideae (Apocynaeceae).
ASP = Aspidospermeae; ALS = Alstonieae; VIN = Vinceae; TAB = Tabernaemontaneae; WIL = Willughbeieae; B = baga; D = drupa; F = folículo.
EXOCARPO
Tribo Espécies 6. Cutícula7. Flange
cuticular8. Tricomas 9. Estômatos
10. Células
lignificadas
11. Cristais de
oxalato de cálcio
12. Conteúdo
fenólico
13. Células
papilosas
ASP Aspidospema australe (F) 1 0 1 0 0 0 1 0
Aspdosperma olivaceum (F) 1 0 0 0 0 0 0 0
Aspidospema pyrifolium (F) 1 0 0 0 0 0 0 0
ASL Alstonia macrophylla (F) 1 0 0 1 1 0 0 0
Kopsia fruticosa (D) 1 1 1 1 0 0 1 1
Ochrosia elliptica (D) 0 0 0 1 0 0 0 0
Cataranthus roseus (F) 1 0 1 1 0 0 0 0
Petchia erythrocarpa (D) 1 0 0 1 0 0 0 0
Rauvolfia vomitoria (D) 1 0 0 0 0 0 0 0
Rauvolfia ligustrina (D) 0 0 0 0 0 0 0 0
Rauvolfia sellowii (D) 1 0 0 0 0 0 0 0
Couma rigida (B) 1 1 0 1 0 0 0 1
Lacmellea panamensis (B) 1 1 0 1 0 0 0 0
Hancornia speciosa (B) 1 1 0 1 0 0 0 1
Parahancornia fasciculata (B) 1 1 0 1 0 0 0 1
Ambelania duckei (B) 1 1 0 0 0 0 0 1
Rhigospira quadrangularis (B) 1 1 0 0 0 1 0 1
Spongiosperma macrophyllum (B) 1 1 0 1 0 0 0 0
Tabernaemontana catharinensis (F) 0 0 0 1 0 0 0 1
Tabernaemontana elegans (F) 1 0 0 0 0 0 0 0
Tabernaemontana sananho (F) 0 0 0 1 0 0 0 0
Tabernaemontana crassa (F) 1 0 0 1 1 1 0 0
Tabernaemontana laeta (F) 0 0 0 1 0 0 0 0
Tabernaemontana donnell-smithii (F) _ _ _ _ _ _ _ _
Tabernaemontana angulata (F) 0 0 1 1 0 0 0 1
Tabernaemontana alba (F) 0 0 0 1 0 0 0 0
VIN
WIL
TAB
30
Tabela 3: Caractepristicas específicas do Mesocarpo. Relação de caracteres e estados de caráter dos frutos conforme as espécies e subtribos de
Rauvolfioideae (Apocynaeceae).
ASP = Aspidospermeae; ALS = Alstonieae; VIN = Vinceae; TAB = Tabernaemontaneae; WIL = Willughbeieae; B = baga; D = drupa; F = folículo.
MESOCARPO
Tribo Espécies 14. Esclerócitos15. Distribuição dos
esclerócitos16. Fibras não lignificadas
17. Cristais de oxalato de
cálcio18. Idioblastos fenólicos
19. Distribuição dos idioblastos
fenólicos
ASP Aspidospema australe (F) 1 1 0 1 0 _
Aspidosperma olivaceum (F) 1 1 0 0 0 _
Aspidospema pyrifolium (F) 1 1 0 1 0 _
ASL Alstonia macrophylla (F) 0 _ 1 0 0 _
Kopsia fruticosa (D) 0 _ 0 1 1 1
Ochrosia elliptica (D) 0 _ 0 0 1 0
Cataranthus roseus (F) 0 _ 1 0 0 _
Petchia erythrocarpa (D) 0 _ 0 0 0 _
Rauvolfia vomitoria (D) 0 _ 0 0 1 0
Rauvolfia ligustrina (D) 0 _ 0 0 0 _
Rauvolfia sellowii (D) 0 _ 0 0 1 0
Couma rigida (B) 1 0 0 0 1 0
Lacmellea panamensis (B) 0 _ 0 0 1 0
Hancornia speciosa (B) 0 _ 0 0 1 2
Parahancornia fasciculata (B) 0 _ 0 0 1 0
Ambelania duckei (B) 0 _ 0 1 1 1
Rhigospira quadrangularis (B) 1 0 0 1 1 0
Spongiosperma macrophyllum (B) 1 0 0 1 1 0
Tabernaemontana catharinensis 1 0 0 1 0 _
Tabernaemontana elegans (F) 1 0 0 1 0 _
Tabernaemontana sananho (F) 1 0 0 1 0 _
Tabernaemontana crassa (F) 1 0 0 1 0 _
Tabernaemontana laeta (F) 1 0 0 1 0 _
Tabernaemontana donnell-smithii (F) 0 _ 0 0 0 _
Tabernaemontana angulata (F) 1 0 0 0 0 _
Tabernaemontana alba (F) 0 _ 0 1 0 _
TAB
VINC
WIL
31
Tabela 4: Características específicas do Mesocarpo (continuação). Relação de caracteres e estados de caráter dos frutos conforme as
espécies e subtribos de Rauvolfioideae (Apocynaceae).
ASP = Aspidospermeae; ALS = Alstonieae; VIN = Vinceae; TAB = Tabernaemontaneae; WIL = Willughbeieae; B = baga; D = drupa; F = folículo.
Tribo Espécies
20. Grandes
espaços
intercelulares
21. Linha de
deiscência
22. Células da
Linha de
deiscência
23. Esclerócitos
adjacentes à linha de
deiscencia
ASP Aspidospema australe (F) 0 1 0 1
Aspidosperma olivaceum (F) 0 1 0 1
Aspidospema pyrifolium (F) 0 1 0 0
ASL Alstonia macrophylla (F) 0 1 3 1
Kopsia fruticosa (D) 0 0 _ _
Ochrosia elliptica (D) 0 0 _ _
Cataranthus roseus (F) 0 1 3 1
Petchia erythrocarp (D) 1 0 _ _
Rauvolfia vomitoria (D) 0 0 _ _
Rauvolfia ligustrina (D) 0 0 _ _
Rauvolfia sellowii (D) 0 0 _ _
Couma rigida (B) 0 0 _ _
Lacmellea panamensis (B) 1 0 _ _
Hancornia speciosa (B) 0 0 _ _
Parahancornia fasciculata (B) 1 0 _ _
Ambelania duckei (B) 0 0 _ _
Rhigospira quadrangularis (B) 0 0 _ _
Spongiosperma macrophyllum (B) 1 0 _ _
Tabernaemontana catharinensis (F) 0 1 0 1
Tabernaemontana elegans (F) 1 1 0 1
Tabernaemontana sananho (F) 1 1 1 1
Tabernaemontana crassa (F) 1 1 0 1
Tabernaemontana laeta (F) 0 1 0 1
Tabernaemontana donnell-smithii (F) 0 1 0 1
Tabernaemontana angulata (F) 0 1 0 1
Tabernaemontana alba (F) 0 1 0 1
VINC
WIL
TAB
32
Tabela 5: Características específicas do Endocarpo. Relação de caracteres e estados de caráter dos frutos conforme as espécies e subtribos
de Rauvolfioideae (Apocynaeceae).
ASP = Aspidospermeae; ALS = Alstonieae; VIN = Vinceae; TAB = Tabernaemontaneae; WIL = Willughbeieae; B = baga; D = drupa; F = folículo.
ENDOCARPO
Tribo Espécies 24. Nº camadas25. Parede celular
lignificada
26. Tipo de célula
lignificada27. Orientação das fibras
28. Cristal de
oxalato de cálcio
29. Conteúdo
fenólico30. Laticíferos
ASP Aspidospema australe (F) 1 1 1 0 0 0 0
Aspidosperma olivaceum (F) 1 1 1 0 0 0 0
Aspidospema pyrifolium (F) 1 1 1 0 0 0 0
ASL Alstonia macrophylla (F) 1 1 1 0 1 0 0
Kopsia fruticosa (D) 1 1 1 0 0 0 0
Ochrosia elliptica (D) 1 1 0 1 0 1 1
Cataranthus roseus (F) 1 1 1 0 0 0 0
Petchia erythrocarpa (D) 1 1 1 0 1 0 1
Rauvolfia vomitoria (D) 1 1 1 0 1 0 0
Rauvolfia ligustrina (D) 1 1 1 0 1 0 0
Rauvolfia sellowii (D) 1 1 1 0 1 0 0
Couma rigida (B) 0 0 _ _ 0 0 _
Lacmellea panamensis (B) 0 0 _ _ 0 0 _
Hancornia speciosa (B) 0 0 _ _ 0 0 _
Parahancornia fasciculata (B) 0 0 _ _ 0 0 _
Ambelania duckei (B) 0 0 _ _ 0 0 _
Rhigospira quadrangularis (B) 0 0 _ _ 0 0 _
Spongiosperma macrophyllum (B) 0 0 _ _ 0 1 _
Tabernaemontana catharinensis (F) 0 0 _ _ 0 0 _
Tabernaemontana elegans (F) 0 0 _ _ 0 0 _
Tabernaemontana sananho (F) 0 0 _ _ 0 0 _
Tabernaemontana crassa (F) 0 0 _ _ 0 0 _
Tabernaemontana laeta (F) 0 0 _ _ 0 0 _
Tabernaemontana donnell-smithii (F) 0 0 _ _ 0 0 _
Tabernaemontana angulata (F) 0 0 _ _ 0 0 _
Tabernaemontana alba (F) 0 0 _ _ 0 0 _
VINC
WIL
TAB
33
Reconstrução de estados de caráter ancestrais
Dos 30 caracteres analisados, seis são prováveis sinapomorfias (polpa
envolvendo cada semente, flange cuticular, idioblastos fenólicos no mesocarpo,
linha de deiscência, número de camadas no endocarpo e endocarpo lignificado)
para classificação das tribos (Cladograma 1-6) e os demais se mostraram
homoplásticos ou de reconstrução ambígua para os clados principais da
filogenia. Foi feito um cladograma para tipos de frutos para reforçar a hipótese
do fruto ancestral família e das tribos (Cladograma 7).
As características como, polpa não envolvendo individualmente cada
semente, presença de linha de deiscência no mesocarpo e células com parede
celular lignificada no endocarpo dão indícios de que frutos foliculares secos como
sendo o fruto ancestral da família.
Com base nos caracteres analisados, o fruto ancestral em Apocynaceae
foi reconstruído como sendo folicular seco (Fig.24 – Cladograma 7) no ancestral
comum mais recente (ACMR) da família, apresentando as seguintes
características: a) pericarpo: sinuosidade na face externa ausente (caráter 1,
estado 0 – Fig.1 e 3), sinuosidade na face interna ausente (caráter 2, estado 0 –
Fig.3), lenticelas ausentes (caráter 3, estado 0 – Fig.3), periderme ausente
(caráter 4, estado 0 - – Fig.3), polpa não envolve, individualmente, cada semente
(caráter 5, estado 0 – Fig.5); b) exocarpo: cutícula espessa (caráter 6, estado 1
– Fig.8), flange cuticular ausente (caráter 7, estado 0 – Fig.9), tricomas ausentes
(caráter 8, estado 0 – Fig.9), estômatos ausentes/ presentes (caráter 9 – Fig.4a/
9), ausência de células lignificadas (caráter 10, estado 0 – Fig.11), ausência de
cristais de oxalato de cálcio (caráter 11, estado 0 – Fig.11), ausência de células
com conteúdo fenólico (caráter 12, estado 0 – Fig.9) e células papilosas ausentes
(caráter 13, estado 0 – Fig.10); c) mesocarpo: ausência/presença de esclereídes
(caráter 14 – Fig.1/3) , ausência de fibras não lignificadas (caráter 16, estado 0
– Fig.7), ausência/presença de cristais de oxalato de cálcio (caráter 17 –
Fig.9/10), ausência de idioblastos fenólicos (caráter 18, estado 0 – Fig.4a e b),
ausência de grandes espaços intercelulares (caráter 20, estado 0 – Fig.13 ),
presença de linha de deiscência (caráter 21, estado 1 – Fig.15), com maior
probabilidade de ser composta por células do tipo A (caráter 22, estado 0 –
Fig.15) e esclereídes adjacentes (caráter 23, estado 1 – Fig.15) d) endocarpo:
34
maior probabilidade de possuir mais de uma camadas (caráter 24, estado 1 –
Fig.21), células com parede celular lignificada (caráter 25, estado 1 – Fig.20),
compostas por fibras e esclereídes (caráter 26, estado 1 – Fig.21) e fibras
alongadas transversal e longitudinalmente (caráter 27, estado 0 – Fig.21),
ausência de células de oxalato de cálcio (caráter 28, estado 0 – Fig.21), ausência
de conteúdo fenólico (caráter 29, estado 0 – Fig.21), e ausência de laticíferos
(caráter 30, estado 0 – Fig.21).
Dentre os caracteres reconstruídos para o fruto ancestral do clado
Vinceae – Willughbeieae – Tabernaemontaneae (VWT), quatro se apresentaram
potenciais sinapomorfias: 1) polpa envolvendo, individualmente, cada semente
(caráter 5, estado 1 – Fig.6 – Cladograma 1); 2) presença de flange cuticular
(caráter 7, estado 1 – Fig.8 – Cladograma 2a e 2b); 3) presença de idioblastos
fenólicos no mesocarpo (caráter 18, estado 1 – Fig.12a e b – Cladograma 3); 4)
ausência de linha de deiscência (caráter 21, estado 0 - Fig.12a e b – Cladograma
4). Outro estado de caráter que se mostrou determinante para classificar o tipo
de fruto do ACMR do clado VTW, é a presença de endocarpo lignificado (caráter
25, estado 1 - Fig.20 – Cladograma 6), sendo, no entanto, um caráter
plesiomórfico para este clado.
