Expressão sexual, polinizadores e sistema reprodutivo em Piper caldense C. DC. (Piperaceae) em fragmento de Floresta Atlântica

Abstract

Piper inclui mais de 1.000 espécies e 285 delas ocorrem no Brasil. Apesar da riqueza em espécies e importância ecológica em florestas brasileiras, por ser um dos mais importantes componentes de sub-bosques, estudos realizados sobre a biologia reprodutiva em Piper são escassos. Entre os aspectos analisados, o hermafroditismo tem sido considerado um atributo reprodutivo basal, mas podem ocorrer variações dessa expressão sexual. Além disso, a dicogamia é comum e a entomofilia e a anemofilia foram registradas ou inferidas. O objetivo deste trabalho foi estudar aspectos da biologia reprodutiva de Piper caldense C. DC., tais como, a sexualidade e funcionalidade das flores, seu sistema reprodutivo e os polinizadores. O estudo foi realizado em indivíduos de população natural de P. caldense na Estação de Pesquisa, Treinamento e Educação Ambiental Mata do Paraíso, em Viçosa, Zona da Mata de Minas Gerais. Foram utilizadas espigas frescas e estocadas em etanol 70% para avaliar a funcionalidade e a dinâmica de exposição das áreas receptivas e da liberação dos grãos de pólen. Informações complementares foram obtidas por meio de estudo morfo-anatômico, utilizando as técnicas usuais de microscopia de luz e eletrônica de varredura. A viabilidade polínica foi testada em 40 espigas utilizando carmim acético. Observações em campo foram feitas para analisar a sexualidade de 50 indivíduos, nos quais se realizaram medições de comprimento e diâmetro em espigas com flores no final da antese. Foram ensacadas 15 espigas para verificar a ocorrência de autopolinização espontânea. A frequência e o comportamento de visita dos polinizadores foram observados durante cinco dias não consecutivos. As inflorescências de P. caldense apresentaram dois morfos florais: estaminado e hermafrodita. Cada morfo encontra-se em espigas diferentes. Esses morfos ocorrem num mesmo individuo, caracterizando a andromonoicia; além disso, foram observados indivíduos apenas com espigas com flores estaminadas. A antese das espigas com flores estaminadas antecedeu a antese das espigas com flores hermafroditas. A dinâmica de liberação de pólen foi assincrônica para os dois morfos. Há protoginia incompleta e a exposição e a senescência das papilas estigmáticas ocorrem de forma gradual e sequencial, em sentido basípeto. Há autoincompatibilidade e, portanto, dependência por polinizadores para que ocorra a frutificação. Quanto aos polinizadores, foram registradas 15 espécies, pertencentes às ordens Hymenoptera e Diptera. Dentre os himenópteros, Apis mellifera foi a espécie mais frequente e entre os dípteros, destacou-se Ocyptamus sp.1.

Piper includes more than 1,000 species and 285 of them occur in Brazil. Despite of the richness of species and ecological importance in Brazilian forests, for being one of the most important components of understories, research about reproductive biology in Piper are scarce. Among the aspects analyzed, hermaphroditism has been considered a basal reproductive attribute, but can occur be variations of this sexual expression. Furthermore, dichogamy is common, entomophily and anemophily were recorded or inferred. The aim of this research was to study the reproductive biology of Piper caldense C. DC., such as sexuality and functionality of flowers, reproductive system and pollinators. The study was conducted with plants of a natural P. caldense population at the Station of Research, Environmental Training and Education Mata do Paraíso in Viçosa, state of Minas Gerais, in southeastern Brazil. Fresh and stored spikes in 70% ethanol were used to evaluate the functionality and the dynamics of stigmatic expouse and pollen release. Additional information was obtained through morpho-anatomical study using the usual techniques of light and scanning electron microscopy. Pollen viability was tested in 40 spikes using acetic carmine. Field observations were made to analyze the sexuality of 50 individuals in which were measured the length and diameter in spikes with flowers at the end of anthesis. We bagged 15 spikes to verify the occurrence of spontaneous self-pollination. The frequency and the visiting behavior of pollinators were observed during five non-consecutive days. The inflorescences of P. caldense had two floral morphs: staminate and hermaphrodite. Each morph is found in different spikes. These morphs occur in the same individual, featuring andromonoecy; besides this, individuals only bearing spikes with staminate flowers were observed. Anthesis of spikes with staminate flowers occurred before anthesis of spikes with hermaphrodite flowers. The dynamic of pollen release was asynchronous in the two morphs. Incomplete protogyny was recorded and the exposure and senescence of stigmatic papillae occur gradually and in sequence, in basipetal direction. The species is self- incompatible and depends on pollinators for fruit. Were registered 15 species of pollinators belonging to Hymenoptera and Diptera. Among the Hymenoptera, Apis mellifera was the most frequent and in Diptera, Ocyptamus sp.1.