UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS DEPARTAMENTO DE FITOTECNIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM RECURSOS GENÉTICOS VEGETAIS Biologia da Conservação da reófita Dyckia brevifolia Baker (Bromeliaceae), Rio Itajaí-Açu, SC Juliana Marcia Rogalski Florianópolis 2007 UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS DEPARTAMENTO DE FITOTECNIA PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM RECURSOS GENÉTICOS VEGETAIS Biologia da Conservação da reófita Dyckia brevifolia Baker (Bromeliaceae), Rio Itajaí-Açu, SC Juliana Marcia Rogalski Orientador: Ademir Reis Co-orientador: Maurício Sedrez dos Reis Tese apresentada ao Programa de Pós- Graduação em Recursos Genéticos Vegetais, Universidade Federal de Santa Catarina, como um dos requisitos para obtenção do título de Doutor em Ciências, Área de Concentração Recursos Genéticos Vegetais. Florianópolis 2007 DEDICO À minha família pelo amor e apoio incondicional em toda minha vida. Aos meus queridos pais Nelson Henrique e Ilse Rogalski, pelo incentivo e apoio durante toda etapa de estudos. Aos meus irmãos lindos Marcelo, Giovana e Vanessa, meus melhores amigos. À minha avó querida Margarida Rottenfusser (reza sempre vó, que dá certo) e a tia Elza por todo amor e carinho. Ao meu avô querido Luiz Rogalski ( in memorian ) pelo carinho e pelas histórias contadas, sem dúvidas as melhores e mais engraçadas. À querida amiga Maike Hering de Queiroz ( in memorian ), com certeza a pessoa mais generosa que conheci, pelo incentivo, apoio e troca de conhecimentos. AGRADECIMENTOS Ao Professor Ademir Reis pela orientação, apoio, amizade e confiança depositada, durante todas as etapas deste estudo. Ao Professor Maurício Sedrez dos Reis pela co-orientação, acompanhamento, amizade e principalmente paciência com os dados genéticos. À Maike Hering Queiroz ( in memorian ) por ter me hospedado durante a fase de elaboração do projeto de doutorado. Ao amigo Adelar Mantovani (UDESC) pela ajuda e incentivo durante todas as etapas deste estudo. Aos queridos amigos Cássio Daltrini Neto, Karina Vanessa Hmeljevski e Manuela Waisbauer, pela fundamental ajuda a campo e em laboratório no decorrer deste estudo. À Karina também pelo desenho da espécie estudada. Ao amigo Gustavo Curcio pela identificação das rochas em que a espécie ocorre e pelas ótimas sugestões. Ao Dr. Juarez José Aumond pela identificação das rochas em que a espécie ocorre. Ao Dr. André Victor Lucci Freitas (UNICAMP) pela identificação das espécies de borboleta. Ao professor Dr. Afonso Inácio Orth (UFSC) pela identificação das espécies de abelha. Ao Vitor Queiroz (USP) pela identificação das espécies de beija-flor. Ao amigo Juliano Zago pela paciência em ensinar a técnica de eletroforese de isoenzimas. À querida amiga Isabela Berkenbrook por me ajudar a desenvolver o protocolo de isoenzimas. Ao querido amigo e colega Maurício Lenzi pela ajuda nos experimentos de biologia reprodutiva. Às amigas Daniela, Talita, Caroline, Tatiana e Nadia pela ajuda nos levantamentos demográficos. Ao amigo Jonatha Alves pela figura com as áreas de estudo. Ao David por revisar o abstract. À querida amiga Annete Bonnet pelo incentivo, apoio e ótimas sugestões. Ao amigo Kurt pelas agradáveis conversas, ajuda e troca de conhecimentos. Aos amigos e colegas de do Laboratório de Ecologia Florestal Deisy, Eliziane, Cristina, Heloisa, Marina, Fabiana, Luciane, Cecília e Henrique, pela agradável convivência e troca de conhecimentos. Aos queridos amigos e colegas Ângelo Puchalski (in memorian) e Carlos Daniel Peixoto ( in memorian) pela convivência e pelo carinho. Aos queridos e maravilhosos amigos Camila Vieira da Silva, Neide K. Vieira, Daniela Werner, Ricardo Drechsler-Santos, Isabela Berkenbrook, Maris Gaio, Maritza Martins, presentes em os todos os momentos. Aos amigos e colegas do NPFT Alexandre Siminski, Diogo Klock Ferreira, Ricardo Bittencourt, Marcelo Caffer e Marcelo Mantovani pela ajuda e troca de conhecimentos. As amigas e colegas Lisiane Kadine, Karine, Magda, Neusa e Gabriela pela amizade, agradável convivência e troca de conhecimentos. À Luiza Peixoto pela amizade, disponibilidade e ajuda nos experimentos de laboratório. Aos amigos Josiane, Sarah, Murilo, Gustavo e Lírio, por tornarem os dias no laboratório mais agradáveis. À querida amiga Vera Pompeu da Silva pela amizade, disponibilidade, eficiência, agradáveis conversas e paciência em ouvir e aconselhar. vi À Bernardete Ribas pela amizade, disponibilidade e eficiência. Ao colega de apartamento Calisto Schwedersky pela agradável convivência, amizade, conversas e por desenvolver o programa para mostrar a distribuição espacial dos indivíduos. Ao Mateus por emprestar, várias vezes, o monitor do PC quando o do Calisto queimava. À CAPES pela concessão de bolsa. A todos que contribuíram de alguma forma para a realização deste estudo. SUMÁRIO DEDICATÓRIA ................................................................................................................. iv AGRADECIMENTOS ........................................................................................................ v SUMÁRIO .......................................................................................................................... vii RESUMO ............................................................................................................................ 