Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/36717
ORCID:  http://orcid.org/0000-0001-8147-1629
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Aspectos da evolução e da quebra da distilia em espécies de Psychotria L. e Palicourea (Aubl) (Rubiaceae)
Alternate title (s): Aspects of evolution and breakdown of distyly in Psychotria L. e Palicourea (Aubl) (Rubiaceae) species
Author: Rodrigues, Ebenézer Barbosa
First Advisor: Oliveira, Paulo Eugênio Alves Macedo de
First member of the Committee: Cunha, Nicolay Leme da
Second member of the Committee: Baronio, Gudryan Jackson
Third member of the Committee: Oliveira, Denis Coelho de
Fourth member of the Committee: Consolaro, Hélder Nagai
Summary: As estratégias sexuais de plantas com flores são diversas. A distilia é uma dessas estratégias de reprodução, em que plantas apresentam dois morfos florais que ocorrem separadamente em cada indivíduo da população em uma proporção balanceada. Estames e estigmas das flores desses morfos florais apresentam alturas recíprocas entre eles, além disso, há também um sistema de incompatibilidade heteromórfico em populações distílicas que interrompe o crescimento de tubos polínicos oriundos de autopolinizações e polinizações intramorfo. Esta estratégia sexual é considerada como um mecanismo especializado na promoção de polinização cruzada em plantas. Entretanto, há transições evolutivas nesse sistema reprodutivo, envolvendo quebra do sistema de incompatibilidade, perda de um dos morfos florais e ausência de separação espacial dos órgãos sexuais nas flores, chamada homostilia. Em muitos grupos de plantas houveram estudos a respeito dos caminhos evolutivos dessas transições e seus efeitos na reprodução após a quebra da distilia. Nesta tese, foi estudada a distilia e sua quebra nos gêneros que contém o maior número de plantas com distilia, Psychotria L. e Palicourea Aubl. O estudo realizou uma reconstrução filogenética da distilia e suas variações em espécies desses dois gêneros e também investigou a seleção fenotípica em caracteres florais, a imprecisão em polinização e a integração fenotípica em espécies e populações com distilia e sua transição para outros sistemas reprodutivos. Além disso, foi verificada se a integração floral apresenta efeito na imprecisão em polinização de espécies e populações com distilia e sua quebra para outras estratégias reprodutivas. O estudo revelou que nas espécies de Psychotria e Palicourea a distilia é ancestral a diversificação dos gêneros. Houve evolução independente de transiçõe derivadas da distilia como monomorfismo, homostilia, monoicia e dioecia. Devido a distilia ser ancestral a esse grupo de espécies não foi possível inferir alguns dos modelos sugeridos para a evolução da distilia em plantas. As transições evolutivas foram registradas em espécies com ocorrência em ilhas ou em populações de habitats isolados indicando a importância de efeitos fundadores na evolução e no estabelecimento de espécies e populações com quebra da distilia. A morfologia da corola foi um melhor preditor do que a hercogamia (separação estigma-antera) para um maior fitness feminino, tanto na espécie com distilia quanto na espécie com monomorfismo. Ao nível interespecífico o estudo revelou que a precisão em polinização da espécie monomórfica estudada, Psychotria prunifolia, foi semelhante a da espécie com distilia, Psychotria trichophoroides. Porém, a integração fenotípica da morfologia floral da espécie distílica foi maior do que nas flores da espécie monomórfica. Já ao nível intraespecífico, populações com distilia apresentaram maior precisão em polinização do que as populações monomórficas de Psychotria carthagenensis e semelhante proporção de visitas de polinizares de probóscide curta e longa. A integração fenotípica também foi maior nas flores das populações distílicas do que nas populações com monomorfismo e há um forte efeito da integração do fenótipo floral na precisão em polinização em P. carthagenensis. As transições evolutivas do sistema reprodutivo de espécies de Psychotria e Palicourea parecem estar mais ligadas as pressões ecológicas locais do que com diferenças na morfologia dos polinizadores e representam a flexibilidade de adaptação das espécies desses gêneros a ambientes que favorecem a auto reprodução. Entretanto, entre populações a distilia é uma estratégia de reprodução que proporciona alta precisão em polinização, mas espécies que apresentam monomorfismo podem ser tão eficientes em polinização cruzada quanto espécies com distilia.
Abstract: Flowering plants have several mating strategies. Distyly is one these breeding strategies, in which, plants present two floral morphs that occurs separately in a balanced ratio in each plant population. Stamens and stigmas of these floral morphs have reciprocal heights among them, beyond that, that is also a heteromorphic system of incompatibility that interrupts the growth of pollen tubes coming from self-pollinations or intramorph pollinations. This breeding system strategy is considered as a specialized mechanism for cross-pollination in plants. But, there are evolutionary transitions in this breeding system, like the loss of one of the floral morphs and absence of spatial separation of the sexual organs in the flower, called homostyly. In many plant groups there were studies about the evolutionary pathways of these transitions and what the effects in reproduction after distyly breakdown. In this thesis, we studied distyly and its breakdown in the plant genera with the greatest number of species presenting distyly, Psychotria L. e Palicourea Aubl. The study used phylogenetic reconstruction of distyly and its variations in species of both genera and either investigated the phenotypic selection in floral traits, the pollination imprecision in species and populations with distyly and transitions to other breeding systems. We further test if floral integration present effect in pollination imprecision in populations with distyly and its breakdown towards other breeding strategies. The studied showed that distyly is ancestral to the diversification of Psychotria and Palicourea genera. There was independent evolution of the transitions derived from distyly as monomorphism, homostyly, monoecy and dioecy. Due distyly ancestrally in these species groups it was not possible to infer any of the models proposed for the evolution of distyly in plants. The evolutionary transitions were reported in species with occurrence in island or in populations in isolated habitats, indicating the importance of founder effects in the evolution and establishment of species and populations with distyly breakdown. The corolla morphology was a better predictor than herkogamy (spatial separation od sexual organs) for a high female fitness in either distylous Psychotria trichophoroides and in the monomorphic species, Psychotria prunifolia. At the interspecific level, our study showed that precision in pollination is similar in both the species. Furthermore, the phenotypic integration of the species with distyly was higher than the monomorphic one. But, at the intraspecific level, populations with distyly presented higher pollination precision than the monomorphic populations of Psychotria carthagenensis and similar proportion of short and long-tongued pollinators. The phenotypic integration also was higher in flowers of the distylous populations than in the populations with monomorphism and there was a strong effect of the integration of the floral phenotype in the pollination precision in P. carthagenensis. The evolutionary breeding system transitions in Psychotria and Palicourea species seems to be more linked to local ecological pressures rather to differences in morphology of pollinators, and, represent the flexibility of adaptation of species of these genera in habitats that favours selfing. However, at the population level, distyly is a strategy that promotes high pollination precision, but, species with monomorphism can be as efficient in cross-pollination as species presenting distyly.
Keywords: Distyly evolution
Heterostyly
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Subject: Ecologia
Ipecacuanha - Evolução (Biologia)
Flores - Cultivo
Polinização por insetos
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais
Quote: RODRIGUES, Ebenézer Barbosa. Aspectos da evolução e da quebra da distilia em espécies de Psychotria L. e Palicourea (Aubl) (Rubiaceae). 2018. 97f. Tese (Doutorado em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2023. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2022.5013
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2022.5013
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/36717
Date of defense: 28-Feb-2018
Appears in Collections:TESE - Ecologia, Conservação e Biodiversidade

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