A reconstrução do caráter polpa envolvendo cada semente (caráter 5,
estado 1 - Fig.6) resultou em uma análise inequívoca, sendo a provável condição
plesiomórfica para Apocynaceae a polpa não envolvendo, individualmente, cada
semente (caráter 5, estado 0 - Fig.5). A mudança para a condição de polpa
envolvendo individualmente cada semente é uma provável sinapomorfia do
clado VWT, com uma origem independente em Rhigospira quadrangularis
(Tabernaemontaneae). Para o caráter flange cuticular (caráter 7), a reconstrução
resultou em duas hipóteses contrastantes, sendo que em todas a ausência de
flange cuticular (caráter 7, estado 0 - Fig.9) é sempre a condição plesiomórfica
para o ancestral de Apocynaceae. Na primeira hipótese, a presença da flange
(caráter 7, estado 1 - Fig.8) surge como sinapomorfia para o clado VWT,
apresentando perda desse caráter as drupas de Vinceae, com exceção de
Kopsia fruticosa e os frutos foliculares de Tabernaemontaneae. Na segunda
hipótese, a presença da flange (caráter 7, estado 1 - Fig.8) surge como uma
sinapomorfia para o clado Willughbeieae-Tabernaemontaneae (WT), surgindo
35
de forma independente em K. fruticosa e perda desse caráter nos frutos
foliculares de Tabernaemontaneae.
A presença de idioblastos fenólicos no mesocarpo (caráter 18, estado 1 -
Fig.12a e b) resultou em apenas uma reconstrução, em que esta característica
no ACMR do clado VWT é uma sinapomorfia, com perdas subsequentes no
ancestral de Catharanthus roseus e Pecthia erytrocarpa, em Rauvolfia ligustrina
e no ACMR de Tabernaemontaninae. Ou seja, estes idioblastos estão ausentes
nos frutos foliculares, mas presentes nos frutos drupáceos (com algumas
perdas) e nos bacáceos. A reconstrução do caráter linha de deiscência no
mesocarpo também resultou em uma análise inequívoca, sendo a presença
desta linha (caráter 21, estado 1 - Fig.15) a condição plesiomórfica do ACMR de
Apocynaceae e a sua ausência (caráter 21, estado 0 - Fig.12a e b) uma provável
sinapomorfia do ACMR do clado VWT, com duas reversões para presença de
linha de deiscência em Vinceae (Catharanthus roseus) e paralelamente em
Tabernaemontaneae, (subtribo Tabernaemontaninae).
A presença de endocarpo lignificado é uma característica importante para
inferir qual o tipo de fruto ancestral do clado VWT. A presença de lignificação
(caráter 25, estado 1 - Fig.20) é reconstruída como uma característica
plesiomórfica, sendo que a perda desta lignificação (caráter 25, estado 0 - Fig.19)
a condição mais parcimoniosa para o ACMR do clado WT.
Nossos resultados também indicam que o fruto do ACMR do clado VWT
apresenta características diagnósticas de drupas (Fig.25 – Cladograma 7), como
polpa envolvendo, individualmente, cada semente, ausência de linha de
deiscência e presença de endocarpo lignificado.
O fruto ancestral do clado WT foi reconstruído como sendo bacoide
(Fig.26 – Cladograma 7), apresentando as seguintes características: 1)
endocarpo com apenas uma camada (caráter 24, estado 0 - Fig.19 – Cladograma
5); 2) endocarpo sem lignificação (caráter 25, estado 0 - Fig.19 – Cladograma 6).
A ausência de linha de deiscência (caráter 21, estado 0 - Fig.12a e b –
Cladograma 4) é a condição pleisiomórfica presente no clado VWT e é um estado
de caráter importante para classificação do tipo de fruto ancestral. Outros
estados de caráter que representam o fruto, mas não reconstruídos como
sinapomorfias são: 1) pericarpo: sinuosidade na face externa (caráter 1, estado
0 - Fig.3) e interna (caráter 2, estado 0 - Fig.3) ausentes, lenticelas (caráter 3,
36
estado 0 - Fig.3) e periderme (caráter 4, estado 0 - Fig.3) ausentes e polpa
envolvendo cada semente (ambiguidade) (caráter 5 - Fig.5/6); 2) exocarpo:
cutícula espessa (caráter 6, estado 1 - Fig.8), flange cuticular presente (caráter
7, estado 1 - Fig.8), tricomas ausentes (caráter 8, estado 0 - Fig.9), estômatos
presentes (caráter 9, estado 1 - Fig.9), células lignificadas ausentes (caráter 10,
estado 0 - Fig.11), cristais de oxalato de cálcio ausentes (caráter 11, estado 0 -
Fig.11) e células papilosas ausentes (caráter 13, estado 0 - Fig.10); 3)
mesocarpo: esclereídes ausentes (caráter 14, estado 0 - Fig.1), fibras não
lignificadas ausentes (caráter 16, estado 0 - Fig.7), cristais de oxalato de cálcio
(ambiguidade) (caráter 17 - Fig.9/10), idioblastos fenólicos presentes (caráter 18,
estado 1 - Fig.12a e b) e dispersos por todo mesocarpo (caráter 19, estado 0 -
Fig.12a e b) e grandes espaços ausentes (caráter 20, estado 0 - Fig.13); 4)
endocarpo: cristal de oxalato de cálcio ausente (caráter 28, estado 0 - Fig.21) e
conteúdo fenólico ausente (caráter 29, estado 0 - Fig.21).
Os frutos drupoides de Vinceae foram avaliados quanto a sua homologia,
ou seja, quando as características do fruto do ACMR de Vinceae tivessem
origem única e compartilhada entre os taxa terminais de frutos drupoides, e não
foliculares. Os frutos apresentam sinapomorfias e, possíveis homologias para os
seguintes estados de caráter: polpa envolvendo, individualmente, cada semente
(caráter 5, estado 1 - Fig.6 – Cladograma 1), presença de idioblastos no
mesocarpo (caráter 18, estado 1 - Fig.12a e b – Cladograma 3) e a ausência de
linha de deiscência (caráter 21, estado 0 - Fig.12a e b – Cladograma 4). Outros
caracteres que são possíveis homologias, mas de condição plesiomórfica são:
ausência de sinuosidade do pericarpo na face externa (caráter 1, estado 0 -
Fig.3) e interna (caráter 2, estado 0 - Fig.3), no exocarpo ausência de periderme
(caráter 4, estado 0 - Fig.3), ausência de células lignificadas (caráter 10, estado
0 - Fig.11 ) e ausência de cristais de oxalato de cálcio (caráter 11, estado 0 -
Fig.11), ausência de esclereídes (caráter 14, estado 0 - Fig.1), ausência de fibras
não lignificadas no mesocarpo (caráter 16, estado 0 - Fig.7) e grandes espaços
intercelulares (caráter 20, estado 0 - Fig.14) e endocarpo lignificado (caráter 25,
estado 1 - Fig.20).
A presença de Idioblastos fenólicos no mesocarpo (caráter 18, estado 1 -
Fig.12a e b) é uma sinapomorfia do clado VWT, porém alguns frutos ancestrais
possivelmente não apresentavam esse estado de caráter, como o ACMR de
37
Catharanthus roseus e Pecthia erytrocarpa e de Rauvolfia ligustrina. Já a
ausência da linha de deiscência no mesocarpo (caráter 21, estado 0 - Fig.12a e
b) é o estado mais parcimonioso para o ACMR do clado VWT, sendo um estado
de caráter comum aos frutos drupaceos da tribo, com presença de linha de
deiscência apenas o fruto folicular do grupo, Catharanthus roseus.
Na tribo Vinceae, as quatro subtribos representadas no presente trabalho,
Kopsiinae, Ochrosiinae, Catharanthinae e Rauvolfiinae não apresentaram
sinapomorfias inequívocas, embora possamos destacar estados de caráter
exclusivos para cada uma destas:
Na subtribo Kopsiinae (Kopsia), o exocarpo apresenta flange cuticular
(caráter 7, estado 1 - Fig.8), conteúdo fenólico (caráter 12, estado 1 - Fig.12a e
b) e células papilosas (caráter 13, estado 1 - Fig.11) e o mesocarpo possui
cristais de oxalato de cálcio (caráter 17, estado 1 - Fig.10) e idioblastos fenólicos
dispersos por todo mesocarpo, com maior concentração na porção externa
(caráter 19, estado 1 - Fig.11). A subtribo Rauvolfiinae (Rauvolfia), por sua vez,
é a única que apresenta estômatos no exocarpo (caráter 9, estado 1 - Fig.9). Na
subtribo Ochrosiinae (Ochrosia), o endocarpo apresenta mais de uma camada
(caráter 24, estado 1 - Fig.23a e b), somente fibras no endocarpo lignificado
(caráter 26, estado 0 - Fig.23a e b) que estão obliquamente alongadas (caráter
27, estado 1 - Fig.23a e b) e conteúdo fenólico (caráter 29, estado 1 - Fig.23a e
b).
A espécie Catharanthus roseus apresenta algumas características
exclusivas por apresentar o fruto folicular, diferentemente dos outros frutos que
são drupoides. Entre essas características podemos destacar: presença de
sinuosidade do pericarpo na face interna (caráter 2, estado 1 - Fig.1), a polpa
não envolve, individualmente, cada semente (caráter 5, estado 0 - Fig.5),
presença de fibras não lignificadas (caráter 16, estado 1 - Fig.9) e de linha de
deiscência no mesocarpo (caráter 21, estado 1 - Fig.15).
Os frutos bacoides dos gêneros estudados de Willughbeieae e de
Ambalaninae (Tabernaemontaneae) são, possivelmente, homólogos para os
seguintes estados de caráter: presença de células papilosas no exocarpo
(caráter 13, estado 1 - Fig.11), presença de idioblastos fenólicos no mesocarpo
(caráter 18, estado 1 - Fig.12a e b), ausência de linha de deiscência no
mesocarpo (caráter 21, estado 0 - Fig.12a e b) e endocarpo composto por uma
38
camada (caráter 24, estado 1 - Fig.19) sem liginificação (caráter 25, estado 0 -
Fig.19). Estes frutos também se mostraram potencialmente homólogos na
maioria das reconstruções mais parcimoniosas (MRPs) em relação às células
papilosas no exocarpo (caráter 13 - Fig.11). Dentre essas, oito indicaram a
ausência de células papilosas no exocarpo (caráter 13, estado 0 - Fig.10) como
condição ancestral da família. Entretanto, em seis delas, a presença desse
caráter (caráter 13, estado 1 - Fig.11) é o estado mais parcimonioso para o
ACMR do clado WT, com perdas em Lacmellea panamensis, Spongiosperma
macrophyllum e em cincos espécies de Tabernaemontana. Já o surgimento dos
compostos fenólicos no mesocarpo (caráter 18, estado 1 - Fig.12a e b) do ACMR
do clado VWT apresentou apenas uma reconstrução possível, sugerindo que os
frutos bacoides de WT (Ambelaninae) também são homólogos para esse caráter,
com perda destes compostos no ACMR de Tabernaemontaninae
(Tabernaemontaneae). A ausência da linha de deiscência (caráter 21, estado 0
- Fig.12a e b) é o provável estado ancestral do clado WT, pois a perda da linha
de deiscência possivelmente ocorreu no ACMR do clado VWT, com duas
reversões subsequentes nos frutos foliculares de Catharanthus roseus (Vinceae)
e de Tabernaemontaninae (Tabernaemontaneae). O endocarpo formado por
apenas uma camada (caráter 24, estado 0 - Fig.19) e a perda de lignificação das
suas células (caráter 25, estado 0 - Fig.19) foram identificados como
sinapomorfias potenciais do clado WT. Essa condição ocorreu em todas as
espécies estudadas de Willughbeieae e de Tabernaemontaneae, constituindo
mais um indicativo de homologia entre os frutos bacoides ocorrentes neste clado.
Os caracteres reconstruídos para o fruto folicular seco ancestral da família
estão presentes tanto nos ancestrais dos folículos secos estudados, ACMR de
Aspidospermeae e ACMR de Alstonieae, como no ancestral dos folículos
carnosos de Tabernaemontaninae (Tabernaemontaneae) (Cladograma 7). No
entanto, seis características aparecem apenas em frutos foliculares carnosos de
Tabernaemontaninae (Tabernaemontaneae) e não estão presentes nos
foliculares secos dos representantes de Aspidospermeae, Alstonieae e Vinceae
estudados. A sinuosidade do pericarpo na face externa (caráter 1, estado 1 -
Fig.2) surgiu independentemente no ancestral do clado T.catharinensis-T.laeta.
Já o exocarpo com células papilosas (caráter 13, estado 1 - Fig.11) ocorrem em
T. angulata, T.catharinensis e T.laeta. Os folículos carnosos de T. crassa e T.
39
sananho possuem mesocarpo com grandes espaços intercelulares (caráter 20,
estado 1 - Fig.14). A linha de deiscência formada por células do tipo B (caráter
22, estado 1 - Fig.17) surgiu, exclusivamente, em T. sananho. Por fim, o
endocarpo composto por uma camada de células (caráter 24, estado 0 - Fig.19)
e sem lignificação (caráter 25, estado 0 - Fig.19) foram caracteres reconstruídos
apenas para o folículo carnoso do ACMR Tabernaemontaninae
(Tabernaemontaneae). Visto isso, somente os frutos foliculares secos
apresentaram endocarpo formado por fibras (caráter 26, estado 0 - Fig.23a e b)
e/ou esclereídes (caráter 26, estado 1 - Fig.21) e, quando, fibras orientadas
transversal, longitudinalmente (caráter 27, estado 0 - Fig.21) e/ou obliquamente
alongadas (caráter 27, estado 1 - Fig.23a e b).
