UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS Instituto de Biologia ELISABETH EMILIA AUGUSTA DANTAS TÖLKE MORFOLOGIA E ANATOMIA FLORAL DE ANACARDIACEAE COM ÊNFASE NAS ESTRUTURAS SECRETORAS FLORAL MORPHOLOGY AND ANATOMY OF ANACARDIACEAE WITH EMPHASIS ON THE SECRETORY STRUCTURES CAMPINAS 2018 ELISABETH EMILIA AUGUSTA DANTAS TÖLKE MORFOLOGIA E ANATOMIA FLORAL DE ANACARDIACEAE COM ÊNFASE NAS ESTRUTURAS SECRETORAS FLORAL MORPHOLOGY AND ANATOMY OF ANACARDIACEAE WITH EMPHASIS ON THE SECRETORY STRUCTURES Tese apresentada ao Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para a obtenção do título de Doutora em Biologia Vegetal Thesis presented to the Biology Institute of the University of Campinas in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor in Plant Biology ESTE ARQUIVO DIGITAL CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA TESE DEFENDIDA PELA ALUNA ELISABETH EMILIA AUGUSTA DANTAS TÖLKE E ORIENTADA PELA SANDRA MARIA CARMELLO GUERREIRO. Orientadora: Sandra Maria Carmello Guerreiro Coorientador: Leonardo Galetto CAMPINAS 2018 Campinas, 30 de Julho de 2018 COMISSÃO EXAMINADORA Profa. Dra. Sandra Maria Carmello Guerreiro (Orientadora) Profa. Dra. Juliana Lischka Sampaio Mayer Profa. Dra. Ana Paula Stechhahn Lacchia Prof. Dr. Marcelo Carnier Dornelas Profa. Dra. Makeli Garibotti Lusa Os membros da Comissão Examinadora acima assinaram a Ata de Defesa, que se encontra no processo de vida acadêmica do aluno. DEDICATÓRIA Dedico esta tese aos meus pais Lúcia e Jürgen, e aos meus irmãos, Eliana, Rafael e Rodolfo, pelo ânimo, paciência, compreensão e companherismo ao longo destes anos, acreditando em mim e na concretização deste trabalho. AGRADECIMENTOS Agradeço ao Programa de Pós-graduação em Biologia Vegetal do Instituto de Biologia da UNICAMP por disponibilizar toda a estrutura física necessária para o desenvolvimento deste trabalho. Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela bolsa de doutorado concedida. À CAPES pela bolsa de doutorado sanduíche concedida para desenvolvimento de parte desta pesquisa na Freie Universität Berlin – Alemanha (PDSE proc. nº 88881.133676/2016-01). Ao laboratório de Anatomia Vegetal do Instituto de Biologia da UNICAMP e da USP, e ao laboratório de Diversidade Estrutural e Funcional de Plantas da FU Berlin (AG Bachelier), por disponibilizar as instalações, equipamentos, materiais e técnicos para o desenvolvimento deste trabalho. Aos herbários UEC, SPF, JBRJ por disponibilizar sua coleção para consulta das espécies objetos de estudo deste trabalho. Agradeço especialmente à minha orientadora professora Sandra Maria Carmello Guerreiro pela presença, paciência e disponibilidade em me receber e trabalhar em conjunto durante os nossos últimos oito anos de convivência. Obrigada pela sua dedicação e pela confiança no meu trabalho, agradeço por todas as oportunidades oferecidas a mim e que contribuíram para o meu desenvolvimento pessoal e profissional. Aos meus colaboradores Leonardo Galetto, Diego Demarco e Julien Bachelier por todo o suporte e orientações que foram de fundamental importância na construção desta tese. Agradeço pela disponibilidade constante e por todas as sugestões que contribuíram para a melhoria dos artigos produzidos. Ao amigo e técnico João Carlos que sempre me ajudou nas coletas, ao Tião que sempre ofereceu suporte nas atividades desenvolvidas no laboratório. Ao meu amigo Theodor Cole pelas discussões e ajuda nas revisões de texto. À professora e amiga Ana Paula Lacchia por me iniciar no mundo das Anacardiaceae. Obrigada por sempre acreditar no meu potencial e por me icentivar a buscar sempre mais. Sem o seu apoio nada disso teria sido possível. Ao meu amigo e pesquisador José Iranildo Melo, também agradeço por me ensinar todo o amor e dedicação à profissão, você é sem dúvidas um exemplo a ser seguido. Agradeço também a todos os meus amigos de laboratório que amenizaram um pouco a árdua tarefa que é chegar até o fim de um doutorado. Vocês foram e são muito importantes para mim, levo comigo um pouco de cada um de vocês: Bárbara, Carol, Ju Milani, Cris Gurski, Edimar, Aninha Alencar, Marília, Débora, Fábio, Mariana, Emília, Gleicy, e todos os outros que por ventura deixei de mencionar aqui. Também não poderia esquecer minhas colegas e amigas uspianas que tanto me ajudaram nas minhas idas à São Paulo: Juliana Castelo, Thália, Nati, Karina e Cami. E ainda agradeço aos meus colegas de laboratório em Berlim, que me receberam de braços abertos sempre dispostos a ajudar: Lisa, Julia, Daniel e Abel. À minha amiga Elimar Alves de Lima que sempre dividiu comigo as preocupações e alegrias do dia a dia no laboratório e na nossa amada república. Você e a Kyria são muito especiais para mim, não tenho palavras