Anatomia e morfologia comparada do gineceu e androceu em Tillandsioideae Harms (Bromeliaceae) e suas tendências evolutivas na família

Abstract

Bromeliaceae constitui um grande e diverso grupo de plantas monocotiledôneas de origem essencialmente Neotropical. Embora a delimitação da família e subfamílias do grupo estejam definida, as relações inter e infragenéricas não estão completamente esclarecidas. Estruturas reprodutivas possuem excelentes caracteres diagnósticos para delimitação de grupos naturais e ainda auxiliam a compreender processos evolutivos em diferentes taxa. Dessa forma, este trabalho visa descrever a anatomia comparada do ovário e do rudimento em exemplares de seis subfamílias de Bromeliaceae, contemplando 20 gêneros e um total 104 espécies; e ainda busca caracterizar a morfologia dos estames de 69 espécies de Tillandsioideae. As análises foram executadas em Microscopia Fotônica e em Microscopia Eletrônica de Varredura. A anatomia do ovário e do rudimento seminal apresentam claros padrões em diferentes subfamílias ou gêneros de Bromeliaceae. Com relação ao ovário, estruturas especializadas são apenas observadas em duas subfamílias de divergência tardia em Bromeliaceae (Bromelioideae e Puyoideae). A condição de poucos rudimentos seminais foi observada nos gêneros cedo divergente de Tillandsioideae e Bromelioideae, sendo esse uma característica plesiomórfica em Bromeliaceae. Referente ao rudimento seminal, embora esse apresente variações com relação a espessura e comprimento dos tegumentos; morfologia e tamanho do apêndice calazal; e morfologia das células epidérmicas nucelares, se observa que tais características se mantêm constantes ou apresentam tendências dentro dos gêneros ou subgêneros analisados. A origem subdérmica do apêndice calazal foi con- viii firmada para todas as espécies analisadas; sendo a morfologia acumeada desta estrutura a condição ancestral na família e os apêndices calazais múltiplos de Catopsis e o apêndice calazal lateral de Puya aparecem como apomorfias. Bromelioideae apresenta redução desta estrutura, demostrando uma tendência a sua completa perda. O caráter alongado das células epidérmicas nucelares foi observado em todas as subfamílias, exceto em certos gêneros de Bromelioideae, sendo dessa forma considerado uma autapomorfia para esta subfamília. Ainda, a analise da morfologia externa dos estames de Tillandsioideae apresentam certos padrões nos diferentes gêneros analisados. As análises realizadas na presente tese indicam que certas características anatômicas e morfológicas de órgãos florais são estáveis dentro de grupos de espécies, gêneros ou subfamílias de Bromeliaceae e além de fornecer dados sobre tendências evolutivas dos aspectos reprodutivos na família, são potencialmente indicados para análises filogenéticas quando utilizadas em conjunto com dados moleculares.

Bromeliaceae constitute a great and diverse group of monocots with neotropical origin. Although subfamilies are now well delimited, generic and infrageneric relationships are not yet fully understood. Reproductives structures provide excellent diagnostic traits and can help the delimitation of natural groups and also assist in the understanding of the evolutionary process in different taxa. That way, this study aims describe the comparative anatomy of ovary and ovule in six subfamilies of Bromeliaceae, 20 genera and 104 species, and characterize stamen morphology of 69 species belong to seven genera of Tillandsioideae. The analysis were performed in light and scanning electron microscopy. Ovary and ovule anatomy presented clear patterns in each subfamily or genus of Bromeliaceae. Related to de ovary specialised structures were observed in two late divergent subfamilies (Bromelioideae and Puyoideae). Few ovules per carpel was observed in early divergent genera of Tillandsioideae and Bromelioideae, A condição de poucos rudimentos seminais foi observada nos gêneros cedo divergente de Tillandsioideae e Bromelioideae and therefore was considered the plesiomorphic state of the character in Bromeliaceae. Regarding to the ovule, its structure presented variation in thickness and length of teguments; morphology and length of chalazal appendages; and morphology of nucelar epidermal cells. However these characters are constant or present a expected pattern in different genera or subgenera analyzed The subdermal origin of chalazal appendage was confirmed for all analyzed species, the acuminated morphology was established as the ancestral condition to the family and the multiple chalazal appendages of Catopsis and the lateral chalazal appendage, in Puya are apomorphies in Bromeliaceae. Bromelioideae show reduction of chalazal appendages and some species of this subfamily also present complete loss of this structure. The elongated nucelar cells were observed in all subfamilies, except in some genera of Bromelioideae. Therefore the non elongated epidermal cell might be considered a autapomorphy in Bromelioideae. Moreover the analyses of external morphology of stamen of Tillandsioideae show some trends in each genus. The present study indicates that certain morphologic and anatomic characteristics of floral organs are stable into groups of species, genera or even into a whole subfamily of Bromeliaceae. Then, embryology provided a different set of data about evolutive patterns of reproductive structures to the family, besides they are useful to the taxonomy when used together with molecular data.