Por outro lado, somente frutos foliculares secos de Alstonia (Alstonieae)
e Catharanthus roseus (Vinceae), exceto Aspidosperma (Aspidospermeae),
apresentaram fibras não lignificadas no mesocarpo (caráter 16, estado 1 - Fig.9)
e células da linha de deiscência do tipo C (caráter 22, estado 2 - Fig.18). O
endocarpo com mais de uma camada é comum aos frutos foliculares secos
estudados, sendo o estado de caráter plesiomórfico mais parcimonioso.
As reconstruções dos 30 caracteres também não revelaram sinapomorfias
para Tabernaemontaneae, mas sim potenciais características diagnósticas para
as subtribos Ambelaninae e Tabernaemontaninae: idioblastos fenólicos no
mesocarpo (caráter 18 - Fig.12a e b) e linha de deiscência (caráter 21 - Fig.15).
O estado mais parcimonioso (duas de três MRPs) para o fruto ancestral de
Tabernaemontaneae é possuir exocarpo com flange cuticular (caráter 7, estado
1 - Fig.8), mantendo-se em Ambelaninae e sido perdido em
Tabernaemontaninae. A terceira hipótese indica o surgimento do caráter apenas
no ACMR de Ambelaniinae. A reconstrução de idioblastos fenólicos no
mesocarpo (caráter 18 - Fig.12a e b) dos frutos de Tabernaemontaneae foi
inequívoca, mostrando que tanto os frutos do ancestral da tribo como a subtribo
Tabernaemontaninae apresentaram a presença desse caráter (caráter 18,
estado 1 - Fig.12a e b), com perda no ACMR de Ambelaninae. Frutos com linha
de deiscência (caráter 21, estado 1 - Fig.15) é uma sinapomorfia para
Tabernaemontaninae, sendo esse caráter ausente no ancestral da tribo e no
ACMR de Ambelaniinae.
40
Figura 1-6. Frutos maduros evidenciando caracteres do Pericarpo, Exocarpo e Mesocarpo. 1 a 4 e 6. Secções transversais. 5. Secção longitudinal. 1. Catharanthus roseus. Pericarpo com sinuosidade da face externa ausente. Sinuosidade da face interna presente. 2. Tabernaemontana catharinensis. Pericarpo com sinuosidade da face externa presente. Cutícula delgada (em detalhe). 3. T. angulata. Pericarpo com sinuosidade externa e interna ausentes. Esclerócitos isolados/grupos na porção externa do mesocarpo (cabeças de seta). 4. Aspidosperma pyrifolium. 4a. Porção externa do pericarpo. 4b. Porção interna do pericarpo. Esclerócitos isolados/grupos por todo o mesocarpo (cabeças de seta). 5. Cataranthus roseus. Mesocarpo e endocarpo não envolvem individualmente cada semente. 6. Couma rigida. Porção interna do pericarpo. Mesocarpo e endocarpo envolvem individualmente cada semente.
41
Figura 7-12. Frutos maduros evidenciando caracteres do Pericarpo, Exocarpo e Mesocarpo. 7. Aspidosperma australe. Lenticela e periderme. 8. Kopsia fruticosa. Teste histoquímico com Sudan Black. Tricomas, cutícula espessa e flange cuticular penetrando até a segunda camada mesocárpica subjacente. 9. Alstonia macrophylla. Estômatos e fibras não lignificadas (setas estreitas). 10. Tabernaemontana crassa. Cutícula espessa. Algumas células do exocarpo lignificadas (cabeças de seta). Cristais de oxalato de cálcio presentes em células do exocarpo e do mesocarpo (em detalhe; Luz polarizada). 11. Hancornia speciosa. Algumas células do exocarpo com conteúdo fenólico (setas largas). Células papilosas (em detalhe) e idioblastos presentes na porção externa do mesocarpo (linhas tracejadas). 12. Lacmellea panamensis. 12a. Porção externa do pericarpo. 12b. Porção interna do pericarpo. Idioblastos dispersos por todo mesocarpo.
42
Figura 13-18. Frutos maduros evidenciando caracteres do Mesocarpo. Secções transversais. 13. Tabernaemontana alba.
Ausência de grandes espaços intercelulares no mesocarpo. 14. Parahancornia fasciculata. Presença de grandes espaços
intercelulares (asteriscos). 15 - 18. Linha de deiscência. 15. Aspidosperma australe. Linha Tipo A, células de contorno
arredondado. Presença de esclerócitos adjacentes. 16. T. donnell-smithii. Linha Tipo A com ausência de esclerócitos
adjacentes. 17. T. sananho. Linha Tipo B, células alongadas, preferencialmente, de forma oblíqua em relação ao raio.
Presença de esclerócitos adjacentes. 18. Catharanthus roseus. Linha Tipo C (linha tracejada), sem diferenciação das células
em relação às do mesocarpo adjacente.
43
Figura 19-23. Frutos maduros evidenciando caracteres do Mesocarpo e Endocarpo. Secções transversais. 19. Tabernaemontana angulata. Endocarpo com uma camada de células não lignificadas. 20. Kopsia fruticosa. Endocarpo lignificado com 2 a 8 camadas. 21. Aspidosperma australe. Endocarpo lignificado com 13 a 22 camadas de esclerócitos (camadas mais internas) e fibras transversal e longitudinalmente alongadas (camadas mais externas). 22. Rauvolfia vomitoria. Endocarpo lignificado com 13 a 22 camadas. Presença de cristais de oxalato e cálcio (setas largas). 23. Ochrosia elliptica. 23a. Mesocarpo interno e camadas mais internas do endocarpo. 23b. Camadas mais externas do endocarpo e semente. Endocarpo formado por mais de 50 camadas de células em processo de lignificação. Presença de idioblastos fenólicos e laticíferos (seta estreitas) no endocarpo. en: endocarpo; se: semente.
44
Legenda:
Figura 24-26: Esquemas hipotéticos dos pericarpos para estados de caráter ancestrais. 24. Folículo seco ancestral da família. 25. Fruto
ancestral do clado VWT com características diagnósticas de drupa. 26. Fruto ancestral do clado WT, reconstruído como sendo uma
baga.
45
Figuras 27 e 28. Frutos maduros evidenciando o Caráter 5 (Polpa envolvendo cada semente). Secções transversais. 27. Spongiosperma macrophyllum. Polpa do fruto não envolve individualmente cada semente. 28. Rhigospira quadrangularis. Polpa do fruto envolve individualmente cada semente. se: semente.
Serão representados somente as oito cladogramas que apresentaram sinapomorfias para os grupos.
Cladograma 1: Caráter 5: Polpa envolvendo cada semente - análise inequívoca, provável condição
pleisiomórfica para Apocynaceae é que a polpa não envolve, individualmente, cada semente e a
mudança para a condição polpa envolvendo individualmente cada semente é uma provável
sinapomorfia do clado VWT. Asp: Aspidospermeae; Als: Alstonieae; Vin: Vinceae; Wil: Willughbeieae;
Tab: Tabermaemontaneae.
46
Cladograma 2a: Caráter 7 - Flange cuticular – duas hipóteses contrastantes, na primeira a ausência
de flange cuticular é a condição plesiomórfica para o ancestral de Apocynaceae e a presença da
flange surge como sinapomorfia para o clado VWT, apresentando perda desse caráter as drupas de
Vinceae, com exceção de Kopsia fruticosa e os frutos foliculares de Tabernaemontaneae. Asp:
Aspidospermeae; Als: Alstonieae; Vin: Vinceae; Wil: Willughbeieae; Tab: Tabermaemontaneae.
47
Cladograma 2b: Caráter 7 - Flange cuticular – Na segunda hipótese a ausência de flange cuticular
é a condição plesiomórfica para o ancestral de Apocynaceae e a presença da flange surge como
uma sinapomorfia para o clado Willughbeieae-Tabernaemontaneae (WT), surgindo de forma
independente em Kopsia fruticosa e perda desse caráter nos frutos foliculares de
Tabernaemontaneae. Asp: Aspidospermeae; Als: Alstonieae; Vin: Vinceae; Wil: Willughbeieae; Tab:
Tabermaemontaneae.
48
Cladograma 3: Caráter 18 - Idioblastos fenólicos no mesocarpo – análise inequívoca, a presença no
ACMR do clado VWT é uma sinapomorfia, com perdas subsequentes no ancestral de Catharanthus
roseus e Pecthia erytrocarpa, em Rauvolfia ligustrina e no ACMR de Tabernaemontaninae. Asp:
Aspidospermeae; Als: Alstonieae; Vin: Vinceae; Wil: Willughbeieae; Tab: Tabermaemontaneae.
49
Cladograma 4: Caráter 22 – Linha de deiscência - análise inequívoca, sendo a presença desta linha
a condição plesiomórfica do ACMR de Apocynaceae e a sua ausência uma provável sinapomorfia do
ACMR do clado VWT, com duas reversões para presença de linha de deiscência em Vinceae
(Catharanthus roseus) e paralelamente em Tabernaemontaneae, (subtribo Tabernaemontaninae).
Asp: Aspidospermeae; Als: Alstonieae; Vin: Vinceae; Wil: Willughbeieae; Tab: Tabermaemontaneae.
50
Cladograma 5: Caráter 25 – Número de camadas do endocarpo – endocarpo com mais de uma
camanda é a condição plesiomórfica do ACMR de Apocynaceae e endocarpo com uma camada uma
provável sinapomorfia do ACMR do clado WT. Asp: Aspidospermeae; Als: Alstonieae; Vin: Vinceae;
Wil: Willughbeieae; Tab: Tabermaemontaneae.
51
Cladograma 6: Caráter 26 – Parede celular do endocarpo lignificada - A presença de lignificação
foi reconstruída como uma característica plesiomórfica, sendo que a perda desta lignificação a
condição mais parcimoniosa para o ACMR do clado WT. Asp: Aspidospermeae; Als: Alstonieae;
Vin: Vinceae; Wil: Willughbeieae; Tab: Tabermaemontaneae.
52
Cladograma 7: Tipos de frutos: Reconstrução de caráter morfológico de frutos referente a sua
classificação morfólogica, conforme revisões mais recentes (Leeuwenberg, 1994; Endress & Bruyns,
2000). A provável condição pleisiomórfica para Apocynaceae são frutos foliculares secos, seguido
pelos drupoides de Vinceae. Os frutos bagas é uma sinapomorfia para Willughbeieae e os frutos
foliculares carnosos evoluíram dos frutos bagas de Willughbeieae- Tabermaemontanea. Asp:
Aspidospermeae; Als: Alstonieae; Vin: Vinceae; Wil: Willughbeieae; Tab: Tabermaemontaneae.
53
DISCUSSÃO
Tendências evolutivas em frutos de Rauvolfioideae
As reconstruções de caráter ancestrais resultaram na visualização de
possíveis tendências evolutivas para Rauvolfioideae, especialmente nas tribos –
Vinceae, Willughbeieae e Tabernaemontaneae. Nossos resultados sugerem que
o fruto ancestral de Apocynaceae seria um folículo, já que apresenta uma linha
de deiscência e endocarpo lignificado. Estas características são tradicionalmente
utilizadas por diferentes autores para caracterizar um fruto do tipo folículo (ex.,
Roth, 1977; Barroso et al., 1999). Neste cenário, frutos do tipo baga ou drupa em
Rauvolfioideae teriam evoluído partir de modificações deste tipo folicular
ancestral. Uma provável mudança de folículos para drupas ocorreu no ancestral
do clado VTW, a partir da perda da linha de deiscência e aumento da
carnosidade. Esta característica, em conjunto com um endocarpo lignificado,
está presente em frutos do tipo drupa, definidos como frutos indeiscentes, com
exocarpo e mesocarpo geralmente de consistência carnosa e endocarpo com
tecido esclerificado envolvendo a semente (Roth, 1977; Barroso et al. 1999;
Souza et al., 2006).
Frutos drupoides foram reconstruídos para o ACMR de Vinceae,
sugerindo que esse tipo de fruto possa apresentar características presentes no
ancestral do clado VTW, mas ausentes em Willughbeieae e
Tabernaemontaneae. Além disso, a presença de carpelos com poucos óvulos,
como as drupas, é a provável condição ancestral em Vinceae, sendo que
somente Pecthia não se inclui nessa classificação, já que possui mericarpo
moniliforme com mais de dez sementes (Simões et al., 2016).
Desta forma, a tendência evolutiva dos frutos nos grupos analisados de
Rauvolfioideae aparenta ser uma perda de sua lignificação e a perda da linha de
deiscência.
Segundo Roth (1977), a tendência evolutiva dos frutos é que os tipos
lenhosos prevalecem como formas mais primitivas, enquanto frutos carnosos
são considerados mais derivados. Além disso, frutos com deiscência ventral são
54
considerados o tipo mais primitivo, ou seja, filogeneticamente, a evolução dos
frutos usual começa com o folículo deiscente como a forma plesiomórfica. Para
Fahn & Zohary (1955), que tratam tendências evolutivas em Leguminosae
abordando a região esclerificada do pericarpo, frutos com dois estratos
esclerenquimáticos são tidos como mais primitivos, passando pelos
uniestratificados, sendo os frutos indeiscentes e sem nenhuma lignificação
considerados os mais derivados. Essa tendência evolutiva de frutos secos para
carnosos também foi observada por Oliveira et al (2014), que estudou a
ontogenia do pericarpo de espécies de Mimosa (Leguminosae).
Beaulieu & Donoghue (2013), em análise da evolução dos frutos em
Campanulidae, defendem a hipótese de que frutos secos, deiscentes e com
múltiplas sementes seja a condição ancestral dentro do grupo. Neste cenário, os
frutos carnosos seriam derivados deste tipo ancestral, seja através da perda de
deiscência ou através de uma redução para uma única semente.
