Nome do Projeto
Influência de polinizadores nativos e exóticos no sucesso reprodutivo de Psychotria brachyceras Müll. Arg. (Rubiaceae)
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
25/02/2024 - 12/11/2024
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Biológicas
Resumo
Aproximadamente 90% das espécies de angiospermas dependem dos animais para o processo de polinização (OLLERTON; WINFREE; TARRANT, 2011; TONG et al., 2023). Isso implica que muitas plantas estão intrinsecamente ligadas à presença de visitantes florais, os quais desempenham um papel essencial de transferir pólen entre flores de indivíduos dentro das populações. Por outro lado, uma grande quantidade de animais depende de recursos oferecidos pelas plantas, como pólen e o néctar, para sua sobrevivência (OLLERTON, 2017). Sendo assim, tal interação entre plantas e polinizadores tem importância fundamental na diversidade e na preservação tanto das angiospermas, como de seus polinizadores (OLLERTON; WINFREE; TARRANT, 2011; WEI et al., 2021).
As abelhas são essenciais como polinizadores para diversas plantas, agrícolas e nativas, contribuindo significativamente na formação de diferentes comunidades vegetais (POTTS et al., 2010; RECH et al., 2014). Entretanto, abelhas introduzidas competem de maneira dominante por recursos florais, o que pode prejudicar os polinizadores nativos em muitos casos (PAGE; WILLIAMS, 2023; RECH et al., 2014; ROUBIK; VILLANUEVA-GUTIÉRREZ, 2009; THOMSON, 2016; VALIDO; RODRÍGUEZ-RODRÍGUEZ; JORDANO, 2019). Desse modo, abelhas exóticas, incluindo Apis mellifera, introduzida no Brasil em meados do século XIX por colonizadores alemães (WIESE, 2020), têm sido reconhecidas por causar impactos negativos ao intensificar a competição por locais de nidificação e introduzir inimigos naturais, como a transmissão de patógenos que podem infectar populações de abelhas nativas (GOULSON, 2003; MALLINGER; GAINES-DAY; GRATTON, 2017; PAINI, 2004). A dominância de A. mellifera sobre as abelhas nativas pode indicar o impacto potencial que sua introdução teve nas interações de polinização, seja por meio do comportamento, da morfologia incompatível com flores, ou do processo de deposição do pólen no estigma.
Psychotria brachyceras é uma espécie do gênero Psychotria caracterizado por flores geralmente pequenas, de tonalidades esbranquiçadas ou esverdeadas (TAYLOR, 1996). O gênero se caracteriza por polinização predominantemente por abelhas, embora ocasionalmente envolva outros insetos, como borboletas, mariposas e vespas. A população de P. brachyceras apresenta distilia, polimorfismo floral caracterizado pela presença de dois morfos florais que diferem de maneira recíproca na posição de suas estruturas sexuais: longistilo, que possui flores com pistilo longo e estames curtos, e um morfo brevistilo, com pistilo curto e estames longos. Além disso, a planta possui sistema de incompatibilidade auto e intra-morfo, implicando na necessidade da polinização cruzada entre diferentes morfos para que ocorra a efetiva formação dos frutos. Dessa forma, a população é estreitamente dependente de agentes bióticos para realizar um fluxo direcional de pólen entre indivíduos de morfos diferentes (GANDERS, 1979; TREVIZAN et al., 2021a). Embora os polinizadores efetivos da população ainda não sejam conhecidos, registrou-se nas flores uma visitação significativa de abelhas nativas e exóticas, além de ocasionais visitas de borboletas e beija-flores (TREVIZAN et al., 2021a).
No presente estudo serão investigados aspectos do sucesso reprodutivo de P. brachyceras, mediante polinização de agentes nativos e exóticos, buscando entender se os animais exóticos atuam no processo de forma satisfatória, quando comparados a polinizadores nativos, ou se estão competindo por recursos sem oferecer ganhos à flora local, o que pode ser prejudicial para a manutenção da população.
Objetivo Geral
Investigar o sucesso reprodutivo da população distílica P. brachyceras, explorando a influência da polinização realizada por visitantes florais exóticos, como Apis mellifera, em relação aos polinizadores nativos.
