Resumo: A grande diversidade de espécies é decorrente da ação de diferentes barreiras reprodutivas que agem no isolamento reprodutivo, gerando diversidade biológica. Dentre estas barreiras, destacam-se os sistemas de autoincompatibilidade e a variação interespecífica em compostos orgânicos voláteis (COVs) florais. Aqui, estudamos a biologia reprodutiva e a composição química de COVs florais em orquídeas neotropicais Brasiliorchis. A motivação para abordarmos estas barreiras reprodutivas é de que a heterogeneidade do bioma da Mata Atlântica representa um desafio adicional para o estudo de grupos ricos em espécies, como Orchidaceae. A variação dos caracteres vegetativos entre os hábitats leva a morfologias sobrepostas e complica a identificação das espécies tradicionalmente reconhecidas. Assim, estudos relacionados à biologia reprodutiva podem contribuir para a abordagem da biossistemática e sua relação com a taxonomia do grupo. Especificamente, para a subtribo Maxillariinae, que contém cerca de 600 espécies neotropicais, o conhecimento sobre sistemas reprodutivos, bem como sobre padrões de plasticidade em COVs florais foi pouco explorado. Portanto, este modelo de estudo é interessante, uma vez que a abordagem dos COVs florais e o sistema reprodutivo dentro do gênero poderia elucidar e contribuir à taxonomia (i.e. se as espécies são aparentadas e difíceis de identificar ou se são espécies-irmãs ou formam complexos de espécies), ecologia e bioconservação destas espécies. A subtribo Maxillariinae apresenta poucos relatos disponíveis sobre plasticidade intra- e interespecífica de COVs florais. Desta forma, a determinação da composição química e o padrão de diversificação dos COVs, em espécies de Brasiliorchis, pode resultar em caracteres informativos para identificar linhagens reprodutivamente isoladas. No primeiro capítulo, descrevemos pela primeira vez o sistema reprodutivo de três espécies (B. phoenicanthera, B. picta e B. porphyrostele) e a existência de um sistema de autoincompatibilidade gametofítica para B. picta através de estudos anatômicos. No segundo capítulo, descrevemos a composição química de COVs florais em populações distintas de oito espécies do gênero: B. barbozae, B. gracilis, B. marginata, B. phoenicanthera, B. picta, B. porphyrostele, B. schunkeana e B. ubatubana. Identificamos um total de 238 COVs, que variaram de 34 a 70 por espécie. Os COVs são dominados por categorias distintas de compostos (alcoóis, alcenos, alcanos, aldeídos, monoterpenos e aromáticos). As espécies estudadas apresentaram grande diversidade interespecífica de COVs florais, e outros estudos são necessários para verificar a variação intraespecífica de COVs florais em Brasiliorchis. Processos de seleção natural e deriva podem ter atuado para a diversificação de fragrâncias florais e contribuído para o isolamento reprodutivo de espécies Ver menos

Abstract: Species diversity is a product of different reproductive barriers acting in isolation of evolutionary lineages. Among these barriers, there are self-incompatibility systems and interspecific variation of floral volatile organic compounds (VOCs). Here, we study the reproductive biology and chemical composition of floral VOCs in Neotropical Brasiliorchis orchids. The motivation for approaching these reproductive barriers is that the heterogeneity of the Atlantic Forest biome represents an additional challenge for the study of species-rich groups, such as Orchidaceae. The variation of vegetative characters between habitats leads to overlapping morphologies and complicates the identification of traditionally recognized species. Thus, studies related to reproductive biology can contribute to the approach of biosystematics and its relationship with the taxonomy of the group. Specifically, for the subtribe Maxillariinae, which contains about 600 Neotropical species, knowledge about reproductive systems as well as patterns of plasticity in floral VOCs has been little explored. Therefore, this model is interesting, since the approach of floral VOCs and the reproductive system within the genus could elucidate and contribute to the taxonomy (i.e. whether the species are related and difficult to identify or whether they are sister species or form species complexes), ecology and bioconservation. Maxillariinae has few available reports on intra- and interspecific plasticity of floral VOCs. In this way, the determination of the chemical composition and the diversification pattern of the VOCs, in Brasiliorchis species, can result in informative characters to identify reproductively isolated lineages. In the first chapter, we describe, for the first time, the reproductive system of three species (B. phoenicanthera, B. picta and B. porphyrostele) and the existence of a gametophytic self-incompatibility system for B. picta through anatomical studies. In the second chapter, we describe the chemical composition of floral VOCs in different populations of eight species of the genus: B. barbozae, B. gracilis, B. marginata, B. phoenicanthera, B. picta, B. porphyrostele, B. schunkeana and B. ubatubana. We identified a total of 238 VOCs, which ranged from 34 to 70 per species. VOCs are dominated by distinct categories of compounds (alcohols, alkenes, alkanes, aldehydes, monoterpenes and aromatics). The studied species showed great interspecific diversity of floral VOCs, and more studies are very important to verify intraspecific diversity of floral VOCs in Brasiliorchis. Natural selection and drift processes may have acted to diversify floral fragrances and contributed to the reproductive isolation of species Ver menos