UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ

PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO

DIRETORIA DE PESQUISA

PROGRAMA INSTITUCIONAL DE BOLSAS DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA – PIBIC :

CNPq, CNPq/AF, UFPA, UFPA/AF, PIBIC/INTERIOR, PARD, PIAD, PIBIT, PADRC E FAPESPA

RELATÓRIO TÉCNICO - CIENTÍFICO

Período : Agosto / 2014 a Janeiro / 2015

( ) PARCIAL

(X) FINAL

Título do Projeto de Pesquisa (ao qual está vinculado o Plano de Trabalho ):

Análise da vegetação da mata ciliar do Rio Caeté, Bragança, Pará

Nome do Orientador: Ulf Mehlig

Titulação do Orientador: Doutor

Faculdade: Ciências Biológicas

Instituto/Núcleo: Campus Bragança

Laboratório: Biologia Vegetal

Título do Plano de Trabalho : Relação entre variação fenotípica da espécie Ouratea cf. caudata

Engl. (Ochnaceae) e meio-ambiente na bacia do baixo Rio Caeté, Bragança, Pará

Nome do Bolsista: Amanda Reis da Silva

Tipo de Bolsa : ( ) PIBIC/ CNPq ( ) PIBIC/CNPq – AF ( )PIBIC /CNPq- Cota do pesquisador( ) PIBIC/UFPA( ) PIBIC/UFPA – AF (X) PIBIC/ INTERIOR( )PIBIC/PARD( ) PIBIC/PADRC( ) PIBIC/FAPESPA ( ) PIBIC/ PIAD ( ) PIBIC/PIBIT

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1 INTRODUÇÃOO gênero Ouratea Aubl. na sua atual circunscrição é restrito à América do Sul (Dwyer

1965; Yamamoto 1989) e tem seu centro de diversidade no Brasil, onde ocorrem

aproximadamente 120 espécies (Chacon & Yamamoto 2010). A descrição de novas espécies

nos últimos anos (Sastre 2004; Sastre 2005; Salvador et al. 2006; Sastre 2006; Sastre 2007;

Yamamoto et al. 2008; Chacon et al. 2011) enfatiza a necessidade de examinar o acervo de

espécies em regiões que receberam pouca atenção pelos coletores e taxonomistas até agora,

como, por exemplo, a área de estudo desse projeto. Enquanto a identificação do gênero

Ouratea é normalmente fácil, a identificação ao nível de espécie é complicada devido ao

grande número de espécies descritas na literatura e a ausência de uma revisão taxonômica

recente.

A delimitação das secções do gênero (Sastre 1988; Sastre 1995) se baseia

principalmente em caracteres da inflorescência ou da flor. Dentro das secções, características

das folhas frequentemente definem as espécies. Porém, certas características de folhas são

comumente sujeitas a variação fenotípica, em dependência do ambiente onde a planta se

desenvolve. Pouco se sabe sobre a variabilidade fenotípica das espécies de Ouratea. Muitas

espécies aparentemente possuem uma área de distribuição restrita. Considerando a baixa

quantidade de material coletado dessas espécies, o trabalho taxonômico se mostra difícil

quando os caracteres utilizados para diferenciação das espécies variam com fatores

ambientais como exposição a luz ou disponibilidade de água no solo.

Na bacia do baixo rio Caeté ocorrem indivíduos de uma espécie de Ouratea

preliminarmente identificada como O. cf. caudata Engl, uma espécie com distribuição restrita ao

Pará e estados vizinhos da região nordeste do Brasil. No estuário do Caeté, O. cf. caudata

Engl. apresenta variação fenotípica, se manifestando principalmente na forma de crescimento

(arbustiva vs. arbórea de porte pequeno) e tamanho e morfologia das folhas. Além da forma

“típica” da espécie, existem populações restritas às restingas do estuário exterior do Caeté e

áreas similares ao longo da costa da região bragantina. Indivíduos dessas populações se

destacam por possuir folhas menores com estrutura mais rígida (esclerofilia). A variação

dessas características não tem sido analisado ainda, e a relação entre a variação das

características e condições ambientais é desconhecida.

