Ecologia da polinização de duas especies simpatricas de Mendoncia (Acanthaceae), na região de Campinas, São Paulo

Orientador : Marlies SazimaOrientador : Marlies SazimaDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Na mata mesófila de Santa Genebra, Campinas, São Paulo foi realizado um estudo comparado sobre a ecologia da polinização de duas espécies de Mendoncia (M. puberula e M. velloziana), abordando aspectos referentes a fenologia, morfologia floral, anatomia das tecas, sistema reprodutivo, mecanismos de polinização e comportamento dos visitantes. Ambas espécies possuem flores zigomorfas, tubulares, abrindo poucas flores por dia por indivíduo. Mendoncia puberula possui corola branca, odor semelhante a "sabão de coco", concentração de açúcares no néctar de cerca de 30%, sendo visitada por abelhas. As abelhas mais freqüentes foram espécies de Euglossa, as únicas que visitaram as flores durante todo o período de floração. Mendoncia velloziana possui corola vermelha, aparente ausência de odor, concentração de açúcares no néctar ao redor de 22%, sendo visitada por beija-flores. O beija-flor mais freqüente foi Amazilia lactea, que visitou as flores ao longo do dia, em intervalos regulares de aproximadamente uma hora, característicos do comportamento do tipo "trap-line". As anteras das duas espécies de Mendoncia são poricidas e possuem várias semelhanças anatõmicas: as paredes das tecas são finas, elásticas e de aparência sedosas formadas por duas camadas de células. Nestas duas espécies, o pólen é liberado quando o animal visitante pressiona a região base-ventral da antera, ocasião em que as tecas funcionam à maneira de um fole. Após a descarga de pólen a teca, devido à elasticidade da parede, recupera sua forma inicial. Este mecanismo difere do registrado para a maioria das flores que possuem anteras poricidas, nas quais o pólen é liberado das tecas por vibração feita pelo visitante ("polinização vibratil"). O mecanismo de expulsão do pólen, semelhante a um fole, em Mendoncia, possibilita que visitantes não vibradores recebam pólen e promovam a fecundação dessas plantas. O sistema reprodutivo de ambas as espécies de Mendoncia é semelhante, sendo preferencialmente xenógamo, podendo ocorrer autogamia. Entretanto, algumas características florais destas espécies de Mendoncia tais como: hercogamia, mecanismo de liberação e germinação do pólen que ocorre somente após seu atrito ao estigma demonstram que estas espécies dependem de visitantes florais para que ocorra a polinização. Os atributos florais e o sistema de reprodução das duas espécies de Mendoncia indicam uma tendência de evolução floral associada aos seus polinizadoresAbstract: The pollina.tion ecology of two Mendoncia species, A:f. pubcrula e AI. velloziana, was investigated in a semideciduous forest in southeastern BraziI. The study deals with aspects reJated to phenology, fioral morphology, pollen sacs' anatomy, reproductive system, poUination mechanisms and visitors' behaviour. Both species have tubular-shaped zygomorphic f1owers and few open fiowers per day per planto Mendoncia puberula has white coroUa, smelI elos e to "coconut soap", sugar concentration in nectar around 30%, and is visited by bees. The most common visitors are Euglossa species, observed during the whole fiowering season. Mendoncia velloziana has red coroUa, smeU imperceptible, nectar sugar eoneentration around 22%, and is visited by hummingbirds. The most common visitor was Amazilia lactea, maken one hour regularJy spaced visits along the day. This visiting pattern is eharacteristic of the trap-line behaviour. The anthers of both Mendoncia species are poricidal and have several anatomie similarities: the polIen sacs' waUs are thin, elastic and silky, being formed by two layers of celIs. ln both species the poUen is burst as the visitor presses the base-ventral region of theanther; in thus situation the pollen-sacs' waUs work like a beUows. After bursting the polIen, the polIen sacs' walls resume their original shape due to their inherent elastieity. This mechanism differs from what is know for the majority of fio '~rs with poricidal anthers, in which the pollen is released due to vibration caused by " visitors ("buzz pollination"). This blowing meehanism for pollen reJease, found in jMestradoBiologia VegetalMestre em Ciências Biológica

Estudo comparativo de flores polinizadas por beija-flores em tres comunidades da Mata Atlantica no sudeste do Brasil