01 ABSTRACT ........................................................................................................................ 02 CAPÍTULO 1. Contextualização inicial ............................................................................. 03 CAPÍTULO 2. Área de estudo: a Bacia Hidrográfica do Itajaí .......................................... 06 CAPÍTULO 3. Estrutura demográfica da reófita Dyckia brevifolia Baker (Bromeliaceae) no Rio Itajaí-Açu, SC .................................................................................. 08 CAPÍTULO 4. Biologia reprodutiva da reófita Dyckia brevifolia Baker no Rio Itajaí- Açu, Santa Catarina ..................................................................................... 28 CAPÍTULO 5. Diversidade genética e taxa de cruzamento da reófita endêmica Dyckia brevifolia Baker, Rio Itajaí-Açu, SC ........................................................... 51 CAPÍTULO 6. Conservação de reófitas: o caso da bromélia Dyckia brevifolia Baker, Rio Itajaí-Açu, SC ....................................................................................... 74 RESUMO A ocorrência de espécies reófitas está vinculada à presença de corredeiras nos rios. Devido à perda destes hábitats, principalmente pela construção de represas, e a inexistência de estudos com reófitas, a geração de dados é imprescindível para dar embasamento à conservação deste grupo. Assim, o presente estudo objetivou gerar informações sobre a reófita Dyckia brevifolia Baker (Bromeliaceae), bem como propor estratégias para sua conservação. A determinação da distribuição geográfica da espécie foi feita por meio de caminhamento ao longo das margens do Rio Itajaí–Açu, Santa Catarina, Brasil. Para caracterizar sua estrutura demográfica foi realizado um censo em 12 locais, onde as rosetas foram classificadas quanto ao seu estádio de desenvolvimento (plântulas, imaturas ou reprodutivas). As rosetas também foram classificadas em isoladas ou agrupadas. Em cinco locais foi avaliada a emissão clonal e a mortalidade de indivíduos, exceto plântulas. Para caracterizar o sistema reprodutivo foram conduzidos cinco tratamentos: agamospermia, autopolinização espontânea, autopolinização manual, polinização cruzada e controle. As características florais, a produção de néctar e os visitantes florais também foram estudados. A caracterização da diversidade genética (oito populações) e da taxa de cruzamento (quatro populações) foi feita através de marcadores alozímicos. A extensão de ocorrência de D. brevifolia corresponde a cerca de 80 km ao longo do Rio Itajaí-Açu, desde Lontras até Blumenau. Porém, as populações são disjuntas e nos 12 locais estudados sua área de ocupação correspondeu a menos de um hectare, o que se deve a alta seletividade ambiental apresentada pela espécie. O número de rosetas por local variou de 204 a 7.185, havendo uma correlação positiva entre a área ocupada pela espécie e o número total de rosetas (r = 0,82; p<0,05). A densidade média encontrada foi de 3,5 rosetas por m 2 (s ± 1,9). Apenas 2,4% das rosetas ocorreram isoladas e 97,6% ocorreram agrupadas, em 2.254 grupos. Nos 12 locais avaliados foram registradas 30.443 rosetas, destas 1.789 (5,9%) eram plântulas, 24.426 (80,2%) eram imaturas e 4.228 (13,9%) eram reprodutivas. A taxa média de mortalidade foi de 5,3%. As plântulas corresponderam, em média, a 3,7% dos indivíduos, enquanto os clones a 6%. A propagação vegetativa foi considerada a principal forma de recrutamento. Cada inflorescência apresentou, em média, 60,4 flores (s ± 14,5; n = 30) e 58,3 frutos (s ± 13,3; n = 30), sendo a relação fruto/flor de 0,97. O número médio de sementes por fruto foi de 129,6 (s ± 24,3; n = 90). A abertura das flores ocorreu no sentido da base para o ápice da inflorescência e o número de flores abertas/dia por inflorescência foi, em média, de 6,8 (s ± 1,2; n = 30). Suas flores apresentaram antese ao longo do dia e duração de um dia e meio. Com relação ao sistema reprodutivo, os resultados indicaram que D. brevifolia é autocompatível e que a agamospermia pode ocorrer. O volume e a concentração médios do néctar (n = 30) foram de 30,5µl e de 25,7%, respectivamente. O beija-flor Amazilia versicolor Vieillot e