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2 JUSTIFICATIVAPara fins de conservação e manejo tanto como para possibilizar futuros estudos

filogenéticos do gênero é necessário elaborar conjuntos de características que permitam a

identificação confiável das espécies, se possível, ainda em campo. Nesse contexto é

fundamental conhecer a extensão da variabilidade fenotípica para evitar problemas de

identificação, que podem levar a sérios erros em respeito a manejo e conservação de

populações, principalmente por não-reconhecimento de uma população geneticamente distinta.

3 OBJETIVOS

3.1 Objetivo geral:

Este trabalho visa examinar a variabilidade fenotípica dentro de populações de duas

formas da espécie O. cf. caudata encontradas na bacia do baixo rio Caeté e relacionar esta va-

riabilidade com características ambientais como o tipo e a qualidade do solo tanto como a dis-

ponibilidade de água e luz.

3.2 Objetivos Específicos:

• Elaborar diagnoses focando nas diferenças entre as duas formas de Ouratea cf. caudata

na bacia do baixo rio Caeté;

• Documentar a variabilidade das características relevantes para a diferenciação das duas

formas da espécie através de medições e estudos anatômicos em amostras representa-

tivas de material vegetativo e fértil coletado em populações da área de estudo

• Medir parâmetros ambientais (solo: granulometria, matéria orgânica, disponibilidade de

água; exposição ao sol e intensidade da radiação fotossinteticamente ativa) nos locais

da coleta do material botânico

• Relacionar a variabilidade fenotípica com os parâmetros ambientais.

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4 MATERIAIS E MÉTODOS

4.1 Área de estudo

O estudo foi concentrado nas restingas da península de Ajuruteua (46°40'W, 0°54'S),

que forma o banco ocidental do estuário do rio Caeté, e em matas não inundadas associadas

com o curso do rio na região entre a cidade de Bragança e a porção sul da península de Ajuru-

teua. Foram escolhidas três áreas: Atoleiro (área com solo de areia branca, parcialmente usada

para retirada de areia), Salina dos Roques (restinga em paleodunas, circundada por campos e

manguezais) e Vila Bonifácio (restinga com dunas, próxima à praia). O critério de escolha das

áreas se baseou na presença de no mínimo 12 indivíduos de Ouratea cf. caudata.

4.2 Coleta de material botânico

Nas três populações preliminarmente identificadas como representativas para cada

uma das duas formas da espécie O. cf. caudata, 12 indivíduos por população foram individual-

mente marcados com plaquetas enumeradas e as plantas mapeadas com posição geográfica

via GPS. A sua posição dentro do conjunto de vegetação foi documentada através de fotografi -

as, dando ênfase à exposição ao sol. Devido a maioria dos espécimes durante a maior parte do

dia se encontrarem completamente expostos a luz solar ou na sombra, para cada indivíduo fo-

ram coletados apenas galhos completamente no sol ou na sombra durante maior parte do dia.

Amostras de galhos com folhas foram retiradas de diferentes posições dentro da copa da plan-

ta. Um número de pelo menos 4 brotos não-ramificados com pelo menos quatro folhas cada foi

coletado. O material foi prensado para posterior análise morfométrica. Folhas adicionais foram

fixadas em solução de formol, álcool e acido acético (FAA) para análise anatômica. A presença

e localização dentro da copa de inflorescências foi documentada através de fotografias, e flo-

res/frutos foram fixados em FAA. Para cada indivíduo, quando presente, material fértil foi depo-

sitado no herbário do Instituto de Estudos Costeiros (IECOS) do Campus Bragança da UFPA

(HBRA).

4.3 Medições da disponibilidade de luz

Em quatro dias aleatoriamente escolhidos no período de setembro a janeiro (estação

seca, com maior incidência de luz), sensores de radiação fotossinteticamente ativa (LI-190SZ,

LI-COR) foram posicionados em uma porção insolada da copa e em céu aberto nas proximida-

des. Medições foram feitas entre 10:00 e 14:00 horas e gravadas através de dispositivos data-

logger (LI-1000 e LI_1400, LI-COR), alternando entre indivíduos aleatoriamente escolhidos em

intervalos de uma hora. Fluxos de fótons medidos nas copas foram relatados como porcenta-

gem do fluxo de fótons medido a céu aberto no mesmo momento.

