Germinação de sementes de Lavoisiera cordata Cogn. e Lavoisiera francavillana Cogn. (Melastomataceae), espécies simpátricas da Serra do Cipó, Brasil

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In this study, the seed germination behavior of two sympatric plant species that occur in habitats under diferent nutritional and moisture conditions at Serra do Cipó, Southeastern Brazil, was evaluated. Seeds collected in the year of 2000 were

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  Acta bot. bras. 17(4): 523-530. 2003 523 GERMINAÇÃO DE SEMENTES DE LAVOISIERA CORDATA COGN. E  LAVOISIERA FRANCAVILLANA  COGN. (MELASTOMATACEAE),ESPÉCIES SIMPÁTRICAS DA SERRA DO CIPÓ, BRASIL Bernardo D. Ranieri 1,2 Tate C. Lana 1 Daniel Negreiros 1 Luzia M. Araújo 1 Geraldo Wilson Fernandes 1,3 Recebido em 25/09/2002. Aceito em 08/05/2003 RESUMO – (Germinação de sementes de  Lavoisiera cordata  Cogn. e  Lavoisiera francavillana Cogn.(Melastomataceae), espécies simpátricas da Serra do Cipó, Brasil). Neste estudo verificou-se o comportamentogerminativo de sementes de  Lavoisiera cordata Cogn. e  Lavoisiera francavillana  Cogn. (Melastomataceae),espécies que ocorrem em hábitats com características hídricas e nutricionais diferentes nos campos rupestres daSerra do Cipó, Sudeste do Brasil. Sementes coletadas no ano de 2000 foram postas para germinar em quatroréplicas de 25 nas temperaturas de 15, 20, 25 e 30°C, sob fotoperíodo de 12h. A percentagem de germinação foimais alta para    L. cordata  do que para  L. francavillana (t=11.803, gl = 30, p<0.01), assim como a velocidade deemergência de radícula (t=6.71, gl=30, p<0.01).  L. cordata  apresentou maiores velocidades de emergência (ANOVA,F=14.282, r  2 =0.78, p<0.01) a partir da temperatura de 20°C, sendo que nessa mesma temperatura foi observadatendência a maiores percentagens de germinação (p>0.05, N.S.). As percentagens de germinação correlacionaram-se positivamente com as velocidades de emergência para esta espécie (r  2 =0.63, p<0.05, y=1.48x+1.97).  L. francavillana apresentou as maiores taxas de germinação (ANOVA, F=3.388, r  2 =0.46, p<0.05) e tendência a maiores velocidadesde emergência na temperatura de 25°C (p>0.05, N.S.), sendo que as percentagens de germinação se correlacionaram positivamente com as velocidades de emergência (r  2 =0.90, p<0,01, y=4.32x-0.01). Os resultados indicam que asdiferenças fisiológicas na germinação das sementes podem ser reflexo de adaptações às condições ecológicas àsquais essas duas espécies estão sujeitas. Palavras-chave    –     Lavoisiera , germinação de sementes, campos rupestres, temperatura, espécies ameaçadas 1 Ecologia Evolutiva de Herbívoros Tropicais, Departamento de Biologia Geral, ICB, Universidade Federal de Minas Gerais,C. Postal 486, CEP 30161-970, Belo Horizonte, MG, Brasil 2 Bolsista de Iniciação Científica da FAPEMIG 3 Autor para correspondência: gwilson@icb.ufmg.br   524 Ranieri, Lana, Negreiros, Araújo & Fernandes: Germinação de sementes de  Lavoisiera cordata Cogn. ... ABSTRACT – (Seed germination of  Lavoisiera cordata  Cogn. and  Lavoisiera francavillana  Cogn.(Melastomataceae), sympatric plant species from Serra do Cipó, Brazil). In this study, the seed germination behavior of two sympatric plant species that occur in habitats under diferent nutritional and moisture conditionsat Serra do Cipó, Southeastern Brazil, was evaluated. Seeds collected in the year of 2000 were placed to germinatein four replicates of 25 seeds under the temperatures at 15, 20, 25 and 30°C, and at 12 hour photoperiod.  L. cordata  showed higher germination percentage than  L. francavillana (t=11.803, gl=30, p<0.01) as well as theradicle emergency rate (t=6.71, gl=30, p<0.01).  L. cordata  showed the highest radicle emergency rate (ANOVA,F=14.282, r  2 =0.78, p<0.01) under temperatures of 20°C and above. Under 20°C this species showed a tendencyof higher germination percentages (p>0.05, N.S.). The germination percentages were correlated with the the radicleemergency rate for this species (r  2 =0.63, p<0.05, y=1.48x+1.97).  