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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Floral scent and pollination ecology of orchids from the Atlantic Forest of Southeastern Brazil = Fragrâncias florais e a ecologia da polinização de orquídeas da Mata Atlântica do Sudeste do Brasil
Title Alternative: Fragrâncias florais e a ecologia da polinização de orquídeas da Mata Atlântica do Sudeste do Brasil
Author: Nunes, Carlos Eduardo Pereira, 1986
Advisor: Sazima, Marlies, 1944-
Abstract: Resumo: Compostos orgânicos voláteis (COVs) emitidos pelas flores têm um papel importante na mediação das interações planta-polinizador. Neste trabalho, foram estudados a biologia floral, a polinização, o sistema reprodutivo e a composição química dos COVs florais de 10 espécies de orquídeas nativas da Mata Atlântica do Sudeste do Brasil: Catasetum cernuum, Dichaea pendula, D. cogniauxiana, Gongora bufonia, Pabstia jugosa, Promenaea xanthina, Warrea warreana, Zygopetalum crinitum, Z. maculatum e Z. maxillare. As fragrâncias florais foram coletadas usando técnicas de coleta do headspace floral e sua composição química determinada por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas (GC-EM). A matriz de dados `indivíduos × COVs florais¿ foi analisada com técnicas de análise multivariada (UPGMC, PCA, ICA, MRPP e ANOSIM) a fim de classificar essas espécies de acordo com seus COVs florais, determinando os voláteis distintivos associados a espécies e polinizadores, e buscar por diferenças significativas entre as espécies. Catasetum cernuum, D. pendula e Gongora bufonia oferecem perfumes como recurso floral a seus polinizadores ¿ machos de abelhas Euglossina. Notoriamente, D. cogniauxiana oferece seus óvulos em desenvolvimento às larvas de seus polinizadores, gorgulhos Montella sp. nova, que autopolinizam ativamente as flores antes de depositar seus ovos nos estigmas, caracterizando um novo caso de polinização de berçário. As demais espécies não ofereceram recursos florais aos polinizadores. Zygopetalum crinitum foi polinizado exclusivamente por fêmeas de mamangavas Xylocopa sp. Abelhas Bombus sp. polinizaram W. warreana, Z. maculatum e Z. maxillare, sendo o último também polinizado pela abelha solitária Centris confusa. Warrea warreana and Z. crinitum foram visitados por machos de abelhas Euglossina que, no entanto, não as polinizavam. O sistema reprodutivo variou da completa autoincompatibilidade (D. pendula) à autocompatibilidade com polinização espontânea (D. cogniauxiana and Z. maxillare). A maioria dos COVs é comum à outras fragrâncias florais. Entretanto, as flores de C. cernuum e G. bufonia emitiram o pouco comum (e)-epoxyocimene e D. pendula emitiu o raro 2-methoxy-4-vinylphenol. A similaridade entre as fragrâncias de C. cernuum e G. bufonia estão associadas à polinização exclusiva por machos da abelha Eufriesea violacea, caracterizando provavelmente um exemplo convergência evolutiva da fragrância floral mediada pela seleção por um único polinizador. Zygopetalum crinitum apresentou um buquê exclusivo de COVs derivados do ácido shiquímico. De acordo com a composição da fragrância floral, Pab. jugosa, Pro. xanthina e as espécies de Zygopetalum compuseram um grupo a parte. Apesar de os polinizadores de Pab. jugosa e Pro. xanthina não terem sido registrados, as análises sugerem que essas espécies seriam polinizadas por engodo por abelhas. Assim, foi constatada uma relação filogenética próxima entre orquídeas polinizadas por engodo e orquídeas polinizadas por machos Euglossina. Ademais, canais exclusivos de comunicação química determinam a especialização de C. cernuum e G. bufonia em machos de Euf. violacea e de Z. crinitum em Xylocopa dentre outras espécies polinizadas por Apidae

Abstract: Floral volatile organic compounds (VOCs) play important roles in plant-pollinator interactions. Floral biology, pollination and breeding systems as well as floral VOCs of orchid species from the Atlantic forest were investigated to understand plant-pollinator communication and its importance to plant reproduction. The floral biology, pollination and breeding systems of Catasetum cernuum, Dichaea pendula, D. cogniauxiana, Gongora bufonia, Pabstia jugosa, Promenaea xanthina, Warrea warreana, Zygopetalum crinitum, Z. maculatum and Z. maxillare were studied in situ in southeastern Brazil. Floral scent was assessed using techniques of headspace collection and GC-MS. We analysed the matrix of `individual × floral VOCs¿ using multivariate techniques (UPGMC, PCA, ICA, MRPP and ANOSIM) in order to classify the species according their floral VOCs, determining distinctive compounds associated both to species and their pollinators, and look for significant differences among species. Catasetum cernuum, D. pendula and Gongora bufonia offered perfumes for their pollinators ¿ male euglossine bees. Noteworthy, D. cogniauxiana offered developing ovules to pollinators, weevils Montella sp. nova which actively self-pollinate flowers before laying eggs on the stigmatic cavity, what constitute a novel nursery pollination system. The remaining species offered no floral resources. Only female carpenter bees pollinated Z. crinitum. Bumble-bees pollinated W. warreana, Z. maculatum and Z. maxillare. The latter was also pollinated by Centris confusa. Warrea warreana and Z. crinitum were visited but not pollinated by male orchid-bees. Breeding system varied from complete self-incompatibility (D. pendula) to self-compatibility with spontaneous selfing (D. cogniauxiana and Z. maxillare). Most VOCs were common to other floral scents. However, flowers of C. cernuum and G. bufonia emitted the unusual (e)-epoxyocimene and D. pendula emitted the unusual 2-methoxy-4-vinylphenol. The similarity between the floral scents of C. cernuum and G. bufonia could be associated to the exclusive pollination by male Eufriesea violacea bees, likely characterizing an example of pollinator-mediated evolutionary convergence of floral chemistry. Zygopetalum crinitum presented an exclusive blend of VOCs, mainly benzenoids. According to floral scent composition, Pabstia jugosa, Pro. xanthina and the Zygopetalum spp. composed a separate consistent group. Although we did not record pollinators in Pab. jugosa and Pro. xanthina, our analyses indicated these species are deceit-pollinated by Apidae. There is a close phylogenetic relationship between deceit-pollinated and euglossine-pollinated orchid species. Additionally, a private channel with a distinctive floral VOC bouquet may determine specialization of C. cernuum and G. bufonia in male Euf. violacea as well as the specialization of Z. crinitum in carpenter bees within flowers pollinated by Apidae
Subject: Compostos orgânicos voláteis
Polinização por insetos
Plantas - Reprodução
Interação animal-planta
Orquídea
Language: Multilíngua
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:IB - Tese e Dissertação

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