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4.4 Análise de solo, disponibilidade de água

Ao redor de cada indivíduo amostrado, amostras de solo (aprox. 200 g) foram coleta-

das em profundidades de 10 a 20 e de 70 a 80 cm. As amostras foram guardadas em sacos

plásticos vedados para o transporte ao laboratório e guardadas até o processamento. Colora-

ção do solo fresco foi classificada de acordo com a tabela de cores de Munsell (1994). A amos-

tragem foi realizada no final de outubro (estação seca) e no final de abril (estação chuvosa). O

conteúdo de água de subamostras foi identificado por gravimetria (secagem a 104°C). O teor

de matéria orgânica (apenas coleta de outubro) foi estimado de forma gravimétrica após remo-

ção ácida de eventuais carbonatos e combustão em mufla a 450°C. Análises granulométricas

(apenas coleta de outubro) foram feitas através de peneiração ao seco (malha das peneiras em

intervalos de ¼Φ) em colaboração com o Laboratório de Geologia Costeira do IECOS.

4.5 Análises morfométricas

A morfologia de folhas (tamanho, forma, consistência e indumento) e flores/frutos foi

documentada para cada espécime (material seco). Medições de tamanho foram feitas com aju-

da de paquímetro e escala micrométrica em microscópio estereoscópico.

4.6 Anatomia foliar

Cortes manuais transversais da lâmina foram feitos com material fixado em FAA e

guardado em solução de etanol 70% com adição de uma pequena dose de glicerina. Foram ob-

servados em microscópio e, quando necessário, clareados com solução de hipoclorito de sódio

diluída e corados com W3Asim II para melhor destaque de tecido lignificado. As observações

foram documentadas através de descrições e microfotografias. Fragmentos de folhas foram

clareados por aplicação de hidróxido de sódio 5% (vários dias) e hipoclorito de sódio. Após la-

vagem com etanol 50% serão foram com safranina. O padrão de nervuras foi documentado por

fotografia.

4.7 Análises estatísticas

Análises estatísticas foram realizadas através do sistema GNU R 3.1.2 (R Core Team   

2013).

Diferenças em respeito aos teores de água e matéria orgânica das amostras de solo e

em respeito à radiação fotossinteticamente ativa foram analisadas através de Análise de Vari-

ância (Anova) com os fatores local, profundidade e exposição a luz e as respectiva interações.

Através de gráficos diagnósticos dos resíduos foi avaliada a validade da análise, e, caso neces-

sário, a análise foi repetida com dados transformados com o método Box-Cox e reavaliada.

Análise multivariada (NMDS) foi utilizada para detectar possíveis agrupamentos de indivíduos

de plantas e locais em respeito aos parâmetros medidos. A influência de parâmetros ambien-

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tais à ordenação foi testada através de fits de variáveis ambientais e os eixos de ordenação ob-

tidos anteriormente, e através de Análise de Correspondência Restrita (CCA).

5 RESULTADOSNeste período final do projeto foram realizadas coletas das amostras de solo corres-

pondentes ao período chuvoso (final de abril), finalizadas as medições das folhas para análises

morfométricas e os processos de diafanização, realizada a descrição anatômica dos espécimes

dos locais de estudo, finalizado o processamento das amostras para granulometria e realizadas

análises estatísticas dos parâmetros medidos.

5.1 Dados apresentados no relatório parcial

No primeiro período do projeto as atividades realizadas incluíram a coleta do material

botânico, as análises do solo (conteúdo de água, matéria orgânica e classificação da coloração

do solo fresco de acordo com a tabela de cores de Munsell; Tabela 1) e análises das medições

da disponibilidade de luz nos indivíduos amostrados (Figura 1).

5.2 Granulometria

A análise sedimentar mostrou uma classificação granulométrica distinta para as áreas

estudadas. O solo da área Salinas dos Roques é composto de areia muito fina, enquanto que o

da área Vila Bonifácio é composto por areia fina e em Atoleiro a dominância é de areia média

(Figura 2).

5.3 Conteúdo de água

A comparação das médias de conteúdo de água no solo entre os diferentes períodos

(estação seca e chuvosa) mostrou diferenças altamente significativas (ANOVA; p<0,001); a di-

ferença entre os sítios não se mostrou significativa (Figura 3).