Orientador: Marlies Sazima, Ivan SazimaTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de BiologiaResumo: Este estudo apresenta informações sobre o conjunto de flores ornitófilas e sua relação com beija-flores, em três localidades de Mata Atlântica (uma na baixada, Caraguatatuba, e duas em regiões montanhosas, Cunha e Campos do Jordão) no estado de São Paulo. Os principais aspectos abordados no estudo foram composição florística, fenologia, biologia floral e variedade de atributos florais das espécies nativas, polinizadas por beija-flores. Além disto, foram também observadas a composição e a ocorrência de beija-flores, bem como seu comportamento ao visitar as flores. Estas informações foram coletadas com a finalidade de conhecer os fatores envolvidos na polinização por beija-flores no sudeste do Brasil, região com conhecimento fragmentado e deficiente sobre a interação entre flores e beija-flores. O número de plantas nativas polinizadas por beija-flores, encontradas nas três comunidades é de oitenta e duas espécies, distribuídas em vinte e quatro famílias e quarenta e quatro gêneros. Poucas espécies ornitófilas estão representadas em cada família ou gênero, sendo exceção Bromeliaceae, que possui 30% das espécies ornitófilas. A maior riqueza de espécies ocorre na mata de altitude em Cunha, porém há indícios de que a mata de baixada possa ter maior riqueza de espécies devido ao grande número de espécies de Bromeliaceae nesta localidade. Pelos valores do índice de similaridade de Jaccard, calculado para as três comunidades de flores ornitófilas, existe similaridade entre as comunidades de matas de altitude localizadas na Serra do Mar (Cunha) e Serra da Mantiqueira (Campos do Jordão) e ambas são bem diferentes da comunidade de flores na mata de baixada em Caraguatatuba (Serra do Mar). Há predominância do hábito epífita entre as espécies ornitófilas, sendo esta tendência ao epifitismo fortemente influenciada pela riqueza de espécies de Bromeliaceae e Gesneriaceae nesta formação florestal. O padrão fenológico seqüencial e contínuo é o que predomina para a comunidade ornitófila das três localidades. Porém, nas localidades situadas na Serra do Mar não ocorre sazonalidade no padrão de floração, florescendo metade das espécies na estação seca e metade na estação chuvosa. Na Serra da Mantiqueira as espécies ornitófilas parecem refletir a sazonalidade climática da região, florescendo 70% das espécies na estação chuvosa. Além das Bromeliaceae, mais cinco famílias na mata de baixada (Costaceae, Fabaceae, Heliconiaceae, Lobeliaceae e Marcgraviaceae) e quatro nas matas de altitude (Fabaceae, Lobeliaceae, Malvaceae e Onagraceae) possuem espécies que constituem as principais fontes de néctar para os beija-flores ao longo do ano. A média da concentração de açúcares e volume de néctar das flores ornitófilas é de 23.3% e 19.5%, respectivamente. A mata de baixada em Caraguatatuba possui valores ligeiramente maiores de concentração de açúcares no néctar que os encontrados nas de altitude, e esta maior concentração provavelmente está sendo influenciada pela maior riqueza de espécies de Bromeliaceae, que apresentam néctar mais concentrado. Não foram encontradas grandes diferenças de concentração e volume de néctar, entre as matas de baixada e de altitude como o encontrado para outras regiões neotropicais. As diferenças na constituição do néctar são associadas a importância de Trochilinae e Phaethorninae na polinização das flores nas comunidades de altitude e baixada, respectivamente. A "ausência" de diferenças na qualidade e quantidade de néctar pode estar relacionado a influência de Phaethorninae nas três comunidades aqui estudadas. Existe vários tipos florais entre as flores ornitófilas das três comunidades, porém a maioria possui flores tubulares, conseqüência de 60% das flores ornitófilas pertencerem a Subclasse Asteridae. A variedade no formato e no tamanho da corola das flores ornitófilas influencia nos locais de deposição de pólen no corpo do beija-flor, sendo o pólen da maioria das espécies colocado principalmente sobre o bico do beija-flor, fato relacionado ao predomínio de flores tubulares e a disposição das anteras no interior do tubo. Em função de diferenças na freqüência de visita às flores, pelas espécies de beija-flores, foram definidos subconjuntos florais para cada comunidade ornitófila. Na mata de baixada foram estabelecidos dois subconjuntos florais, um associado a Ramphodon naevius e outro a Phaethornis ruber e Thalurania glaucopis fêmea, ao passo que na mata de altitude foram definidos quatro subconjuntos florais, cada um deles associado as espécies mais comuns de beija-flores nestas comunidades que são Phaethornis eurynome, Leucochloris albicollis, Clytolaema rubricauda e Stephanoxis lalandi. O maior subconjunto floral está associado a R. naevius que domina os recursos na mata de baixada e o menor subconjunto floral está associado a C. rubricauda, que explora os recursos florais ricos na mata de altitude. P. eurynome e L. albicollis possuem grande sobreposição