Estudos de evolução de frutos em Rubiaceae apontam que os prováveis
estados plesiomórficos, do fruto na família são cápsulas com muitas sementes,
sendo frutos do tipo noz, drupa e baga derivados (Bremer & Struwe, 1992). Os
frutos secos apresentam o mesocarpo e endocarpo moderadamente
esclerificado, sendo que os frutos com mesocarpo espesso, geralmente
carnosos ou fibrosos a lenhosos considerados como “carnosos”. Já as drupas
são caracterizadas pela presença de mesocarpo carnoso, endocarpo rígido e
geralmente com uma a algumas sementes, e as bagas pela carnosidade de suas
camadas e ausência de endocarpo rígido (Bremer & Struwe, 1992). O estudo de
Bremer & Struwe (1992), assim como este, considera o endocarpo funcional, já
que não foi feita a ontogenia do fruto, utilizando, assim, a classificação
morfológica. Para os frutos bagas, o endocarpo é composto por uma única
camada de células epidérmicas não lignificadas. Para os frutos drupas e folículos
secos, o endocarpo é composto pelas várias camadas internas de células
lignificadas. Mudanças de cápsula em baga ou drupa, segundo Bremer & Struwe,
1992, são geradas pela perda do mecanismo de abertura, diminuição no número
de sementes e diferenciação do exo-, meso- e endocarpo. Como estas
alterações na morfologia são complexas e a maioria das cápsulas da família são
muito semelhantes, é provável que a evolução dos frutos carnosos a partir de
cápsulas seja um processo irreversível (Bremer & Eriksson, 1992). A
55
partir dos resultados obtidos neste estudo, podemos inferir que os frutos
foliculares secos em Apocynaceae possuem mais de um estrato
esclerenquimático, a partir do qual frutos drupoides podem ter se originado pelo
aumento nas camadas esclerenquimáticas, aumento da carnosidade e pela
ausência de abertura. As bagas e folículos carnosos das demais tribos
estudadas possuem apenas uma camada de endocarpo sem lignificação,
sugerindo assim, que as bagas sejam os frutos mais derivados do grupo e os
foliculares carnosos da subtribo Tabernaemontaneae mais derivados que os
foliculares secos da tribo Aspidospermeae e Alstonieae.
A presença de linha de deiscência no mesocarpo é a condição
plesiomórfica em Apocynaceae e sua ausência sinapomorfia para o clado VWT,
essa transição progressiva de frutos deiscentes para frutos indeiscentes, muitas
vezes, pode estar relacionada com a redução do número de sementes. Esta
redução pode ter levado a um tipo de perda de deiscência. Esse tipo de fruto,
sem deiscência e com sementes simples, funciona agora como a unidade de
dispersão, diferente do que ocorre nos frutos deiscentes onde as sementes
possuem a função original de diásporo (Pijl, 1966; Roth, 1977). Com este padrão
de desenvolvimento, a anatomia da parede do fruto também mudou e
desenvolveram-se formas zoocóricas carnosas, assim os tipos indeiscentes
carnosos como drupas e bagas podem, portanto, ser considerado mais
derivados. Sendo assim, drupas e bagas podem ter se desenvolvido a partir de
folículos e cápsulas que perderam sua deiscência e sob certos aspectos, a baga
pode eventualmente representar o tipo de fruto mais derivado (Pijl, 1966; Roth,
1977; Barroso et al. 1999; Souza et al., 2006).
Além dessa evidência evolutiva de perda da linha, nossos resultados
demonstram que a presença de idioblastos fenólicos no AMRC do clado VWT é
uma provável sinapomorfia para o grupo, com perdas subsequentes na tribo
Vinceae e no ACMR da subtribo Tabernaemontaninae. Estes resultados também
mostram que os idioblastos fenólicos estão ausentes nos frutos foliculares e
presentes nos frutos drupáceos (com algumas perdas) e nos frutos bacáceos da
tribo Willughbeieae e em Tabernaemontaneae subtribo Ambelaninae.
Muitos trabalhos relacionam a ocorrência de compostos fenólicos à
proteção do embrião, especialmente pela resistência que conferem ao ataque de
56
patógenos (Suárez & Engleman 1980). Quando o fruto é deiscente, no caso de
folículos e cápsulas, por exemplo, os compostos se concentram principalmente
nos tegumentos e são as sementes a unidade de dispersão; já em frutos
indeiscentes, como bagas e drupas, eles se acumulam em grandes quantidades
no pericarpo e são os frutos a unidade de dispersão (Pijl, 1966).
Estudos feitos com frutos e sementes de Byrsonima intermedia A. Juss.,
um fruto drupoide da família Malpighiaceae, mostra que estes apresentam
sementes retidas em pericarpos com grandes porções lenhosas e indeiscentes,
com provável transferência da função de proteção dos tegumentos, que são
reduzidos, para o pirênio (Souto & Oliveira, 2005). Tegumentos pouco
diferenciados, segundo Boesewinkel & Bouman (1984), ocorrem em famílias
avançadas com frutos indeiscentes, como os drupoides. Além de frutos
drupoides, as sementes de sâmaras de diversas espécies também apresentam
essas características, como em Tipuana tipu (Benth.) O. Kuntze (Martins &
Oliveira 2001) e Pterocarpus violaceus Vog. (Nakamura & Oliveira 2005), ambas
espécies de Fabaceae. Além disso, nos frutos e sementes estudados, foi
observada uma grande concentração de idioblastos contendo compostos
fenólicos, sendo considerados um tipo de defesa química contra a herbivoria
(Swain 1979), já que se encontram em ambientes em que existe grande
predação dos frutos e sementes por herbívoros.
Homologia dos frutos drupoides de Vinceae
Em Vinceae, os frutos drupoides são encontrados em quatro gêneros
(Kopsia Dumort, Ochrosia Juss., Petchia Livera, Rauvolfia L.), sendo
caracterizados por um mesocarpo carnoso em torno de um endocarpo rígido. Os
demais gêneros da tribo (Catharanthus G. Don, Kamettia Kostel., Laxoplumeria
Markgr., Tonduzia Pittier, Vinca Vest), por sua vez, possuem frutos secos e
foliculares. A tribo possui cerca de 153 espécies, das quais mais de 130 espécies
possuem frutos do tipo drupa, com poucos representantes foliculares.
(Middleton, 2007, 2011; Middleton, 2007, 2014; Leeuwenberg, 1997).
Simões et al. (2016), em estudo filogenético da tribo, sugere que as
drupas são a provável condição ancestral na tribo mas aparentam não ser
57
homólogas, com possíveis origens independentes em Kopsia, primeiro gênero a
se divergir, seguido de Ochrosia, Petchia e Rauvolfia. Evidências morfológicas
dão suporte à hipótese de Simões et al. (2016), uma vez que as drupas de
Kopsia, Ochrosia, Petchia e Rauvolfia são facilmente diferenciadas por uma
série de características, como articulação de mericarpos, diferenciação do
endocarpo, e presença/ausência de endosperma. Os frutos de Petchia possuem
o mericarpo alongado moniliforme com até 13 sementes, sendo que cada artículo
comporta uma semente. Já o endocarpo em Ochrosia é formado por uma
camada compacta e mais ou menos lisa em torno da semente, geralmente como
duas cavidades laterais de ambos os lados do fruto ou projeções fibrosas
entremeadas com o mesocarpo. O endocarpo de Kopsia, Petchia e Rauvolfia
forma uma camada sólida e mais ou menos lisa em torno da semente, sem
cavidades internas e projeções fibrosas. As sementes de Kopsia são as únicas
na tribo que são exoalbuminosas (Pichon 1948, Leeuwenberg 1997, Markgraf
1979, Middleton 2004, Simões et al., 2016).
A partir dos caracteres anatômicos estudados, também podemos inferir
que os frutos drupoides de Vinceae provavelmente não são homólogos. As
reconstruções dos 30 caracteres apontaram que apenas 11 representam
possíveis homologias entre os frutos e 19 caráteres os diferenciam entre as
subtribos e até mesmo em nível de espécies. Os caráteres que as diferenciam
são: a) Pericarpo: sinuosidade do pericarpo na face interna, lenticelas e polpa
envolvendo cada semente; b) exocarpo:, cutícula, flange cuticular, tricomas,
estômatos, células papilosas, conteúdo fenólico; c) mesocarpo: fibras não
lignificadas, cristais de oxalato de cálcio, idioblastos fenólicos, linha de
deiscência; d) endocarpo:, número de camadas, tipo de célula lignificada,
orientação das fibras, cristal de oxalato de cálcio, conteúdo fenólico e laticíferos.
Frutos drupoides também podem ser encontrados em outras tribos dentro
da subfamília Rauvolfioideae, como Plumerieae (gêneros Cerbera L. e Thevetia
L.) e Alyxieae (gêneros Alyxia Banks ex R. Br., Condylocarpon Desf., Lepinia
Decne., Lepiniopsis Valeton e Pteralyxia K. Schum. & Prantl). As espécies de
Thevetia possuem formato reniforme com endocarpo segmentado, formando
mais de um pirênio, sincarpia parcial e dois óvulos por carpelo. Essas
características são encontradas em todas as espécies do gênero e hipóteses
58
suportam fortemente sua homologia a partir de estudos morfológicos e
anatômicos (Pichon, 1948a, 1950b; Alvarado-Cárdenas, 2003, 2007).
Assim, para se definir a homologia nos frutos drupoides é preciso avaliar
não apenas caracteres morfológicos, mas também anatômicos e quando
disponíveis dados moleculares para uma correta confirmação.
Homologia dos folículos secos e carnosos
Os frutos foliculares secos de Aspidosperma (Aspidospermeae) e Alstonia
(Alstoneae) não são homólogos aos frutos foliculares carnosos de
Tabernaemontana (Tabernaemontaneae, Tabernaemontaninae) se
considerarmos a presença de linha de deiscência uma característica
classificatória decisiva para folículos e/ou cápsulas, além de ovário unilocular e
unicarpelar. Apesar da reconstrução de estados de caráter ancestrais apontar
que frutos foliculares secos representam a provável condição ancestral em
Apocynaceae, a linha de deiscência pode ter surgido independentemente no
ACMR de Tabernaemontaninae (Tabernaemontaneae) a partir de frutos
bacoides. Tradicionalmente, os frutos foliculares são classificados por
originarem-se de único carpelo, serem secos e deiscentes por única fenda
(Barroso et al., 1999; Souza, 2006). No entanto, Roth (1977) já enquadrava os
folículos como unidade básica dos frutos deiscentes, sendo subdividido de
acordo com a consistência seca ou carnosa do pericarpo. Essa variação entre
frutos deiscentes secos e carnosos também foi identificada em outra família
pertencente à Gentianales, Rubiaceae. Por exemplo, espécies do gênero Diodia
L. possuem cápsulas secas ou carnosas (Terrell & Wunderlin, 2002). Dessa
forma, frutos foliculares são aqueles que se originam de único carpelo,
apresentam um lóculo e possuem linha de deiscência, independentemente de
serem secos ou carnosos.
Ainda que haja mudanças na consistência do pericarpo e provável
evolução convergente dos folículos de Apocynaceae, a linha de deiscência
apresenta características celulares correspondentes a um modelo
tradicionalmente descrito para frutos deiscentes. Para Roth (1997), a linha de
deiscência é composta por camadas de separação representada por uma região
estruturalmente mais frágil, composta geralmente por células pequenas de
59
parede celular delgada ou por tecido esponjoso formado por células
arredondadas com espaços intercelulares. As células da linha de deiscência
descrita aqui como tipo A se enquadram nessa descrição e foram reconstruídas
como provável condição ancestral dos folículos carnosos de
Tabernaemontaninae (Tabernaemontaneae), assim como condição mais
provável no ancestral da família. Células da linha de deiscência de folículos
secos de outras subfamílias foram descritos com mesmas características. Frutos
de Apoynoideae também possuem linha de deiscência composta por células
pequenas de paredes delgadas, como em Prestonia riedelli (Müll. Arg.) Markgr.
(Aguiar, 2009), Asclepias curassavica L. (Souza, 2004), Nerium indicum Mill.
(Thomas & Dave, 1991), Aganosma caryophyllata G. Don, Ichnocarpus frutences
(L.) W.T. Aiton, Strophanthus wallichii A. DC., Vallaris solanacea (Roth) Kuntze
e Wrightia tomentosa (Roxb.) Roem. & Schult. (Thomas & Dave, 1991). Na
subfamília Asclepiadoideae, Kuriachen (1992) descreveu a linha de deiscência
formada por células pequenas e de parede celular delgada para sete espécies:
Calotropis gigantea (L.) R. Br., Tylophora indicum (Burm. f.) Merr., Gymnema
sylvestre (Retz.) R. Br., Marsdenia tenacissima Tsiang, Wattakaka volubilis (L. f.)
Stapf, Ceropegia bulbosa Roxb. e Leptadenia reticulata (Retz.) Wight & Arn.
Outros dois tipos de constituição celular da linha de deiscência foram
descritos para os frutos de Rauvolfioideae estudados. Células da linha de
deiscência do tipo B surgiram exclusivamente nos folículos carnosos de T.
sananho e as do tipo C, somente em folículos secos de Alstonia (Alstonieae) e
de Catharanthus roseus (Vinceae). As células da linha de deiscência do tipo A e
C se enquadram na classificação de Roth (1977), citada anteriormente, por
comporem um tecido esponjoso funcional no processo de deiscência do fruto.
Todavia as células do tipo B, provavelmente, impossibilitam a abertura do fruto
de T. sananho por serem alongadas de forma oblíqua em relação ao raio e
estarem em diferentes orientações. A disposição irregular dessas células já foi
relatada como um empecilho para deiscência de frutos de Tipuana tipu
(Fabaceae) (Martins & Oliveira, 2001).