5.4 Anatomia e morfologia foliar

Em todos os espécimes estudados foi encontrado o padrão de venação secundária eu-

camptódroma, com nervuras de menor calibre (terciárias e quaternárias) com padrão reticulado

irregular com aréolas (Figura 4). Não foi encontrado uma variação desse padrão entre os espé-

cimes estudados nas diferentes áreas.

Todos os espécimes analisados apresentaram características anatômicas semelhan-

tes. No entanto, nos espécimes da área Atoleiro foi encontrado um numero maior de esclerei-

des entre as células do colênquima localizado entre os feixes da nervura central e epiderme, no

lado abaxial da folha (Figura 5).

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Entre folhas coletadas na sombra e na luz, notaram-se diferenças na consistência

(membranácea em árvores na sombra, cartácea a coriácea nas folhas em pleno sol) e no tama-

nho da lamina foliar (maior em folhas na sombra).

Exceto medidas de largura da nervura central, todas os parâmetros morfométricos das

folhas medidos apresentaram diferenças altamente significativas entre as diferentes áreas, en-

tre as condições de disponibilidade de luz solar e uma interação significativa desses fatores

(Tabela 2). Em diagrama de ordenação produzido a partir de NMDS não foi visto uma clara se-

paração entre os locais e as condições de luz e sombra (Figura 6). Na Análise de Correspon-

dência Restrita (CCA) também não foi possível visualizar uma separação das amostras dentre

as variáveis (Figura 7). No entanto, o teste ADONIS mostrou que existe diferenças significati-

vas entre os locais (p<0,001), condições de luz (p<0,01) e na interação entre locais com dife-

rentes condições de luz (p<0,05).

5.5 Diferenças entre as populações de O. cf. caudata

Este trabalho foi iniciado a partir da hipótese que há duas variedades da espécies

O. caudata diferenciadas pela morfologia foliar. As observações originais se basearam em ma-

terial de herbário, onde uma diferença em tamanho e consistência das folhas pode ser verifica-

do. Integrando dados mais amplos da folhagem revelaram-se diferenças apenas graduais (con-

sistência, início dos dentes e tamanho da folha, porte do espécime) que geram um gradiente de

formas entre os indivíduos nas diferentes condição de disponibilidade de luz, e quantidade de

água. Uma separação diagnóstica clara correspondendo às variedades postuladas a partir do

material de herbário não foi possível. Uma explicação desse resultado pode ser que amostras

de herbário mostram um viés de amostragem. Como geralmente apenas material fértil é inte-

grado nas coleções, e como inflorescências em O. caudata se formam principalmente nas re-

giões da copa com incidência mais alta de radiação solar, amostras em herbários deveriam na

sua maioria apresentar folhas de tamanho reduzido. Porém, plantas que se encontram com

toda copa em áreas sombreadas, por exemplo algumas das árvores provenientes da Salinas

do Roque, produzem flores em galhos expostos a menos luz, com tamanhos foliares aumenta-

dos. A heterogeneidade das características foliares dentro do mesmo indivíduo é maior em

plantas expostas ao sol, mas ofuscada pela seletividade dos coletores botânicos interessados

em material fértil. A integração de uma gama mais ampla de folhas revela que as diferenças

são de fato valores extremos de um gradiente contínuo.

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Referências citadasChacon, R. & Yamamoto, K. Forzza, R. C. (Ed.) Ouratea Aubl. Ochnaceae. In Catálogo de plantas e fungos do Brasil. Instituto de Pesquisas Jardim Botânico do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro. 2010.

Chacon, R. G.; Yamamoto, K. & Cavalcanti, T. B. Ouratea lancifolia R. G. Chacon &amp; K. Yamam. (Ochnaceae), uma nova espécie do Cerrado, Brasil. Revista Brasileira de Botânica, 34, 603-605. 2011.

Dwyer, J. D. The History and the Nomenclatural Problem of the Genus Ouratea (Ochnaceae). Taxon, 14, 275-277. 1965.

R Core Team     R: A Language and Environment for Statistical Computing/              . R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. 2013.

Salvador, G. S.; Santos, É. P. d. & Cervi, A. C. A new species of Ouratea Aubl. (Ochnacea) from South America. Fontqueria, 55, 293-296. 2006.

Sastre, C. Studies on the Flora of the Guianas 34. Synopsis generis Ouratea Aublet (Ochnaceae).  Adansonia, 10, 47-67. 1988.

