Aspectos reprodutivos do Pinheiro Brasileiro (Araucaria angustifolia (Bert.) O.KTZE-Araucariaceae

Abstract

Estudos referentes à reprodução de Gimnospermas são escassos, sendo a maioria desses baseados em modelos com espécies de Pinus, havendo poucos estudos sobre a família Araucariaceae. O detalhamento dos aspectos reprodutivos de Araucaria angustifolia é de grande importância tanto econômica como ecológica, com aplicação direta na coleta de sementes destinada à conservação do germoplasma, na obtenção de sementes para fins comerciais e no entendimento da dinâmica e regeneração de populações naturais. Neste estudo foi analisado a androsporogênese, a androgametogênese e o padrão de desenvolvimento do tubo polínico associado ao desenvolvimento do ginófito em exemplares de A. angustifolia. As coletas dos estróbilos da Araucária foram realizadas na cidade de Nova Petrópolis, Rio Grande do Sul, Brasil, durante os anos de 2010 e 2011. O material foi analisado através de técnicas usuais de microscopia de campo claro e microscopia eletrônica de varredura. Com relação à fenologia da espécie, o desenvolvimento das estruturas reprodutivas de árvores androsporangiadas leva cerca de 22 meses para ser concluído. No primeiro ano, grande parte dos eventos ocorre nas árvores androsporangiadas, incluindo a formação dos estróbilos e seus esporângios, o desenvolvimento dos esporos e dos grãos de pólen. Após a polinização, as etapas subsequentes se dão nas árvores ginosporangiadas. Também no primeiro ano do ciclo, ocorre a germinação do tubo polínico. No segundo ano, após a espera de vários meses, ocorre a formação dos gametas no andrófito e se inicia o processo da fecundação. Os esporângios de A. angustifolia possuem origem dérmica e quando maduros apresentam diversas camadas celulares isolando as células esporogênicas, enquanto na deiscência a única camada que resta é o exotécio A meiose apresenta citocinese simultânea, é assincrônica e forma tétrades do tipo tetraédrica e isobilateral. Durante a gametogênese, o andrófito passa por cinco ciclos mitóticos até a formação dos gametas, sendo que no momento da dispersão apresenta uma forte polarização interna de seus constituintes. O pólen de A. angustifolia não possui aberturas, não possui sacos aéreos e é suboblato, sua germinação é extra rudimento seminal e o tubo polínico apresenta inúmeras ramificações. No interior do nucelo se desenvolve o ginófito, que quando maduro apresenta cerca de quatorze arquegônios dispostos na região micropilar. Durante a penetração do tubo polínico nos arquegônios, ocorre a descarga de dois núcleos gaméticos de iguais dimensões na célula oosférica. O estudo embriológico de A. angustifolia demonstrou diversas características de extrema relevância para a compreensão da biologia reprodutiva dessa espécie. No entanto, certos aspectos merecem detalhamento específico visando à compreensão mais profunda sobre a sua reprodução, como: a determinação da origem de cada estrato parietal nos esporângios; o detalhamento citológico do andrófito maduro, dos constituintes do tubo polínico, das células do pescoço de arquegônios e da cariogamia.

Studies on the reproduction of Gymnoperms are scarce and most of them are based on models using the Pinus species, with few studies on the family Araucariaceae. It is both economically and ecologically important to detail the reproductive aspects of Araucaria angustifolia, with a direct application to the collection of seeds for the conservation of germoplasm in order to obtain seeds for commercial purposes and to understand the dynamics and regeneration of natural populations. This study examined androsporogenesis, androgametogenesis and the development pattern of the pollen tube associated with the development of the gynophyte in exemplars of A. angustifolia. Araucaria strobils were collected in the city of Nova Petrópolis, Rio Grande do Sul, Brazil, in 2010 and 2011. The material was analyzed using the usual bright field microscopy and scanning electron microscopy techniques. As to the phenology of the species, the development of the reproductive structures of androsporangius trees takes about 22 months to complete, including the formation of strobils and their sporangia, the development of spores and pollen grains. After pollination, the subsequent stages occur in the gynosporangious trees. Also in the first year of the cycle, the pollen tube germinates. In the second year, after a wait of several months, the gametes form in the androphyte and the fertilization process begins. The sporangia of A. angustifolia are of dermal origin and, when mature, present several cell layers isolating the sporogenic cells, while in dehiscence the only layer remaining is the exothecium. Meiosis present simultaneous cytokinesis, it is asynchronous and forms tetrads of the tetrahedric and isobilateral type During gametogenesis, the androphyte undergoes five mitotic cycles until the gametes are formed, and at the time of dispersion its constituents present strong internal polarization The pollen of A. angustifolia does not have any apertures, no air sacs and it is suboblate, its germination occurs extraseminal rudiment, and the pollen tube has many ramifications. The gynophyte develops inside the nucellus. When it is mature the gynophyte presents approximately fourteen archegonia distributed in the micropylar region. During the penetration of the pollen tube into the archegonia, two equal-sized gametic nuclei are discharged into the oospheric cell. The embryological study of A. angustifolia demonstrated several extremely relevant characteristics for the understanding of the reproductive biology of this species. However, certain aspects deserve specific detailing with a view to further understanding its reproduction, such as: determining the origin of each parietal stratum in the sporangia; cytological detailing of the mature androphyte, of the pollen tube constituents, of the neck cells of the archegonium and of karyogamy.