Justificativa
O presente estudo investigará as complexas dinâmicas de polinização envolvendo a P. brachyceras (Rubiaceae), uma planta nativa e endêmica do Brasil, e sua interação com visitantes florais nativos e exóticos. Devido à distilia, a população é obrigatoriamente dependente de agentes bióticos para garantir sua reprodução e sobrevivência, o que respalda a importância de pesquisas de tal teor. Aprofundar a compreensão sobre o processo específico da polinização e reprodução nesse contexto é crucial, não apenas para avançar o conhecimento científico contemporâneo, mas também para estabelecer um conhecimento sólido sobre como espécies de animais introduzidas podem influenciar interações ecológicas com espécies de plantas nativas, como a polinização. Com esse entendimento, torna-se possível conduzir futuras pesquisas e implementar intervenções na conservação de ecossistemas locais, além de adotar práticas de gestão e tomadas de decisão mais rigorosas, a fim de preservar a integridade dos biomas.
Metodologia
Espécie estudada e local de estudo
Psychotria brachyceras é uma planta nativa do Brasil, pertencente à família Rubiaceae, a qual pode ser encontrada em grande número no Horto Botânico Irmão Teodoro Luís, localizado a cerca de 3 km do Campus Universitário da Universidade Federal de Pelotas, Capão do Leão, Rio Grande do Sul, local onde o presente trabalho será efetuado.
A região está inserida na Planície Costeira do Bioma Pampa, sendo revestida, principalmente, por vegetação caracterizada como formações pioneiras arbustivo-herbáceas, típicas de complexo lagunar (IBGE, 2004). O solo é do tipo Planossolo Hidromórfico Eutrófico Solódico, solo típico de áreas planas (STRECK et al., 2002).
A espécie em questão apresenta inflorescências do tipo cimosa, com flores de coloração alba. A corola das flores tem formato tubular e exibe um anel amarelado ao redor da abertura, havendo em cada flor dois óvulos. A população possui distilia, e as flores são classificadas em dois morfos distintos: longistilo e brevistilo. Por sua vez, a floração da espécie ocorre entre os meses de novembro a janeiro (TREVIZAN et al., 2021a).
Receptividade do Estigma
Será investigado o período de receptividade do estigma de ambos morfos florais. Para tal, serão escolhidas 15 flores de cada morfo, sendo cinco delas analisadas no primeiro horário da manhã, cinco após às 12:00hs e cinco ao entardecer (17:00). Com o auxílio de um pincel, será despejado sobre o estigma água oxigenada (H2O2). Após, será observado se ocorreu reação positiva (aparecimento de bolhas) na região do estigma. Esta reação química indica que o estigma é receptivo devido ao contato entre a peroxidase dos exsudados do estigma e o peróxido de hidrogênio (ZEISLER, 1938).
Visitantes Florais
Para a observação dos visitantes florais, serão selecionados 30 indivíduos no período da floração, sendo 15 pertencentes ao morfo longistilo e 15 ao brevistilo, os quais serão escolhidos de forma aleatória dentro da população. As inflorescências dos indivíduos serão ensacadas em pré-antese no dia anterior com sacos de “voile”, para que seja garantido que nenhuma interferência de visitantes florais ocorrerá antes das observações. As sessões de observação serão padronizadas através do método da abordagem cronometrada, com uma duração de 20 minutos por indivíduo, em períodos distintos do dia: manhã e tarde (07:00-18:00). O observador utilizará roupas brancas, mantendo uma distância de um metro do indivíduo observado para minimizar qualquer perturbação no comportamento natural dos visitantes florais. Isso visa garantir resultados confiáveis, sem interferências.
Durante as observações serão registrados os seguintes aspectos: quantidade de flores nos indivíduos, o horário e a duração da visita do visitante floral, o comportamento dos visitantes florais nas flores, isto é, se tocam as estruturas reprodutivas (anteras e/ou estigmas), e a quantidade de flores visitadas em cada interação. Adicionalmente, anotações detalhadas sobre os visitantes florais serão feitas, como sua coloração e tamanho. É importante destacar, que durante o processo os visitantes serão registrados através de fotografias, e quando se tratar de insetos, serão coletados para identificação.