na utilização do recurso floral, apesar de P. eurynome ser o polinizador exclusivo de várias espécies. Os setes beija-flores comuns às localidades estudadas desempenham cinco funções na comunidade: generalista, territorial, rondas de alto ganho, rondas de baixo ganho, parasita de território. As comunidades aqui estudadas podem ser vistas como ricas em número de espécies ornitófilas, mas nem tanto em beija-flores, em especial nas duas comunidades montanhosas. Os Phaethorninae podem ser considerados os principais polinizadores nestas comunidades, tendo participação em ca. de 80% da polinização das espécies ornitófilas, tanto na mata de baixada como na mata de altitude. A sobreposição na utilização de recurso pelos beija-flores Phaethorninae e Trochilinae pode ser interessante para as plantas ornitófilas, uma vez que a ausência de uma das espécies de beija-flores poderia ser compensada pela outraAbstract: This study brings an analysis of information concerning the relationships between a group of ornitophilous flowers and hummingbirds, carried out at three rainforest sites in the state of São Paulo, the sites are Caraguatatuba, a coastallowland rainforest, and two highiand rainforests: Cunha and Campos do Jordão. The study has its main focus on floristic composition, phenology, floral biology, and diversity of floral attributes of ornitophilous native flowers. Additionally, this study assesses the composition, occurrence and behaviour of hummingbirds. The motivation for the gathering and study of such comprehensive information is the improvement of knowledge on pollination by hummingbirds and the complementation of otherwise fragmented data on flower hummingbird interactions in rainforests of southeastern Brazil. The number of native species pollinated by hummingbirds found in the three communities is eighty two, distributed in twenty four families and forty four genera. Few ornitophilous species are represented in each family or genera, except for Bromeliaceae that represents 30% of the ornitophilous species. In this study, the greatest richness of species occurs in the highiand forests of Cunha, but there is evidence that lowland forests might have greater richness of species, due to the presence of a large number of Bromeliaceae in these lowland areas. The computation of the Jaccard index for these three sitesshows similarity between the highland communities of Cunha (Serra do Mar) and Campos do Jordão (Serra da Mantiqueira); furthermore, the similarity index shows that the highiand sites differ in floristic composition from the lowland site of Caraguatatuba (Serra do Mar). There is a predominance of epiphyte habits among ornitophilous species; such tendency to epiphytism is strongly encouraged by the richness of species of Bromeliaceae and Generiaceae in this florestal formations. The sequential and continuous phenologic pattern predominates for the omitophilous community of the three sites, but the flowering patterns of the species located at Serra do Mar are not subject to sazonality. In the Serra da Mantiqueira the omitophilous species seem to follow the climatic sazonality of the region. In addition to Bromeliaceae, nine other families represent the main source of nectar for hummingbirds along the year; five families occur in coastal lowland sites (Costaceae, Fabaceae, Heliconiaceae, Lobeliaceae, and Marcgraviaceae) and four families are found in highland sites (F abaceae, Lobeliaceae, Malvaceae, and Onagraceae). The average sugar concentration and volume of nectar for ornitophilous flowers is 23.3% and 19.5%, respectively. The lowland rainforest of Caraguatatuba exhibits slightly larger concentrations of sugar in the nectar than those measured for the highland forests. The greater concentration is probably a consequence of greater richness of species of Bromeliaceae which produce thicker nectar. The studies carried out so far do not show any significant differences between the sugar concentration and volume of nectar of the lowland and highland forests; in contrast to what has been reported for other neotropical regions. Such difference can be linked to the importance of Trochilinae and Phaethorninae as pollinators of highland and lowland flowers, respectively. This absence of qualitative and quantitative differences in nectar can be related to the influence of Phaethominae in the three communities studied. There are several floral types among the ornitophilous flowers of the three communities, the majority has tubular flowers, a consequence of 60% of ornitophilous flowers belonging to the subclass Asteridae. The diversity of corolla shapes and sizes in ornitophilous flowers plays an important role in determining where polen is deposited on the body of the