L. francavillana  showed the highest germination percentages (ANOVA, F=3.388, r  2 =0.46, p<0.05) and a tendency for higher the radicle emergency rate under 25 o C (p>0.05, N.S.). The germination percentages were also correlated with the radicle emergency rates (r  2 =0.90, p<0,01, y=4.32x-0.01). Our results indicate fisiological diferences in the seed germination of  L. cordata  and  L. francavillana . Those diferences may reflect adaptations to the diferent microhabitat conditions which the twospecies are subjected. Key words    –     Lavoisiera , seed germination, rupestrian fields, temperature, threatened species Introdução Dentro do bioma Cerrado, a vegetação decampo rupestre representa uma das áreas maiscríticas e ameaçadas (Lara & Fernandes 1996;Costa et al.  1998; Ministério do Meio Ambiente1999). Embora esta vegetação venha sendoestudada há mais de 100 anos (Warming 1892),quase nada se sabe sobre a biologia reprodutivae propagação das suas espécies vegetais(Madeira & Fernandes 1999; Ribeiro &Fernandes 2000; Jacobi et al. 2000). Nãoobstante, é imperativo este conhecimento tendoem vista a necessidade premente para arecuperação ambiental dos campos rupestres,conservação e manejo de espécies nativas e/ouameaçadas.A utilização de espécies nativas nareabilitação ambiental não tem sido empregadadevido à ausência de conhecimento consolidadosobre a biologia, ecologia, técnicas de propagação e manejo destas espécies. Por outrolado, a norma técnica 13.030 da ABNT (ABNT1998), que regulamenta os projetos de reabi-litação de áreas degradadas pela mineração, éclara no sentido da utilização de espécies nativaslocais. Além disso, as espécies nativasapresentam interações nos processos ecológicos,mantendo a biodiversidade e a integridade biológica do ambiente (Karr 1991; 1993; Munn1993; Steedman & Haider 1993; Angermeier &Karr 1997).A Serra do Cipó está situada na porção Sulda Cadeia do Espinhaço, no Estado de MinasGerais, Brasil, entre os paralelos 19°12’-19°20’S, à longitude de 43°30’-43°40’W, eapresenta-se sob forma de um conjunto deelevações em torno de 1.200m. A região écaracterizada por clima mesotérmico, cominvernos secos de 4 a 5 meses e verões chuvososde 7 a 8 meses, com média pluvial anual de1.500mm (Madeira & Fernandes 1999). Seussolos são normalmente rasos, arenosos, secos ecom pouca retenção de água (Giulietti et al  .1987; Ribeiro & Fernandes 2000). No entanto,em campos brejosos da Serra do Cipó há altoteor de umidade devido ao fato dessaslocalidades estarem numa linha de drenagem,com solos constantemente saturados (Vitta1995). Nesses campos brejosos o solo apresentacoloração escura devido ao alto teor de matériaorgânica, o que aumenta muito a capacidade deretenção de água nestes locais (Souza 1997).A maioria das espécies de  Lavoisiera (Melastomataceae) da Serra do Cipó ocorretanto em áreas de campos brejosos e arenososquanto em campos arenosos e pedregosos,apresentando caracteres morfológicos adaptadosa cada tipo de ambiente (Souza 1997). O estudodeste gênero é muito importante devido à  Acta bot. bras. 17(4): 523-530. 2003 525abundância e alta diversidade de espécies, eainda à ampla associação com insetos herbívorose polinizadores (B. Ranieri obs. pess.). Alémdisso, apresentam potencial ornamental devidotanto à arquitetura vegetativa, quanto às belasflores. Também relevante é o fato de váriasespécies estarem ameaçadas ou em perigo deextinção (Mendonça & Lins 2000).Fatores físicos como disponibilidade hídricado solo e temperatura promovem o aparecimentode características germinativas diversificadas(Vázquez-Yanes & Orozco-Segovia 1996). Oconhecimento da biologia de sementes deespécies filogeneticamente relacionadas mas queocupam micro-hábitats distintos é importante paraa compreensão de processos comunitários comosucessão, estabelecimento de plântulas eregeneração natural. O objetivo principal desteestudo foi conhecer o comportamento germi-nativo das sementes de duas espécies de  Lavoisiera sob diferentes temperaturas . Aespécie  L. cordata Cogn.   ocorre em hábitatsxéricos, enquanto  L. francavillana Cogn.   habitaáreas mésicas.   