Performance de polinização (Deposição de pólen no estigma)
Botões florais serão ensacados em pré-antese, com sacos de “voile”, sendo preservados até o momento do experimento (Total de 30 indivíduo; 15 longistilos e 15 brevistilos). Após expostas aos visitantes florais, serão feitas observações de 20 minutos em cada indivíduo, sendo feitas nos três diferentes períodos do dia (manhã, início da tarde e entardecer), com horários exatos definidos após a análise de receptividade do estigma, bem como, com o conhecimento adquirido ao longo das análises dos polinizadores, visando contemplar com exatidão todos os polinizadores nativos e não nativos. As flores visitadas serão coletadas após a primeira visita do polinizador (nativo e exótico). Depois, o estigma será destacado com o auxílio de uma lâmina e separados em vidros de “eppendorf”, os quais receberam a identificação do número de flor, do indivíduo e a identificação do polinizador que visitou a flor. Os estigmas serão preservados em lâminas histológicas coradas com fucsina em gel, a qual acarretará a tonalidade avermelhada aos grãos de pólen, que posteriormente serão contados, com o auxílio de um microscópio e um contador manual.
Sucesso reprodutivo (Frutificação)
Inflorescências em pré-antese serão ensacadas com com sacos de “voile”, sendo expostas no dia seguinte (Total de 30 indivíduo; 15 longistilos e 15 brevistilos). Para cada indivíduo ocorrerão análises de 20 minutos em cada um dos três períodos do dia, com horários escolhidos previamente, após análise dos aspectos do campo e experimentos. Após a visita de polinizador nativo ou exótico, a flor será ensacada novamente com um saco de “voile” menor, sendo identificada em relação a quem a visitou. A mesma permanecerá assim até o resultado do experimento, que será a frutificação, indicando o sucesso reprodutivo, ou a sua ausência.
Psychotria brachyceras é uma planta nativa do Brasil, pertencente à família Rubiaceae, a qual pode ser encontrada em grande número no Horto Botânico Irmão Teodoro Luís, localizado a cerca de 3 km do Campus Universitário da Universidade Federal de Pelotas, Capão do Leão, Rio Grande do Sul, local onde o presente trabalho será efetuado.
A região está inserida na Planície Costeira do Bioma Pampa, sendo revestida, principalmente, por vegetação caracterizada como formações pioneiras arbustivo-herbáceas, típicas de complexo lagunar (IBGE, 2004). O solo é do tipo Planossolo Hidromórfico Eutrófico Solódico, solo típico de áreas planas (STRECK et al., 2002).
A espécie em questão apresenta inflorescências do tipo cimosa, com flores de coloração alba. A corola das flores tem formato tubular e exibe um anel amarelado ao redor da abertura, havendo em cada flor dois óvulos. A população possui distilia, e as flores são classificadas em dois morfos distintos: longistilo e brevistilo. Por sua vez, a floração da espécie ocorre entre os meses de novembro a janeiro (TREVIZAN et al., 2021a).
Receptividade do Estigma
Será investigado o período de receptividade do estigma de ambos morfos florais. Para tal, serão escolhidas 15 flores de cada morfo, sendo cinco delas analisadas no primeiro horário da manhã, cinco após às 12:00hs e cinco ao entardecer (17:00). Com o auxílio de um pincel, será despejado sobre o estigma água oxigenada (H2O2). Após, será observado se ocorreu reação positiva (aparecimento de bolhas) na região do estigma. Esta reação química indica que o estigma é receptivo devido ao contato entre a peroxidase dos exsudados do estigma e o peróxido de hidrogênio (ZEISLER, 1938).
Visitantes Florais
Para a observação dos visitantes florais, serão selecionados 30 indivíduos no período da floração, sendo 15 pertencentes ao morfo longistilo e 15 ao brevistilo, os quais serão escolhidos de forma aleatória dentro da população. As inflorescências dos indivíduos serão ensacadas em pré-antese no dia anterior com sacos de “voile”, para que seja garantido que nenhuma interferência de visitantes florais ocorrerá antes das observações. As sessões de observação serão padronizadas através do método da abordagem cronometrada, com uma duração de 20 minutos por indivíduo, em períodos distintos do dia: manhã e tarde (07:00-18:00). O observador utilizará roupas brancas, mantendo uma distância de um metro do indivíduo observado para minimizar qualquer perturbação no comportamento natural dos visitantes florais. Isso visa garantir resultados confiáveis, sem interferências.