Em Apocynaceae, todos os frutos foliculares carnosos de
Tabernaemontana (Tabernaemontaninae, Tabernaemontaneae) apresentam
endocarpo com uma camada e sem lignificação. Esses caracteres surgiram
como prováveis sinapomorfias de frutos carnosos já no ancestral do clado WT.
60
Apesar desses folículos carnosos de Tabernaemontana exibirem mais três
características que os diferenciaram dos folículos secos de Aspidosperma e
Alstonia (presença de sinuosidade na face interna do pericarpo, presença de
células papilosas no exocarpo e presença de grandes espaços intercelulares no
mesocarpo), as características celulares do endocarpo (uma camada e ausência
de lignificação) ainda não foram registradas para folículos, secos ou carnosos,
de outras subfamílias. Todavia, a sinuosidade no pericarpo e grandes espaços
intercelulares já foram descritos para poucos folículos secos pertencentes às
subfamílias Apocynoideae e Asclepiadoideae (Kuriachen, 1992; Gomes, 2008).
Diante disso, estudos com mais representantes da família são necessários para
elucidar a evolução dessas características.
Algumas das características anatômicas descritas auxiliam no processo
de deiscência de folículos de Rauvolfioideae e de outras subfamílias. Tanto a
sinuosidade do pericarpo quanto os grandes espaços intercelulares citados
anteriormente foram considerados como fatores que aumentam a eficiência do
processo de deiscência em frutos de Apocynoideae e Asclepiadoideae
(Kuriachen, 1992; Gomes, 2008). Os folículos secos estudados de Alstonia
(Alstonieae) e de Catharanthus roseus (Vinceae) possuem fibras não lignificadas
no mesocarpo, enquanto essas células são ausentes em Aspidosperma australe,
A. pyrifolium e A. olivaceum. Folículos secos de Apocynoideae também possuem
fibras não lignificadas no mesocarpo, como em Mesechites mansoanus (A. DC.)
Woodson (Gomes, 2008) e em Temnadenia violacea (Vell.) Miers (Martins,
2011). Segundo Souza (2004), a linha de deiscência de Asclepias curassavica
Griseb. (Asclepiadoideae) é margeada por tecido colenquimático. Do mesmo
modo, os folículos estudados, exceto os de A. pyrifolium e Tabernaemontana
donnell-smithiiI, possuem esclereídes adjacentes à linha de deiscência. De modo
semelhante, Wrightia tomentosa (Apocynoideae) possui esclereídes numa
região próxima à linha de deiscência, compondo uma “região de deiscência”
(Thomas & Dave, 1994). As funções de todos esses grupos celulares em relação
ao processo de abertura dos frutos foram brevemente exploradas, necessitando
de estudos mais detalhados.
Possivelmente, os frutos foliculares secos de Apocynaceae também
apresentam um padrão na constituição do endocarpo, ou seja, mais de uma
camada formada por esclereídes e/ou fibras alongadas em diferentes
61
orientações. A reconstrução dos caracteres apontou o folículo ancestral da
família com endocarpo composto por mais de uma camada de esclereídes e
fibras alongadas transversal e longitudinalmente. Gomes (2008) descreveu o
endocarpo de Aspidosperma parvifolium com 13 a 18 camadas de fibras em
diferentes orientações. Já dois folículos secos de Vinceae (Rauvolfioideae),
Catharanthus pusillus (Murray) G. Don e Vinca major L., foram registrados com
uma a duas camadas de células lignificadas (Thomas & Dave, 1994). Frutos
foliculares de outras subfamílias de Apocynaceae também evidenciaram esse
padrão: duas camadas em Temnadenia violacea (Martins, 2011) e em Prestonia
riedelli (Aguiar, 2009), de 3 a 4 camadas em Holarrhena antidysenteria e em
Wrightia tinctoria (Thomas & Dave, 1994), de 5 a 8 camadas em Nerium indicum
(Thomas & Dave, 1991). Em Asclepiadoideae, há registros de 2 a 3 camadas em
Calotropis gigantea e emTylophora indicum, de 4 a 5 camadas em Ceropegia
bulbosa e de 5 a 8 camadas em Marsdenia tenacissima (Kuriachen, 1992).
Dentre essas espécies relatadas, na maioria das descrições, as células do
endocarpo eram fibras dispostas em diferentes orientações (Kuriachen, 1992;
Thomas & Dave, 1994; Martins, 2011).
Tabernaemontaneae e homologia dos frutos bacoides
Dentre os 30 caracteres anatômicos analisados, nenhum se mostrou
exclusivo para Tabernaemontaneae, entretanto caracteres morfológicos florais
são potenciais diagnósticos da tribo. As sinapomorfias que delimitam a tribo são
anteras lignificadas dorsalmente e cabeça do estilete diferenciada com cinco
lóbulos e com flange basal (Endress & Bruyns, 2000; Simões et al., 2007; Simões
et al., 2010).
Por outro lado, há potenciais características diagnósticas anatômicas e
morfológicas de frutos e sementes para as subtribos Ambelaninae e
Tabernaemontaninae. Em especial, revelamos três potenciais caracteres
anatômicos de frutos que subdividem Tabernaemontaneae em dois grupos:
flange cuticular, idioblastos fenólicos no mesocarpo e linha de deiscência.
Somente Ambelania duckei, Rhigospira quadrangularis e Spongiosperma
macrophyllum (subtribo Ambelaniinae, segundo Simões et al., 2010) possuem
frutos com flange cuticular e mesocarpo com compostos fenólicos presentes e
62
linha de deiscência ausente. Por outro lado, as espécies analisadas da subtribo
Tabernaemontaninae, T. catharinensis, T. elegans e T. sananho, apresentam
frutos com flange cuticular ausente, mesocarpo com idioblastos fenólicos
ausentes e presença de linha deiscência. Em especial, como já discutido em
homologia de folículos, frutos com linha de deiscência é uma sinapomorfia para
Tabernaemontaninae, estando esse caráter ausente no ancestral da tribo e no
ACMR de Ambelaninae. Além de Tabernaemontana, os demais gêneros que
compõem Tabernaemontaninae, todos de distribuição paleotropical, possuem
frutos foliculares carnosos (Simões et al., 2010). Além disso, as espécies de
Tabernaemontaninae são conhecidas pela placentação marginal em
Tabernaemontana e axilar em Ambelaninae, como em Ambelania, Rhigospira e
Spongiosperma (Simões et al., 2010). Outros caracteres morfológicos
diagnósticos para Tabernaemontaninae são sementes ariladas
(Tabernaemontana, Callichilia Stapf, Carvalhoa K. Schum. & Prantl, Crioceras
Pierre, Calocrater K. Schum. & Prantl, Schizozygia Baill. e Voacanga Thouars)
com sulco hilar profundo (Tabernaemontana e Voacanga) e endosperma
ruminado (Callichilia, Tabernaemontana e Voacanga) (Endress et al., 2000;
Simões et al., 2010).
O reconhecimento dessas características diagnósticas corrobora a divisão
dos gêneros de Tabernaemontaneae em dois grupos, reconhecidas como duas
subtribos por Simões et al. (2010). Nesta classificação, as espécies de
Ambelaniinae possuem ovários sincárpicos (apocárpico apenas em Macoubea
spp. Aubl.), frutos indeiscentes do tipo baga com as sementes envoltas por polpa
do fruto, enquanto as espécies de Tabernaemontaninae possuem ovários
apocárpicos, raramente hemissincárpico ou sincárpicos, frutos foliculares, raros
bacoides, com sementes ariladas e, frequentemente, com sulco hilar profundo.
É interessante ressaltar que esta divisão em dois grupos não está em desacordo
com as classificações anteriores propostas por Pichon (1948) e Leeuwenberg
(1994). Estas propostas já os reconheciam como dois grupos distintos através
de análises dos caracteres de frutos e sementes, embora fossem delimitados
como tribos e não subtribos.
Em concordância com o estudo filogenético de Simões et al. (2010),
nossos dados sugerem que o ACMR de Tabernaemontaneae possuía frutos
baga (Endress & Bruyns, 2000; Simões et al. 2007; Simões et al., 2010). Os
63
primeiros gêneros a divergirem em Tabernaemontaneae, pertencentes à
Ambelaniinae, são caracterizados por ovários sincárpicos (exceto em
Macoubea) que se desenvolvem em frutos carnosos indeiscentes do tipo baga,
assim como todos os gêneros da sua tribo irmã Willughbeieae. Essa similaridade
com Willughbeieae foi proposta, primeiramente, por Endress & Bruyns (2000) e
observada em estudos filgoenéticos recentes (Simões et al., 2007, 2010, 2016).
Nossos dados dão suporte adicional a este relacionamento entre as duas tribos,
pois tanto os frutos bacoides de Tabernaemontaneae, (subtribo Ambelaniinae)
quanto os de Willughbeieae compartilham características como exocarpo com
lenticelas ausentes e flange cuticular presente, mesocarpo com idioblastos
fenólicos e ausência de linha de deiscência. Desta forma, os frutos bacoides de
W-T (Ambelaninae) parecem ser homólogos por compartilharem duas
características, endocarpo formado por apenas uma camada com células não
lignificadas.
A presença/ausência de uma linha de deiscência foi uma característica
determinante para classificarmos os tipos de frutos de Tabernaemontaneae. Os
frutos indeiscentes e sem linha de deiscência de Ambelaniinae foram
classificados como bagas, enquanto os frutos deiscentes ou indeiscentes, mas
com linha de deiscência de Tabernaemontaninae, foram classificados como
folículos. Essa alternância entre frutos deiscentes e indeiscentes na subtribo
Tabernaemontaninae ocorre tanto no clado Callichia sensu Simões et al. 2016
(frutos indeiscentes em espécies de Callichilia e Tabernanthe e deiscentes nos
demais táxons) quanto no clado Tabernaemontana (frutos indeiscentes em
Tabernaemontana aurantiaca Gaudich e T. sananho, versus deiscentes nas
demais espécies do gênero). Além disso, frutos de mesma espécie foram
observados ora indeiscentes (nomeado pelos autores como bagas) ora
deiscentes (folículos), como em Callichilia (C. barteri (Hook. f.) Stapf, C.
bequaertii De Wild., C. inaequalis Stapf, C. orientalis S. Moore e C. subsessilis
(Benth.) Stapf e em Tabernaemontana penduliflora K. Schum. e T. psorocarpa
(Pierre ex Stapf) Pichon (Simões et al., 2010). Alternativamente, nossos
resultados mostraram que dentre os frutos indeiscentes de Tabernaemontaneae,
os de Ambelaniinae não possuem linha de deiscência, ao passo que todos os
frutos de Tabernaemontana estudados (clado Tabernaemontana,
Tabernaemontaninae) a possuem, inclusive o fruto de T. sananho. Como o fruto
64
desta espécie não abre na maturidade (A.O. Simões, comunicação pessoal) e
possui linha de deiscência, sugerimos que ele seja nomeado de folículo
indeiscente e não de baga, como é referido na literatura por Simões et al, (2010).
O termo “folículo indeiscente” já foi utilizado por Roth, (1977) para alguns
legumes (“Leguminosae”, atual Fabaceae), como um tipo especial de fruto, ou
seja, uma redução a partir daquele deiscente. No clado Tabernaemontana,
Simões et al. (2010) reinteraram doze espécies de Tabernaemontana que são
relatadas na literatura como possuindo frutos indeiscentes (Leeuwenberg, 1991;
Middleton, 2007). Essas evidências podem indicar que se trata do mesmo tipo
de fruto, diferenciando-se apenas entre os que abrem ou não na maturidade.
Diante disso é possível inferir duas hipóteses evolutivas para os frutos em
Tabernaemontaniinae, baseando-se no surgimento da linha de deiscência: 1) o
ACMR da subtribo possuía folículos deiscentes, sendo a capacidade de abertura
perdida de forma independente em alguns táxons por mudanças na formação e
estruturação da linha de deiscência; ou 2) o ACMR da subtribo possuía frutos
foliculares com linha de deiscência, porém não se abriam na maturidade,
semelhantemente ao que ocorre em T. sananho. E a capacidade de abertura
surgiu independentemente ao menos três vezes (em Carvalhoa – Schizozygia,
em Voacanga e em Tabernaemontana), com reversões subsequentes para
frutos indeiscentes em algumas espécies de Tabernaemontana. Assim, a partir
das análises anatômicas, podemos concluir que a hipótese 1 é a melhor
sustentada por nossos resultados, já que é mais provável que ocorra a perda da
capacidade de abertura do fruto do que esse fruto readquirir características de
uma linha de deiscência funcional. Estudos feitos por Beauliei & Donoghue
(2013) com evolução de cápsulas, dão suporte adicional a nossa hipótese,
citando que qualquer mudança na morfologia básica de uma cápsula envolve
rearranjos estruturais extremamente complicados e tais modificações são
improváveis de serem reversíveis.
A partir dos dados analisados, podemos concluir que os caracteres
anatômicos de frutos são boas fontes de informações diagnósticas e também
para detecção de possíveis tendências evolutivas entre tribos, apoiando
hipóteses que o fruto folicular seco corresponde ao fruto ancestral da família e
que os drupoides correspondem ao fruto ancestral do clado V-W-T.
65
Além disso, verificou-se que houve uma redução da lignificação dos frutos,
o que resultou na não abertura espontânea dos mesmos. Uma vez que o fruto
não se abre e a sua dispersão passa a não ser pelo vento, investe-se mais no
pericarpo e não na quantidade de sementes e notou-se também que a
biossíntese de fenólicos se mantém em todas as espécies, o que houve foi uma
transferência da proteção física (esclereides) pela proteção química
(idioblastos). Nos dois casos são compostos fenólicos, a diferença é que a lignina
é um fenólico estrutural e o do idioblasto é uma substância acumulada no
vacúolo da célula.