Sastre, C. Novelties in the Neotropical genus Ouratea Aublet (Ochnaceae). Novon, 5, 193-200. 1995.

Sastre, C. Une novelle espèce d' Ouratea (Ochnacea) du Venazuela. Adasonia, sér. 3, 26, 129-131. 2004.

Sastre, C. Une nouvelle espèce d' Ouratea (Ochnacea) de l'Amazonie brésilienne. Adasonia, sér.3, 27, 85-88. 2005.

Sastre, C. Deux nouvelles espèces d' Ouratea (Ochnacea) des Guyanes. Adasonia, sér. 3, 28, 119-127. 2006.

Sastre, C. Six nouvelles espèces d' Ouratea (Ochnaceae) des Guyanes. Adasonia, sér. 3, 29, 77-91. 2007.

Yamamoto, K. (1989). Morfologia, anatomia e sistemática do gênero Ouratea Aublet (Ochnaceae): Levantamento preliminar das características de importância taxonômica e avaliação das classificações vigentes. . Universidade Estadual de Campinas, . 1989.

Yamamoto, K.; Chacon, R. G.; Proenca, C.; Cavalcanti, T. B. & Graciano-Ribeiro, D. A Distinctive New Species of Ouratea (Ochnaceae) from the Jalapão Region, Tocantins, Brazil. Novon, 18, 397-404. 2008.

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Figura 1: Gráfico da média da quantidade de luz solar disponível para as plantas no sol e na sombra nos diferentes locais. Existe diferença altamente significativa entre a quantidade de luz solar que é disponível para as plantas no sol e na sombra, e entre os locais (Anova, p<0,001). Média para as plantas no sol: 62,9±10,4%; Média para plantas na sombra:17,2±11,7%. Siglas dos locais: Atoleiro - at; Salina dos Roques – sr; Vila Bonifácio - vb.

Área Profundidade Cor Código de cor

Vila Bonifácio10-20 cm

Cinza 5YR, 5/1

Cinza claro 5YR, 7/1

70-80 cm Amarelo muito claro 2.5YR, 8/3

Atoleiro

10-20 cm Cinza 5YR, 5/1

70-80 cmCinza 5YR, 5/1

Marrom escuro amarelado 10YR, 3/4

Salinas dos Roques

10-20 cmMarrom escuro 7.5YR, 3/3

Cinza escuro 10YR, 5/1

70-80 cm Marrom muito escuro 7.5YR, 2.2/2

Marrom amarelado 10YR, 5/4

Tabela 1: Padrão geral da coloração do solo fresco classificada de acordo com a tabela de cores de Munsell (1994)

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Figura 2: Diagrama de Shepard mostrando a distribuição das amostras de solo de acordo com a granulometria. Siglas dos locais: Atoleiro - at; Salina dos Roques – sr; Vila Bonifácio - vb.

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Figura 5: Detalhe de corte anatômico de O. caudata do local Atoleiro, evidenciando esclereides

Medida da Folha ÁreaDisponibilidade

de luzÁreas com diferentes

disponibilidades de luz

Largura p < 0,001 p < 0,001 p < 0,001

Comprimento p < 0,001 p < 0,001 p < 0,001

Base ao ponto mais largo p < 0,001 p < 0,001 p < 0,001

Base ao inicio dos dentes p < 0,001 p < 0,01 p < 0,001

Largura da nervura central p >0,05 p > 0,05 p >0,05

Largura do pecíolo p < 0,001 p < 0,001 p < 0,001

Comprimento do pecíolo p < 0,001 p < 0,001 p < 0,001

Quantidade de nervuras secundárias

p < 0,001 p < 0,001 p < 0,001

Tabela 2: Resultado da Anova das medições realizadas nas folhas com área e disponibilidade de luz

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Figura 6: Ordenação NMDS para médias das características morfométricas da folhas. Siglas dos locais: Atoleiro - at; Salina dos Roques – sr; Vila Bonifácio – vb. Simbolos em preto indivíduo na sombra, em branco indivíduo no sol.

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Figura 7: Grafico de Análise de Correspondência Restrita. Siglas dos locais: Atoleiro - at; Salina dos Roques – sr; Vila Bonifácio – vb. Simbolos em preto indivíduo na sombra, em branco indivíduo no sol.