Durante as observações serão registrados os seguintes aspectos: quantidade de flores nos indivíduos, o horário e a duração da visita do visitante floral, o comportamento dos visitantes florais nas flores, isto é, se tocam as estruturas reprodutivas (anteras e/ou estigmas), e a quantidade de flores visitadas em cada interação. Adicionalmente, anotações detalhadas sobre os visitantes florais serão feitas, como sua coloração e tamanho. É importante destacar, que durante o processo os visitantes serão registrados através de fotografias, e quando se tratar de insetos, serão coletados para identificação.
Performance de polinização (Deposição de pólen no estigma)
Botões florais serão ensacados em pré-antese, com sacos de “voile”, sendo preservados até o momento do experimento (Total de 30 indivíduo; 15 longistilos e 15 brevistilos). Após expostas aos visitantes florais, serão feitas observações de 20 minutos em cada indivíduo, sendo feitas nos três diferentes períodos do dia (manhã, início da tarde e entardecer), com horários exatos definidos após a análise de receptividade do estigma, bem como, com o conhecimento adquirido ao longo das análises dos polinizadores, visando contemplar com exatidão todos os polinizadores nativos e não nativos. As flores visitadas serão coletadas após a primeira visita do polinizador (nativo e exótico). Depois, o estigma será destacado com o auxílio de uma lâmina e separados em vidros de “eppendorf”, os quais receberam a identificação do número de flor, do indivíduo e a identificação do polinizador que visitou a flor. Os estigmas serão preservados em lâminas histológicas coradas com fucsina em gel, a qual acarretará a tonalidade avermelhada aos grãos de pólen, que posteriormente serão contados, com o auxílio de um microscópio e um contador manual.
Sucesso reprodutivo (Frutificação)
Inflorescências em pré-antese serão ensacadas com com sacos de “voile”, sendo expostas no dia seguinte (Total de 30 indivíduo; 15 longistilos e 15 brevistilos). Para cada indivíduo ocorrerão análises de 20 minutos em cada um dos três períodos do dia, com horários escolhidos previamente, após análise dos aspectos do campo e experimentos. Após a visita de polinizador nativo ou exótico, a flor será ensacada novamente com um saco de “voile” menor, sendo identificada em relação a quem a visitou. A mesma permanecerá assim até o resultado do experimento, que será a frutificação, indicando o sucesso reprodutivo, ou a sua ausência.
Indicadores, Metas e Resultados
O presente projeto é tema do Trabalho de Conclusão de Curso do acadêmico Gustavo Maciel Zurschimittem e é coorientado pela doutoranda Renata Trevizan Telles de Souza (Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal, Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP).
Com esse estudo, esperamos fornecer conhecimentos sobre os polinizadores efetivos de P. brachyceras. Pretendemos mensurar a capacidade de cada agente biótico em depositar pólen no estigma das flores e avaliar a taxa de frutificação associada a cada um, identificando assim os polinizadores mais efetivos. Tendo em vista que espécies exóticas competem com as nativas, esperamos estabelecer um comparativo entre a eficácia de polinização de cada grupo para o sucesso reprodutivo da planta. Através dessa abordagem esperamos contribuir para o entendimento sobre como as espécies. Como resultados esperados estão o Trabalho de Conclusão de Curso, divulgações científicas em congressos e artigos científicos.
Com esse estudo, esperamos fornecer conhecimentos sobre os polinizadores efetivos de P. brachyceras. Pretendemos mensurar a capacidade de cada agente biótico em depositar pólen no estigma das flores e avaliar a taxa de frutificação associada a cada um, identificando assim os polinizadores mais efetivos. Tendo em vista que espécies exóticas competem com as nativas, esperamos estabelecer um comparativo entre a eficácia de polinização de cada grupo para o sucesso reprodutivo da planta. Através dessa abordagem esperamos contribuir para o entendimento sobre como as espécies. Como resultados esperados estão o Trabalho de Conclusão de Curso, divulgações científicas em congressos e artigos científicos.
Equipe do Projeto
| Nome | CH Semanal | Data inicial | Data final |
|---|---|---|---|
| ANDRIW RUAS SANTOS | |||
| CAROLINA LESSA VIEGAS | |||
| GUSTAVO MACIEL ZURSCHIMITTEM | |||
| LUIZA OLIVEIRA PIEGAS | |||
| RAQUEL LUDTKE | 2 | ||
| RENATA TREVIZAN TELLES DE SOUZA | |||
| SABRINA RIBEIRO DA COSTA |