66
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71
Capítulo 2
Valor taxonômico de caracteres estruturais de frutos no gênero Rauvolfia
L. (Vinceae, Rauvolfioideae, Apocynaceae)
INTRODUÇÃO
Apocynaceae, nas últimas duas décadas, têm sido alvo de estudos
filogenéticos que tiveram impactos importantes sobre sua sistemática (Endress
& Bruyns, 2000; Potgieter & Albert, 2001; Sennblad & Bremer, 2002; Simões et
al., 2007, 2010, 2016).
Dos grupos atualmente reconhecidos (Endress et al., 2007, 2014), o grado
Rauvolfioideae é de grande interesse para estudos sistemáticos devido à sua
posição basal na família e a sua grande variação nos frutos e sementes, não
encontrado em nenhuma outra subfamília, que apresentam apenas em sua
quase totalidade frutos foliculares com sementes comosas.
Vinceae, uma tribo da subfamília Rauvolfioideae, é um grupo
morfologicamente heterogêneo de gêneros, que têm sido posicionado em
diferentes tribos e / ou subtribos baseados quase exclusivamente em
características de frutos e de sementes. A tribo é composta por nove gêneros e
cerca de 153 espécies, sendo amplamente distríbuida em regiões tropicais e
subtropicais (Endress et al., 2007, Simões et al., 2016). A maioria das espécies
da tribo são arborescentes ou arbustivas (exceto em Catharanthus G. Don e
Vinca L. onde as espécies são herbáceas e Kamettia Kostel., que possui duas
espécies lianescentes). A morfologia dos frutos e sementes em Vinceae é
altamente variável. Kopsia Blume, Ochrosia Juss., Petchia Livera e Rauvolfia L.
possuem drupas com um pericarpo espesso e fibroso ou carnoso e um
endocarpo pétreo. As sementes são nuas, geralmente com endosperma,
reduzido ou ausente apenas em Kopsia. Já em Catharanthus, Kamettia,
Laxoplumeria Markgr., Tonduzia Pittier e Vinca, os frutos são um par de folículos
lenhosos contendo um número variável de sementes nuas, aladas ou ciliadas
com endosperma abundante (Endress & Bruyns, 2000; Simões et al., 2016). Esta
diversidade, tanto nas características morfológicas vegetativas quanto nas
reprodutivas resultou em posições amplamente divergentes desses gêneros em
classificações anteriores (Pichon, 1948; Endress & Bruyns, 2000).
72
Evidências morfológicas, comprovam uma notável diversidade
morfológica nas drupas em Vinceae, sugerindo que provavelmente essas não
são homólogas. As drupas de Kopsia, Ochrosia, Petchia e Rauvolfia podem ser
facilmente distinguidas uma das outras por uma série de características
morfológicas, como articulação de mericarpos (inteiros – não articulados,
moniliformes ou drupas individuais), grau de diferenciação no endocarpo
(formam cavidades ou não e projeções), e presença/ausência de endosperma
nas sementes. Essas diferenças em drupas de Vinceae provavelmente estão
associados a diferentes estratégias de dispersão apresentadas por linhagens
distintas (Simões et al., 2016).
Os frutos de Kopsia e Ochrosia possuem o pericarpo fibroso e
especializações que auxiliam na sua flutuabilidade, como a cavidade ventral no
mesocarpo em Kopsia ou uma densa rede de fibras divergentes a partir do
endocarpo em Ochrosia. Estas especializações, em conjunto com a ocorrência
de espécies destes gêneros em regiões insulares ou costeiras no sudeste
asiático e Oceania, sugerem que a água poderia ser o principal agente de
dispersão de frutos desses gêneros. Já as drupas de Petchia e Rauvolfia são
menores e muitas vezes coloridas, com endocarpo membranáceo sem
especializações para flutuabilidade. Este padrão morfológico indica que os
animais são os agentes de dispersão de frutos destes dois gêneros (Simões et
al., 2016).
O monofiletismo de Rauvolfia, o maior gênero da tribo com distribuição
pantropical e cerca de 60 espécies, é apoiado em análise moleculares feitas por
Simões et al. (2016), corroborando resultados anteriores baseados em
amostragem bastante reduzida do gênero (Potgieter & Albert, 2001; Simões et
al., 2007). A congruência observada entre filogenia e classificações pregressas
na delimitação de Rauvolfia, no entanto, não se refletiu no reconhecimento de
categorias infragenéricas. A maioria das seções e séries propostas nas
classificações de Pichon (1947) e Rao (1956) mostraram-se parafiléticas,
evidenciando que os caracteres diagnósticos utilizados por esses autores são
homoplásticos, como a inflexão dos lobos da corola no botão, grau de sincarpia
dos carpelos e frutos e disposição de tricomas no tubo da corola.
Frente a essas evidências, trabalhos de caracterização de frutos são
sugeridos por taxonomistas do grupo, em conjunto com outros dados
73
morfológicos e genéticos, para auxiliar na compreensão da evolução dos
caracteres e detectar possíveis sinapomorfias para a geração de classificações
mais consistentes (Endress & Bruyns, 2000; Potgieter & Albert, 2001; Simões et
al., 2007; Simões et al., 2016).
OBJETIVOS
Este trabalho tem como objetivo principal caracterizar anatomicamente os
frutos de nove espécies do gênero Rauvolfia (Rauvolfia aphlebia (Standl.) A.H.
Gentry, R. ligustrina Willd., R. littoralis Rusby, R. sellowii Müll. Arg., R. sprucei
Müll. Arg., R. sumatrana Jack, R. tetraphylla L., R. vomitoria Afzel., R. weddeliana
Müll. Arg.), em diferentes estádios de desenvolvimento, afim de verificar o
monofiletismo do gênero, fornecer caracteres úteis para a taxonomia e detectar
possíveis tendências na evolução dos frutos do gênero.
74
MATERIAIS E MÉTODOS
Para a ontogenia dos frutos foram descritos estádios de desenvolvimento
conforme eventos de divisão, alongamento e maturação das células do
pericarpo, dividido em exocarpo, mesocarpo e endocarpo. Para o estudo do
desenvolvimento das células do mesocarpo foram reconhecidas três regiões de
acordo com porções bem distintas formadas no estádio maduro em termos de
tamanho celular, espessura da parede celular e/ou presença de lignificação na
parede secundária. A primeira região está adjacente à epiderme externa (ovário)/
exocarpo (fruto), a segunda se encontra entre a primeira e a terceira que é
adjacente à epiderme interna (ovário)/ endocarpo (fruto).
O desenvolvimento dos frutos das Rauvolfia foi dividido em quatro etapas:
Ovário; estádio I para fruto jovem; estádio II para fruto imaturo e estádio III para
fruto maduro.
A terminologia adotada para a classificação de figuras planas e sólidas
simétricas foi de Radford, et al. (1974).
Foram documentadas fotos da morfologia das espécies, a partir das flores
até o estágio do fruto maduro.
Para a classificação do grau de sincárpia do ovário em Apocynaceae s.s.
ou s.l., utilizamos sincárpicos quando os carpelos estão totalmente fundidos,
apocárpicos quando refere-se aos carpelos livres apenas na região do ovário
(Endress 1989, Gomes & Cavalcanti 2001, Sennblad & Bremer 2002, Simões &
Kinoshita 2002), hemissincárpicos quando dois carpelos estão livres em quase
toda a extensão do ovário e conatos distalmente, numa condição intermediária
entre a apocarpia e a sincarpia (Gomes, 2008b).
Os materiais testemunhos estão depositados nos herbários INPA, UEC e
Z, com os seguintes números de coletor:
Rauvolfia aphlebia (Standl.) A.H. Gentry: J.F. Morales et al. s.n. (INB)
Rauvolfia ligustrina Willd.: I. Koch & J.R. Guimarães s.n. (UEC)
Rauvolfia littoralis Rusby: J.F. Morales et al. s.n. (INB)
Rauvolfia sellowii Müll. Arg.: I. Koch et al. 858 (UEC)
Rauvolfia sprucei Müll. Arg.: I. Koch et al. 2008/18 (INPA, UEC)
Rauvolfia sumatrana Jack: I. Koch s.n. (RB, UEC)
75
Rauvolfia tetraphylla L.: M.A. Farinaccio et al. s.n. (CGMS)
Rauvolfia vomitoria Afzel.: I. Koch et al. 8571(UEC)
Rauvolfia weddeliana Müll. Arg.: L.S. Kinoshita et al. 2002/12 (UEC)
As espécies estão representadas no cladograma 1, abaixo:
Cladograma 1. Cladograma ilustrando as espécies de Rauvolfia, tribo Vinceae, evidenciando em vermelho as espécies analisadas neste estudo e em * a sincarpia do ovário (Laranja: apocárpico, Verde: hemissincárpico e Roxo: sincárpico). Simões et al., 2016.
76
Microscopia de luz: Frutos em diferentes estádios foram fixados em FAA
(formaldeído, ácido acético glacial, etanol 50%, 1:1:18 (v/v)) (Johansen, 1940)
por um período mínimo de 24 horas, colocados em bomba de vácuo para auxiliar
na penetração do fixador, e estocados em álcool etílico 70%. A região mediana
de frutos maduros foi incluída em resina plástica (Historesin Leica) seguindo o
método proposto por Gerrits & Smid (1983), que foi otimizado por aumento do
tempo nos passos de pré-infiltração e infiltração, aplicação de vácuo e
movimentação das soluções em agitador de tubos para potencializar a
penetração da resina no material. Aumentou-se em 50% o volume do catalisador
Hardener, sugerido no terceiro tratamento de Paiva et al. (2011). Secções
transversal e longitudinal foram realizadas com espessura de 4 a 8 μm em
micrótomo rotativo manual com navalha de aço, as lâminas foram coradas com
Azul de Toluidina a 0,05% em tampão acetato 0,1M (pH 4,7) (O’Brien et al., 1964)
por 5 min e montagem das lâminas foi feita em água para observação e
documentação foi realizada em fotomicroscópio Olympus BX51 com câmera
digital (modelo DP71).
Foi realizado o teste histoquímico Cloreto de Ferro III (Johansen, 1940),
nos materiais já includos em resina, para a detecção de compostos fenólicos nos
idioblastos.
RESULTADOS
Todas as espécies de Rauvolfia estudadas apresentam flores com ovário
súpero e bicarpelar. O grau de sincarpia do ovário pode variar entre as espécies,
resultando em frutos apocárpicos em R. sellowii e R. vomitoria, sendo chamados
de drupídeos, hemissincárpicos em R. sprucei e R. weddeliana e sincárpicos em
R. aphlebia, R. ligustrina, R. littoralis, R. tetraphylla e R. sumatrana, sendo
chamados de drupoides. Os frutos drupideos e drupoides, variando entre
cordiforme (Figura1) em R. aphlebia, R. sprucei e R. weddeliana, elipsoide
(Figura 2) em R. sellowii e obovoide (Figura 3) em R. ligustrina, R. littoralis, R.
tetraphylla, R. sumatrana e R. vomitoria.
77
Figura 1: Botão floral e frutos de Rauvolfia sprucei em diferentes fases de
desenvolvimento A= Ovário, B= Frutos imaturos, C= Fruto jovem e D= Fruto
maduro de formato cordiforme. Escala = 1 cm
Figura 2: Botão floral e frutos de Rauvolfia sellowii em diferentes fases de
desenvolvimento. Frutos de formato elipsoide. A= Ovário, B= Frutos imaturo, C=
Fruto jovem e D= Fruto maduro de formato elipsoide. Escala = 1 cm
Figura 3: Botão floral e frutos de Rauvolfia tetraphylla em diferentes fases de
desenvolvimento. A= Ovário, B= Frutos imaturo, C= Fruto jovem e D= Fruto
maduro de formato obovoide. Escala = 1 cm
78
Ovário
O gineceu de R. sellowii e R. vomitoria são bicarpelares, com cada carpelo
portando dois óvulos ou mais, como no caso de R. sellowii, de funículo curto e
placentação marginal (Figura 4A). O ovário hemissincárpico de R. sprucei e R.
weddeliana (Figura 4B) e sincárpicos de R. aphlebia, R. ligustrina, R. littoralis, R.
tetraphyla e R. sumatrana (Figura 4C) são biloculares e bicarpelares com cada
carpelo portando dois óvulos também de funículo curto e placentação axilar, com
exceção de R. sprucei que contém mais de dois óvulos por carpelo (Figura 5C e
D). A epiderme externa do ovário, em secção transversal, é uniestratificada,
formada por células alongadas radialmente, com parede celular de faces
periclinais externa e interna espessadas, núcleo evidente em posição central e
recoberta por cutícula delgada (Figura 5A). O mesofilo apresenta células
parenquimáticas arredondadas de paredes delgadas, com núcleo evidente e
arranjo compacto em secção transversal do ovário, com exceção de,
aproximadamente, 2-5 camadas adjacentes à epiderme interna que possuem
células alongadas tangencialmente. (Figura 5B e D). A vascularização é
constituída por vários feixes colaterais, sendo um dorsal e dois ventrais de maior
calibre (Figura 4). A epiderme interna é uniestratificada (Figura 5E e F) e
composta por células alongadas tangencialmente, no plano transversal do
ovário, com paredes delgadas e núcleo evidente de posição central (Figura 5B).
A placenta é bem desenvolvida e possui, aproximadamente, 15 camadas de
células parenquimáticas com menor tamanho em relação às células da epiderme
interna, contorno arredondado, em secção transversal do ovário, com núcleo
evidente e de arranjo compacto (Figura 5B).
Fruto - Apesar das diferenças morfológicas e de origem, anatomicamente os
frutos são iguais e, por isso, serão descritos juntos.
