Efeitos da baixa densidade populacional em euterpe edulis mart. : uma perspectiva ecológico-genética da disperão de pólen e semente

Orientador : Profª. Drª. Valéria C. Muschner

Coorientador : Profª. Drª. Isabela G. Varassin

Coorientador : Prof. Dr. Otso Ovaskainen

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia e Conservação. Defesa: Curitiba, 26/08/2016

Inclui referências : f. 27-31;56-61;68-75

Área de concentração

Resumo: A composição e a frequência de visitantes florais e frugívoros são influenciadas pela densidade de plantas e pela disponibilidade de recursos. A dispersão de pólen e semente é um processo chave, que molda a dinâmica das populações de plantas e a manutenção da diversidade genética. A essência destes processos é o movimento dos propágulos a partir da localização do parental para o local de estabelecimento do propágulo. Atividades de forrageamento de polinizadores e frugívoros aliados às ferramentas genéticas, proporcionam a avaliação quantitativa destas relações mutualísticas em um ecossistema. Aliando estes conhecimentos é possível observar o papel da dispersão na composição de recursos ecológicos e evolutivos em populações de plantas. Considerando o declínio da densidade populacional e a modificação da estrutura espacial das populações de Euterpeedulis na Floresta Atlântica, conhecer a capacidade de dispersão da espécie é crucial para avaliar sua viabilidade ecológica e genética. Assim, avaliamos os efeitos da baixa densidade populacional em E. edulis, sob as perspectivas ecológica (Capítulo I) e genética (Capítulo II) a fim de verificar como estes processos têm atuado sob a condição de baixa densidade e quais os efeitos para a manutenção da variabilidade genética. No Capítulo I verificamos se a densidade e a disponibilidade de recursos afetam as interações mutualísticas entre E. edulis e os visitantes florais e os frugívoros. Encontramos uma relação positiva entre a frequência e a composição de visitantes florais e a densidade floral observada, indicando que o processo de polinização pode ser afetado negativamente pela baixa densidade populacional. No Capítulo II estimamos a capacidade de dispersão de E. edulis. Utilizamos um modelo hierárquico bayesiano para estimar o kernel de dispersão a partir de dados genéticos de plantas reprodutivas, juvenis e embriões. Descobrimos que, enquanto as sementes são dispersas no máximo algumas centenas de metros, o pólen é disperso até vários quilômetros. Provavelmente, a dispersão de pólen de longa distância é gerada principalmente por abelhas euglossine, enquanto que os principais vetores de dispersão para dispersão de sementes de curta distância são os sabiás. A dispersão de pólen a longa distância sugere um alto nível de fluxo gênico que deve permitir a manutenção da diversidade genética de E. edulis. Apesar disso, observamos uma baixa diversidade genética e alto nível de endogamia. Esta contradição pode ser explicada pelo fato de que a população estudada foi caracterizada como em baixa densidade e com distribuição espacial agregada, características que restringem o fluxo gênico realizado. Concluímos que se as ações de conservação forem bem-sucedidas para restaurar a densidade populacional da espécie, a recuperação de sua diversidade genética será facilitada pela sua alta capacidade de dispersão. Palavras-chave: Polinização, dispersão de semente, disponibilidade de recursos, kernel de dispersão, fluxo gênico via pólen, dispersão de longa distância.

Abstract: The composition and frequency of floral visitors and frugivorous are influenced by the plant density and the availability of resources. The dispersal of pollen and seed is a process that shapes the dynamics of plant populations and maintains genetic diversity. The essence of these processes is the movement of propagules from the location of the parent to the location of propagule establishment. Foraging activities of pollinators and frugivores allied to genetic tools, provide a quantitative evaluation of mutualistic interactions in an ecosystem. Combining these knowledges, it is possible to observe the role of dispersal on composition of ecological and evolutionary resources in plant populations. Considering the decline of population density and the modification of the spatial structure on Euterpe edulispopulations in the Atlantic Forest, knowing the dispersal capacity of the species is crucial for its ecological and genetic evaluation. Thus, we evaluated the effects of low population density on E. edulis, under ecological (Chapter I) and genetic (Chapter II) perspectives, in order to verify how these processes have been working under the low-density condition and the effects to genetic variability. In Chapter I we verified if the density and resources availability affect mutualistic interactions between E. edulis and floral visitors and frugivorous. We found a positive relation between the frequency and composition of floral visitors and the floral density observed, indicating that the pollination process can be negatively affected by the low-density population. In Chapter II we estimated the dispersal capacity of E. edulis. We used a hierarchical Bayesian model to estimate the dispersal kernels from genetic data from reproductive plants, juveniles and embryos. We found that while seeds were dispersed at most a few hundred meters, pollen was dispersed up to several kilometres. Probably, the long-distance pollen dispersal is mainly generated by euglossine bees, whereas the main dispersal vectors for short-distance dispersal of seeds are thrushes. Despite this, we observed a low genetic diversity and a high signature of inbreeding, probably explained by the fact that the study population was characterized by low population density and an aggregated spatial distribution that restricts realized gene flow. We conclude that if conservation actions will be successful to restore the population density of the species, the recovery of its genetic diversity will be facilitated by its high dispersal capacity. Key-words: Pollination, seed dispersal, resources availability, dispersal kernels, gene flow by pollen, long-distance dispersal.