para agradecer todo o apoio e carinho que vocês tiveram por mim, pela motivação e força oferecidas em todos os momentos difíceis da tese e da vida pessoal. Vocês são para mim uma segunda família. Agradeço a minha família por todo apoio e incentivo, sua alegria e motivação constante nunca me deixaram desistir de chegar até o fim. Meus pais e meus irmãos, obrigada por tudo, obrigada por darem sentido à minha existência. Obrigada a todos que contribuíram direta ou indiretamente para o meu doutorado que eu não tenha mencionado aqui. Todos os que ajudaram em viagens de coleta, visitas em herbário, atividades no laboratório, ou em qualquer outro aspecto deste trabalho, deixo aqui os meus sinceros agradecimentos. RESUMO Anacardiaceae é uma das maiores famílias de Sapindales, representada por 82 gêneros e aproximadamente 800 espécies distribuídas principalmente em áreas tropicais. Estudos moleculares sustentam a monofilia da família, que encontra-se atualmente subdividida em duas grandes subfamílias, Spondioideae e Anacardioideae. Anacardioideae é monofilética, no entanto, a subfamília basal (Spondioideae) é polifilética e ainda necessita de mais estudos a fim de esclarecer melhor as relações filogenéticas do grupo. O estudo da notável variação morfológica e anatômica dos órgãos reprodutivos de Anacardiaceae pode fornecer o suporte necessário no esclarecimento de suas relações filogenéticas infrafamiliares. A ocorrência de estruturas secretoras em flores e frutos na família é amplamente discutida na literatura, podendo ocorrer, por exemplo, nectários, canais, coléteres e idioblastos, no entanto, são raros os trabalhos que discutem a composição química dos compostos produzidos e sua provável evolução na família. Nesta tese realizamos o estudo morfoanatômico de flores pertencentes às duas subfamílias de Anacardiaceae e discutimos o papel dos nectários florais e osmóforos para a sistemática e sucesso reprodutivo da família. Além disso também realizamos o estudo ontogenético de flores pertencentes à subfamília Spondioideae buscando esclarecer a evolução de flores unisexuais e do gineceu do tipo pseudomonômero em Anacardiaceae. Os resultados obtidos encontram-se divididos em três capítulos: (1) Diversidade estrutural e das secreções produzidas pelos nectários florais e suas implicações para a evolução de Anacardiaceae; (2) Osmóforos de Anacardium humile e Mangifera indica (Anacardiaceae), sua descoberta e relação com os polinizadores em flores nectaríferas de Sapindales; (3) Desenvolvimento floral em Tapirira guianensis e Spondias tuberosa, com particular referência à evolução de flores unisexuais crípticas e da pseudomonomeria em Spondioideae. As características estruturais dos nectários florais são conservativas dentro da família e a proporção dos açúcares presentes no néctar são de valor sistemático limitado. No entanto, todas as espécies estudadas apresentam néctar contendo lipídios, podendo esta ser uma sinapomorfia para Anacardiaceae. Uma nova estrututra secretora é descrita para a família, os osmóforos localizados na face adaxial de duas espécies pertencentes à subfamília Anacardioideae, A. humile e M. Indica. Os osmóforos são formados por uma única camada de células epidérmicas e a sua análise ultraestrutural revelou algumas diferenças significativas entre as duas espécies. Um link entre as diferenças encontradas e as fragrâncias produzidas é condizente, uma vez que o perfume floral é predominantemente composto por sesquiterpenos em A. humile e monoterpenos em M. indica. É ressaltada a importância de diferentes estratégias utilizadas pelos representantes de Sapindales na atração de polinizadores. O estudo de desenvolvimento floral demonstrou que Tapirira e Spondias possuem um padrão similar, com desenvolvimento simétrico dos carpelos, contrastando com representantes de Anacardioideae, em que o desenvolvimento do gineceu segue padrão assimétrico. Flores funcionalmente unisexuais são encontradas em membros da duas subfamílias e também em ambas subfamílias a pseudomonomeria é resultado da redução dos carpelos estéreis. Spondioideae difere de Anacardioideae pela ausência de uma zona simplicada entre os estiletes e a presença de uma zona sinascidiada expondo o ápice floral. A pseudomonomeria é considerada uma apomorfia para Anacardiaceae, especialmente para a subfamília Anacardioideae. Ainda discute-se questões relativas à variações merísticas do gineceu em Anacardiaceae. Palavras-chaves: diversidade, evolução, gineceu, nectários florais, pseudomonomeria, osmóforos, Sapindales. ABSTRACT Anacardiaceae are one of the largest families of Sapindales, represented by 82 genera and approximately 800 species distributed mainly in tropical areas. Molecular studies support the monophyly