Estádio I: O exocarpo é recoberto por cutícula delgada e constituído por uma
única camada de células, com núcleos centrais (Figura 6A). Estômatos são
frequentes ao longo de todo o exocarpo (Figura 6B). O mesocarpo apresenta
células parenquimáticas e organizadas em três regiões. A primeira região,
mesocarpo externo, são formadas por células de parede celular ligeiramente
espessada, de arranjo compacto e contorno arredondado, em secção transversal
79
do fruto, com núcleos evidentes. Nesta região ocorrem divisões celulares, tanto
anticlinais como periclinais (Figura 6B). Já a segunda região, chamada de
mesocarpo mediano, possui maior número de camadas e células de parede
celular delgada, disposição compacta e maiores que as demais. A
vascularização é observada no limite do mesocarpo mediano e interno, é
formada por um maior número de feixes vasculares que no ovário e agora num
padrão disperso. Na região mediana, há laticíferos ramificados e não ramificados
e os idioblastos fenólicos são encontrados apenas em R. vomitoria e R. sellowii
(Figura 6B). A terceira região, mesocarpo interno, as céulas são menores que as
da região anterior, de parede celular delgada, contorno arredondado, tanto em
secção longitudinal quanto transversal do fruto, e apresentam-se em intensa
atividade de divisão celular em diferentes planos (Figura 6C). As células do
mesocarpo interno adjacentes ao endocarpo (2 a 5 camadas), são alongadas
tangencialmente, em secção transversal do fruto, com contorno arredondado,
em secção longitudinal e possuem parede celular delgada (Figura 6A e C). O
endocarpo é uniestratificado e formado por células de parede celular espessada
e mais alongadas tangencialmente que as do ovário, em secção transversal do
fruto, e contorno arredondado, em secção longitudinal (Figura 6A e C).
Estádio II: O exocarpo aumenta o número de células na camada por divisões
anticlinais mantendo-se uniestratificado com estômatos e células de parede
celular espessadas e núcleos centrais. Nesta fase a cutícula permanece delgada
(Figura 7A e B). No mesocarpo, as células das três regiões estão em divisão,
principalmente as células do mesocarpo interno, tanto anticlinal quanto periclinal,
as células da região mediana também estão em estádio de expansão,
aumentando o tamanho do fruto. Laticíferos e feixes vasculares estão dispersos
no mesocarpo mediano (Figura 7A). Os idioblastos com compostos fenólicos
apresentam, neste estádio, conteúdo mais denso em R. vomitoria e R. sellowii
(Figura 7B). No mesocarpo externo, as células aumentam a espessura da
parede e permanecem com arranjo compacto. Na região mediana, predomina o
processo de expansão celular e início da formação de espaços intercelulares
(Figura 7B). As células região interna continuam menores em relação à da região
mediana e se dividindo em diferentes planos e iniciam a deposição de parede
80
secundária e lignificação (Figura 7C). Nessa região, também são encontrados
idioblastos cristalíferos em todas as espécies (Figura 7A). O endocarpo
uniestratificado, formado por células alongadas tangencialmente, inicia também
a deposição de parede secundária e lignificação (Figura 7C). Esse processo de
lignificação ocorre de dentro para fora, ou seja, as primeiras células a se
lignificarem são as do endocarpo e depois as camadas subjacentes da região
interna do mesocarpo (Figura 7A).
Estádio III: O exocarpo permanece uniestratificado, sendo recoberto por cutícula
delgada em R. sprucei, R. aphlebia, R. ligustrina e nas demais espécies ela se
torna espessada, com células de parede mais espessadas, núcleos na região
periférica e estômatos. Observamos a formação de lenticelas no fruto de R.
ligustrina (Figura 8A). No mesocarpo, a região externa possui cerca de 10
camadas de células com paredes que permanecem espessadas e com arranjo
compacto (Figura 8B). Na região mediana, as células são semelhantes ao
estádio anterior e aumentam a quantidade e o tamanho dos espaços
intercelulares (Figura 8A e B). Nessa região estão os feixes vasculares e
idioblastos fenólicos. Também aumentam a quantidade de laticíferos dispersos
nas regiões internas e medianas do mesocarpo. Nessa fase de maturação, as
células do mesocarpo interno e as células do endocarpo estão totalmente
lignificadas, formando esclereídes e fibras no mesocarpo interno e fibras no
endocarpo, que se cruzam em diferentes ângulos, produzindo um padrão
entrelaçado.
Figura 4: Ovários de Rauvolfia em secção transversal. A. Ovário apocárpico de R. sellowii B. Ovário
hemissincárpico de R. weddeliana C. Ovário sincárpico de R. litorallis. Escalas: (A) 200μm; (B-C) 100μm
81
Figura 5: Ovário de Rauvolfia sellowii e Rauvolfia sprucei, em secção transversal. A. Rauvolfia sellowii. Epiderme
externa recoberta por cutícula delgada (seta) com células alongadas radialmente de parede de faces periclinais
externa e interna espessadas. Mesofilo com células parenquimáticas de parede delgada. Feixe vascular (linha
tracejada). B. Rauvolfia sellowii. Mesofilo interno com células arredondadas e aproximadamente duas camadas
de células alongadas tangencialmente (1 e 2) e Epiderme interna uniestratificada (3). C. Ovário hemissincárpico
de R. sprucei. D. R. sprucei. Presença de mais de dois óvulos por carpelo. E. Rauvolfia sellowii. Ovário no início
do desenvolvimeno indicando epiderme interna uniestratificado (ponta da seta). F. Rauvolfia sellowii. Epiderme
interna (ponta da seta). Ee= epiderme externa, Ov= óvulo e Pl= placenta. Escalas: (A) 20μm; (B) 25μm; (C) 200μm;
(D) 100μm
82
Figura 6: Estádio I: fruto imaturo de Rauvolfia tetraphylla e Rauvolfia vomitoria. A. Rauvolfia
tetraphylla. Vista geral do pericarpo do fruto em secção transversal. Mesocarpo dividido em três
regiões, com feixes vasculares e laticíferos. Endocarpo com células alongadas tangencialmente.
B. Rauvolfia vomitoria. Exocarpo com estômato (“inset”) e mesocarpo externo, em secção
transversal. C. Rauvolfia vomitoria. Detalhe da região do mesocarpo interno, com células em
divisão celular e endocarpo uniestratificado com células de contorno arredondado, em secção
longitudinal (seta). En= endocarpo, ME= mesocarpo externo, MM= mesocarpo mediano e MI=
mesocarpo interno Escalas: (A) 100 μm; (B) 20μm; (C) 50 μm
83
Figura 7: Estádio II: fruto jovem de Rauvolfia aphlebia e Rauvolfia sellowii. A. R. aphlebia. Vista
geral do pericarpo do fruto em secção transversal. Mesocarpo dividido em três regiões, com
feixes vasculares na segunda região. B. R. sellowii. Exocarpo uniestratificado com cutícula e
região do mesocarpo externo, em secção transversal. Exemplo de idioblasto (“inset”) e laticífero
(estrela). C. R. sellowii. Células da região do mesocarpo interno com esclereídes e fibras e
endocarpo uniestratificado com fibras (ponta da seta), em secção longitudinal. Es= esclereídes,
Fi- fibras, ME= mesocarpo externo, MM= mesocarpo mediano e MI= mesocarpo interno.
Escalas: (A) 100 μm; (B) 50μm; (C) 50 μm
84
Figura 8: Estádio III: fruto maduro de Rauvolfia ligustrina e Rauvolfia weddeliana, em secção
transversal. A. R. ligustrina. Vista geral do pericarpo do fruto. Mesocarpo com as três regiões
distintas. Feixes vasculares no mesocarpo mediano e lenticela (“Inset”). B. R. ligustrina. Detalhe
do exocarpo com estômato (seta preta), mesocarpo mediano com espaços intercelulares. C.
Rauvolfia weddeliana. Mesocarpo interno com esclereídes e fibras e endocarpo com fibras. Es=
esclereídes, Fi= fibras, ME= mesocarpo externo, MM= mesocarpo mediano e MI= mesocarpo
interno. Escalas: (A-C) 100 μm; (B) 50μm.
85
Discussão
Os frutos com exocarpo e mesocarpo, geralmente, de consistência
carnosa, frequentemente comestível e endocarpo com textura coriácea ou
lenhosa que protege a semente, podem ser chamados de drupas “clássicas” ou
drupoides. Os frutos drupoides são formados por dois ou mais carpelos que se
desenvolvem, com endocarpo espessado envolvendo a semente formando um
pirênio (Barroso et al., 1999). Se o fruto tem um só pirênio com espaço central
não dividido (único lóculo), desenvolve-se apenas de um carpelo e produz
apenas uma semente, ele é denominado uma drupa “clássica” (Roth, 1977). Os
frutos estudados são bicarpelares e possuem duas sementes por carpelo, sendo,
portanto, caracterizados como drupoides, porém na maioria dos casos só uma
semente por carpelo se desenvolve até o desenvolvimento final do fruto. Se
considerarmos também a sincárpia do ovário, os apocárpicos podem ser
classificados como drupideos (Barroso et al., 1999). Em Apocynaceae, esse tipo
de fruto é encontrado somente na subfamília Rauvolfioideae, em algumas
espécies da tribo Vinceae, nos gêneros Kopsia Dumort., Ochrosia Juss., Petchia
Livera e Rauvolfia L., em Plumereae, nos gêneros Cerbera L. e Thevetia L., e
em Alyxieae nos gêneros Alyxia Banks ex R. Br, Chilocarpus Blume,
Condylocarpon Desf., Lepinia Decne. e Lepiniopsis Valeton (Endress & Bryuns
2000).
Evidencias morfológicas, descritas em outros estudos, sugerem que as
drupas de Vinceae provavelmente não são homólogas (ex., Pichon 1948a,b,
Markgraf, 1979; Middleton 2004, 2007). Os frutos das espécies drupoides da
tribo, como Kopsia, Ochrosia, Petchia e Rauvolfia são facilmente distinguidos
uns dos outros por uma série de características, como articulação de mericarpos,
diferenciação do endocarpo, e presença/ausência de endosperma, que
provavelmente estão associados a diferentes estratégias de dispersão.
Os frutos de Petchia possuem o pericarpo alongado moniliforme com até
13 sementes, sendo que cada artículo comporta uma semente. O endocarpo em
Ochrosia é formando por uma camada compacta em torno da semente,
geralmente como duas cavidades laterais de ambos os lados do fruto ou
projeções fibrosas entremeadas com o mesocarpo. O endocarpo de Kopsia,
Petchia e Rauvolfia formam uma camada sólida e mais ou menos lisa em torno
86
da semente, sem cavidades internas e projeções fibrosas e além, disso
sementes de Kopsia são as únicas na tribo que não possuem endosperma
(Pichon 1948a, b, Leeuwenberg, 1997, Markgraf, 1979, Middleton, 2004, Simões
et al., 2016).
A variação no grau de sincarpia do ovário é comum dentro do gênero
Rauvolfia, como já descritos em vários estudos, como apocárpicos em R.
verticillata (Lour.) Baill. (Kumar et al., 2011), hemissincarpicos em R. gracilis I.
Koch, R. moricandii A. DC, R. pruinosifolia I. Koch & Kinoshita-Gouvêa (Koch,
2002), R. andina Markgr, R. atlantica Emygdio, R. bahiensis A. DC, R.
biauriculata Mull. Arg, R. cubana A.DC, R. grandiflora Mart., R. hookeri (Bedd.)
S.R. Sriniv. & Chithra, R. micranta Hook. f. e R. serpentina (L.) Benth. ex Kurz
(Kumar et al., 2011) e sincárpicos em R. capixabae I. Koch (Koch et al., 2007).
Essa variação morfológica também foi observada nesse estudo, com
carpelos apocárpicos em R. sellowii e R vomitoria, hemissincárpicos em R.
sprucei.e R. weddeliana e sincárpicos em de R. aphlebia, R. ligustrina, R.
littoralis, R. tetraphylla, R. sumatrana. Em Apocynaceae, 70% das espécies são
parcial a totalmente apocárpicas, enquanto a sincarpia congênita parcial na base
do ovário é comum em alguns grupos, inclusive em Rauvolfia (Fallen, 1983,
1986). Porém, nesse estudo, podemos constatar que a maioria das espécies são
sincárpicas, mas outros estudos sobre o assunto precisam ser realizados.
A primeira classificação de Rauvolfia feita por Pichon em 1947,
reconheceu 13 seções, que foram diferenciadas principalmente pelo tamanho e
textura das folhas, distribuição dos coléteres ao longo do pecíolo, a posição dos
lobos da corola em botão, a distribuição dos tricomas dentro do tubo da corola,
tamanho dos filamentos estaminais, o grau de sincarpia e formato dos frutos. Um
estudo de Rauvolfia feita por Rao em 1956, forneceu uma nova classificação
infragenérica, porém para a maior parte, ele seguiu a classificação feita por
Pichon (1947a).
Assim, em conjunto com outros caracteres, o estudo de frutos também se
mostra importante para auxiliar na distinção das espécies dentro do gênero
(Hooker, 1882, Kumar & Singh, 1990, Das et al., 1995, Basak & Maiti, 2000,
Bernard, 2000, Munoz-Centeno et al., 2006). Comprovando isso, estudos feitos
por Kumar et al., (2011), utilizou caracteres de frutos para distinção de um grupo
de espécies de Rauvolfia, como os frutos de R. verticillata que são distintos dos
87
demais por apresentarem formas elipsoides. Os frutos de R. verticillata são
apocárpicos com uma única semente, Rauvolfia hookeri, R. micrantha e R.
serpentina possuem frutos hemisincárpicos com uma ou duas sementes (Kumar
et al., 2011).
Porém, todas as diferenças propostas até hoje foram feitas a partir de
características morfológicas de frutos, sendo importante também incluir nessas
análises dados anatômicos, que podem responder com mais clareza e certeza
diferenças entre os gêneros.