pollinator. Most of the pollen is deposited on the bill of the hummingbird; this fact is related to the predominance of tubular flowers and to the position of the anters inside the tube. The definition of floral subgroups for each ornitophilous community is a function of the frequency of visits to flowers by hummingbirds. Two floral subgroups have been established for the lowland forest, one is associated to Ramphodon naevius, and the other is associated to Phaetornis ruber and the female of Thalurania glaucopis; four floral subgroups have been defined for the highland forests, each one is associated to hummingbirds regularly found in these forests sistes: Phaethornis eurynome, Leucochloris albicollis, Clytolaema rubricauda, and Stephanoxis lalandi. The largest floral subgroup is associated to R. naevius that dominates resources in lowland sites and the smallest subgroup is linked to C. rubricauda that exploits rich floral resources of highland sites. P. eurynome and L. albicollis show a considerable overlapping in their use of floral resources, even though P. eurynome is the exclusive pollinator of some species. The seven hummingbird species found in the studied sites perform five functions in the community: generalist, territorial, low-reward trapliner, high-reward trapliner, and territory parasite. The communities studied can be considered rich in number of ornitophilous species, and moderately rich in hummingbirds, specially in the highland communities. The Phaethominae can be considered the main pollinator in theses communities, having a participation of approximately 80% as pollinator of omitophilous tlowers in both lowland and highland forests. The overlapping in resource use exhibited by hummingbirds Phaethominae and Trochilinae can be advantageous to flowers as it translates in a redundancy of pollinators, that is, pollination is potentially guaranteed even when one of them is absentDoutoradoDoutor em Ciências Biológica

ATLANTIC POLLINATION: a data set of flowers and interaction with nectar-feeding vertebrates from the Atlantic Forest

Flowering plant species and their nectar-feeding vertebrates exemplify some of the most remarkable biotic interactions in the Neotropics. In the Brazilian Atlantic Forest, several species of birds (especially hummingbirds), bats, and non-flying mammals, as well as one lizard feed on nectar, often act as pollinators and contribute to seed output of flowering plants. We present a dataset containing information on flowering plants visited by nectar-feeding vertebrates and sampled at 166 localities in the Brazilian Atlantic Forest. This dataset provides information on 1902 unique interactions among 515 species of flowering plants and 129 species of potential vertebrate pollinators and the patterns of species diversity across latitudes. All plant-vertebrate interactions compiled were recorded through direct observations of visits, and no inferences of pollinators based on floral syndromes were included. We also provide information on the most common plant traits used to understand the interactions between flowers and nectar-feeding vertebrates: plant growth form, corolla length, rate of nectar production per hour in bagged flowers, nectar concentration, flower color and shape, time of anthesis, presence or absence of perceptible fragrance by human, and flowering phenology as well as the plant's threat status by International Union for Conservation of Nature (IUCN) classification. For the vertebrates, status of threat by IUCN classification, body mass, bill or rostrum size are provided. Information on the frequency of visits and pollen deposition on the vertebrate's body is provided from the original source when available. The highest number of unique interactions is recorded for birds (1771) followed by bats (110). For plants, Bromeliaceae contains the highest number of unique interactions (606), followed by Fabaceae (242) and Gesneriaceae (104). It is evident that there was geographical bias of the studies throughout the southeast of the Brazilian Atlantic Forest and that most effort was directed to flower-hummingbird interactions. However, it reflects a worldwide tendency of more plants interacting with birds compared with other vertebrate species. The lack of similar protocols among studies to collect basic data limits the comparisons among areas and generalizations. Nevertheless, this dataset represents a notable effort to organize and highlight the importance of vertebrate pollinators in this hotspot of biodiversity on Earth and represents the data currently available. No copyright or proprietary restrictions are associated with the use of this data set. Please cite this data paper when the data are used in publications or scientific events