Os tecidos que compõem o ovário e o seu desenvolvimento são iguais em
todas as espécies, assim como o fruto maduro, que são formados por exocarpo
uniestratificado com estômatos, cutícula, mesocarpo dividido em três regiões,
mesocarpo externo, mediano e interno, portando feixes vasculares, laticíferos
ramificados e não ramificados e endocarpo uniestratificado. As diferenças
anatômicas entre as espécies são sutis, porém determinantes, como idioblastos
fenólicos nos frutos maduros de R. vomitoria, cutícula delgada em R. sprucei, R.
ophlebia, R. ligustrina e lenticelas em R. ligustrina.
Apesar de algumas diferenças auxiliarem na caracterização das espécies,
as similaridades anatômicas observadas foram grandes, ajudando, assim, a
reafirmar a hipótese do monofiletismo do gênero. Esta hipótese apresentou alta
sustentação no estudo filogenético de Simões et al. (2016), corroborando
também com os resultados de estudos anteriores (Potgieter & Albert, 2001;
Simões et al., 2007). O gênero é caracterizado por um número de sinapomorfias
morfológicas como, presença de um anel nectarífero circundando a base do
ovário e estilete inserido em uma depressão no ápice do ovário, e agora a partir
das análises ontogenéticas confirma a origem comum dos tecidos, comprovando
assim, a similaridade das espécies desde o ovário até os frutos maduros.
Essas características anatômicas encontradas em Rauvolfia, como já dito,
ajudam a confirmar o monofiletismo do gênero, porém quando incluído dados
anatômicos de outras drupas da tribo, como Kopsia fruticosa, Ochrosia elliptica,
Petchia erythrocarpa (vide capítulo 1), podemos mais uma vez apoiar que as
drupas de Vinceae não são homologas. Características como presença de
tricomas apenas em Kopsia fruticosa, estômatos presentes apenas em
Rauvolfia, laticíferos somente não ramificado e presença de espaços
intercelulares no mesocarpo em Petchia erythrocarpa, diferenças no número de
88
camadas no endocarpo, assim como o tipo de células lignificadas e sua
orientação, são diferentes entre os gêneros, dando evidência adicional para a
origem independente deste tipo de fruto nas diferentes linhagens de Vinceae.
Se tratando das diferenças encontradas dentro de Rauvolfia, podemos
destacar a espessura da cutícula. Segundo Roth (1977), a cutícula é a camada
de proteção que impede a perda excessiva de água. Ela é composta por
substâncias lipídicas, poliésteres insolúveis, que são consideravelmente
impermeáveis à água e sua formação pode ser influenciada por fatores
ambientais, como a intensidade da luz (Alquini et al., 2006). Cutículas delgadas
são encontradas nas espécies de R. sprucei, R. aphlebia, R. ligustrina, e
possivelmente, está relacionada às áreas de menor incidência solar onde essas
espécies são encontradas. Cutículas espessas, por sua vez, são encontradas
nas demais espécies, sendo algumas delas como R. littoralis e R. Tetraphylla,
pertencentes ao clado Eurauvolfia. Segundo Simões et al. (2016), espécies deste
clado ocorrem preferencialmentevem florestas abertas, savanas e em formações
de campo na América Central, Caribe e América do Norte Sul (Rao, 1956; Koch,
2002, Koch et al., 2007). Dada a sua atual distribuição, características dos
órgãos vegetativos podem representar adaptações para auxiliar a proliferação
dessas espécies em habitats abertos, em que as temperaturas são mais
elevadas, como redução no tamanho da planta e desenvolvimento de um
xilopódio subterrâneo, podendo dessa forma, melhorar as chances de
sobrevivência durante períodos em que a água é escassa, assim como cutículas
espessas, que evitam a perda de água e refletem com maior intensidade a luz
recebida (Pijl, 1966; Roth, 1977; Alquini et al., 2006)
A cutícula pode ser encontrada ainda em muitos frutos de Apocynaceae,
porém sua espessura não foi detalhada, tendo sido relatadas em
Tabernaemontana catharinensis A. DC. (Aguiar, 2003), Allamanda blanchettii A.
DC., A. shotti Pohl, Prestonia coalita (Vell.) Woodson (Aguiar, 2009), Prestonia
riedelli (Mull.Arg.) Markgr. (Aguiar et al. 2009), Ambelania duckei Markgr e
Macoubea sprucei (Mull.Arg.) Markgr. (Vilalba-Ferreira, 2012), porém, a
espessura de cutícula parece não ser um bom carater taxonômico, já que
responde à alterações ambientais.
Outra característica variável dentro do gênero foi a presença de idoblastos
fenólicos, observadas apenas no mesocarpo de R. sellowii e R. vomitoria. Os
89
Idioblastos secretores estão presentes na maioria dos frutos (Roth, 1977). Muitos
trabalhos relacionam a ocorrência de compostos fenólicos à proteção do
embrião, especialmente pela resistência que conferem ao ataque de patógenos.
Quando o fruto é deiscente, os taninos se concentram principalmente nos
tegumentos, já nos frutos indeiscentes eles se acumulam em grandes
quantidades no pericarpo (Suárez & Engleman 1980). Nesse caso, os idioblastos
fenólicos, quando presentes, estão em quantidade diminuta, já que a grande
quantidade de esclereídes e fibras no endocarpo, cerca de 11 a 22 camadas, já
exercem a função de proteção. A presença desses idioblastos é muito comum
em frutos carnosos de Apocynaceae (Dave & Kuriachen 1991, Souza &
Moscheta 1992, Kuriachen et al. 1993, Aguiar 2003, 2009, Vilalba-Ferreira, 2012,
Mello, 2013), assim como em frutos carnosos de outras famílias, como em
Myrtaceae e Musaceae, por exemplo (Roth, 1977).
A presença de laticíferos em Apocynaceae, assim como os observados
em todas as espécies estudadas, é amplamente conhecida (Metcalfe & Chalk,
1950), tendo sido relatada em diversos frutos de espécies da família (Kuriachen
& Dave, 1989; Kuriachen et al., 1990, 1991; Dave & Kuriachen, 1991; Thomas &
Dave, 1991; Kuriachen et al.,1992; Thomas & Dave, 1994; Gomes, 2008; Aguiar,
2009; Aguiar et al., 2009, Vilalba- Ferreira, 2012, Mello, 2013). Desta forma, a
presença de laticíferos parece revelar mais uma provável peculiaridade da
família do que um caráter especial de um tipo de fruto. Porém a presença de
laticíferos ramificados e não ramificados em todas as espécies pode ser uma
característica para o gênero, porém mais estudos anatômicos, com maior
número de espécies devem ser feitos para comprovar essa hipótese.
As similaridades anatômicas observadas no endocarpo dos frutos
também ajudam a sustentar o monofiletismo do gênero. Em todas as espécies,
o mesocarpo interno é formado por esclereídes e fibras e endocarpo
uniestratificado formado por fibras. Segundo Evert (2006), fibras e esclereídes
são células que estão relacionadas ao sistema de sustentação e proteção
mecânica das plantas. Nos frutos drupoides, esses dois tipos de células
esclerenquimáticas estão próximos à semente formando o pirênio, portanto
protegendo as sementes até o final do seu desenvolvimento (Barroso et al.
1999). Em alguns frutos de Apocyanceae, drupaceos e foliculares secos que
apresentam camadas esclenquimáticas, podemos observar a presença desses
90
dois tipos celulares, ou somente fibras ou somente esclereídes, como em
Temnadenia violacea (Vell.) Miers (Martins, 2011), Prestonia riedelli (Müll. Arg.)
Markgr. (Aguiar, 2009), Holarrhena antidysenterica (L.) Wall., Wrightia tinctoria
R. Br. (Thomas & Dave, 1994) e Mesechites mansoanus (A. DC.) Woodson
(Gomes, 2008). Ainda em relação ao mesocarpo interno e endocarpo, pode-se
constatar que as fibras estão dispostas transversal e longitudinalmente
alongadas, além de todas possuírem idioblastos com cristais de oxalato de cálcio
nessa região.
Essa disposição das fibras e esclereídes parece também ser comum em
frutos foliculares secos da família, como os de Aspidospema australe Müll.,
Aspidosperma pyrifolium Mart., Aspidosperma olivacium Müll., Alstonia
macrophylla Wall. e Catharanthus roseus (L.) G. Don, porém nas drupas de
Vinceae essa configuração pode mudar, como no caso de Ochrosia elliptica que
possui somente fibras obliquamente alongadas (vide capítulo 1), reforçando
ainda mais a ideia de que evoluiram de maneira independente.
Os cristais de oxalato de cálcio observado no mesocarpo interno e
endocarpo de todas as espécies, podem indicar mais um sistema de proteção
da semente, juntamente com o endocarpo esclerificado. Várias funções já foram
propostas para os cristais, incluindo a regulação do cálcio das células, proteção
vegetal contra herbivoria, suporte do tecido (rigidez) e captação ou reflexão da
luz (Franceschi et al., 1980; Nakata, 2011). Esse tipo de estrutura anatômica foi
observado apenas no endocarpo desse gênero e em Petchia erytrocarpa, nas
demais drupas, como Kopsia fruticosa e Ochrosia elliptica, estão ausentes (vide
capítulo 1), porém para afirmar sua função nesses frutos é necessário estudo
mais aprofundado de ecologia.
Assim, as evidências observadas de similaridade anatômicas a partir das
análises ontogenéticas confirmam a origem comum dos tecidos, comprovando
assim, a similaridade das espécies desde o ovário até os frutos maduros,
podendo apoiar a hipótese de monofiletismo do gênero e a origem independente
das drupas na tribo quando incluído dados anatômicos de Kopsia fruticosa,
Ochrosia elliptica e Petchia erythrocarpa.
91
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96
Considerações Finais
No primeiro capítulo, a partir dos resultados anatômicos das 26 espécies,
da matriz de dados com 30 caracteres e dos cladogramas construídos a partir
das relações filogenéticas evidenciadas por estudos já realizados, foi possível
verificar que seis são prováveis sinapomorfias para classificação das tribos e os
demais caracteres se mostraram homoplásticos ou de reconstrução ambígua
para os clados principais da filogenia. As principais sinapomorfias são: 1.
Mesocarpo e endocarpo envolvendo cada uma das sementes, 2. Flange cuticular
no exocarpo, 3. Idioblastos fenólicos no mesocarpo, 4. Linha de deiscências, 5.
Número de camada do endocarpo e 6. Células lignificadas no endocarpo. Com
base nos caracteres analisados, podemos reconhecer o fruto ancestral em
Apocynaceae reconstruído como sendo folicular seco no ancestral comum mais
recente (ACMR) da família, o fruto ancestral de Vinceae – Willughbeieae –
Tabernaemontaneae (VWT), foi recontruido como sendo drupas e o fruto
ancestral de Willughbeieae – Tabernaemontaneae (WT), como bagas. Os outros
caracteres auxiliaram para diferenciar tribos e até mesmo a níveis subtribo e
espécies.
No capítulo 2, foi realizada a ontogenia de nove espécies do gênero
Rauvolfia e os caracteres anatômicos foram comparados com espécies de
outros quatro gêneros de Vinceae - Kopsia fruticosa, Ochrosia elliptica,
Catharanthus roseus e Petchia erythrocarpa. Os resultados dessa análise
reafirmaram a hipótese de outros autores sobre o monofiletimos do gênero, a
partir da constância dos caracteres observados. Os tecidos que compõem o
ovário e o seu desenvolvimento são iguais em todas as espécies, assim como o
fruto maduro, que são formados por exocarpo uniestratificado com estômatos,
cutícula, mesocarpo dividido em três regiões, mesocarpo externo, mediano e
interno, portando feixes vasculares, laticíferos ramificados e não ramificados e
endocarpo multiestratificado. As diferenças anatômicas entre as espécies foram
sutis, porém determinantes para diferenciar algumas espécies, como o ovário de
R. sprucei que apresenta mais de dois óvulos por carpelo, idioblastos fenólicos
nos frutos maduros de R. vomitoria, cutícula delgada em R. sprucei, R. ophlebia,
R. ligustrina e lenticelas em R. ligustrina. Porém, quando esses dados são
97
comparados os de espécies de gêneros diferentes da tribo que possuem o
mesmo tipo de fruto, podemos fortalecer a hipótese que esses frutos não são
homólogos, devido as grandes mudanças que ocorrem no pericarpo dos frutos.
Características como presença de tricomas apenas em Kopsia fruticosa,
estômatos presentes apenas em Rauvolfia, laticíferos somente não ramificado e
presença de espaços intercelulares no mesocarpo em Petchia erythrocarpa,
diferenças no número de camadas no endocarpo, assim como o tipo de células
lignificadas e sua orientação, são diferentes entre os gêneros, dando evidênciia
adicional para a origem independente deste tipo de fruto nas diferentes linhagens
de Vinceae.
Em particular, há uma escassez de estudos relacionados à anatomia de
frutos em Rauvolfiodeae, desta forma este trabalho trouxe novos dados para
trinta de duas espécies da família e todas elas ocorrentes no Brasil. A
caracterização através da anatomia de frutos, levantando dados que possam ser
utilizados para a distinção das espécies e fornecer caracteres taxonomicamente
úteis para uma melhor interpretação da história evolutiva da família foi o principal
objetivo do trabalho.
Trabalhos anatômicos para detectar possíveis tendências evolutivas em
sementes para as três tribos, Vinceae, Willughbeiea e Tabernaemontaneae já
estão sendo realizados, afim de complementar os dados de frutos aqui
apresentados.
O Capítulo 1 dessa tese será submetido para a revista Botanical Journal
of the Linnean Society e o Capítulo 2 para a Plant Systematics and Evolution.
98
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Anexo II