Estas duas espécies foramselecionadas porque ocorrem em micro-hábitatscom características muito distintas, apesar deserem espécies simpátricas e congenéricas . Esteestudo   fornece os primeiros dados que auxiliarãono conhecimento da biologia da germinação ereprodução destas espécies para subsidiar estudos futuros de reabilitação ambiental queutilizem plantas nativas de campos rupestres. Osdados obtidos serão também de valia paracompreender os aspectos fisiológicos da germi-nação que refletem adaptações às circunstânciasecológicas às quais as duas espécies estãosujeitas. Material e métodos Espécies estudadas -   O gênero  Lavoisiera engloba, principalmente, espécies de pequeno porte com flores geralmente isoladas, possuindo6-8 pétalas de cores púrpura a branca. O ápiceda antera é modificado em tubo e os estamessão desiguais entre si (Barroso 1991). Há registrode 24 espécies de  Lavoisiera  na Serra do Cipó,distribuídas nas seções Gentianoidea ,  Muborosa ,  Cataphracta e  Carinata (Souza1997). São subarbustos ou arbustos que variamde cerca de 0,5-2,5m alt. com folhas opostascruzadas e sésseis.  Lavoisiera francavillana Cogn. pertence àseção Cataphracta ,    possui flores roxo-claras eé comumente encontrada em grandes e densasmanchas. Esta espécie tem como habitat campos brejosos sujeitos a encharcamento temporário por água proveniente das chuvas que caem com boa intensidade nos meses de outubro a marçona Serra do Cipó (Souza 1997). Os órgãosvegetativos de  L. francavillana  apresentamadaptações anatômicas, como aerênquima nasraízes, que permitem que ela se estabeleça emsolos encharcados (Souza 1997).  Lavoisiera cordata  Cogn. pertence à seção Gentianoidea , apresenta flores brancas, ocorreisoladamente em campos pedregosos de melhor drenagem e, portanto, não possui aerênquimano sistema radicular (Souza 1997). Esta espéciefoi recentemente classificada como ameaçadade extinção devido à área de distribuição restritae ao pequeno tamanho de suas populações(Mendonça & Lins 2000).Ambas as espécies possuem porte arbustivomuito ramificado e denso, com florescimentovistoso de flores solitárias ou agrupadas comcerca de 6cm diâm. na extremidade dos ramos eas estruturas foliares mostram principalmentecaracterísticas xeromórficas.Coleta de frutos - Foram coletadosaleatoriamente 500 frutos maduros de  L. cordata e 500 de  L. francavillana  de populaçõeslocalizadas na Reserva Particular NaturalVellozia, área adjacente ao parque Nacional daSerra do Cipó, MG (19°17’S, 43°35’W),localizada entre os quilômetros 106 e 108 darodovia MG 010.   Os frutos foram acondicio-nados em sacos de papel e secos à temperaturaambiente durante 48 horas.  526 Ranieri, Lana, Negreiros, Araújo & Fernandes: Germinação de sementes de  Lavoisiera cordata Cogn. ... Teste de germinação - Sementes intactas eaparentemente viáveis foram selecionadas ecolocadas em placas de Petri (quatro réplicascom 25 sementes) forradas com dupla camadade papel de filtro umedecido com solução denistatina (500 U.I/l) (Gomes & Fernandes 1994;Lemos Filho et al.  1997). As placas de Petriforam colocadas em câmaras de germinação sobfotoperíodo de 12 horas de luz brancafluorescente (280µmol cm -2 seg -1 ) nas tempera-turas constantes de 15°, 20°, 25° e 30°C (Felippe& Silva 1984; Cardoso 1997). Foi verificada aocorrência de germinação a cada 24 horas,durante o período de 30 dias (Lieberg & Joly1993). A emergência da radícula através dotegumento da semente foi o critério degerminação utilizado (Lucas & Arrigoni 1992).Análise dos dados - As percentagens degerminação das sementes, de cada repetição, sobdiferentes temperaturas foram submetidas àanalise de variância (ANOVA) e suas médiascomparadas pelo teste de Tukey (Cardoso 1997).Foi calculado o índice de velocidade deemergência da radícula (IVE), de acordo com afórmula (Souza & Varela 1998):IVE = N1/D1 + N2 /D2 + ... + Nn / Dnonde: N1 =número de sementes germinadas no primeiro dia de contagem N2 =número de sementes germinadas nosegundo dia de contagem Nn =número de sementes germinadas noenésimo dia de contagemD1 =primeiro dia de contagemD2 =segundo dia de contagemDn =enésimo dia de contagemAs percentagens de germinação foramtranformadas em arco-seno para normalizaçãodos dados. Após a confirmação da distribuiçãonormal destes dados com teste não paramétricode Kolmogorov-Smirnov, foram realizadostestes t de Student para comparação entreespécies e análises de variância (ANOVA) paraavaliar, dentro de cada espécie, as diferençasem cada temperatura (Zar 1984). Após calcu-lados o IVE de cada repetição, os dados foramsubmetidos à análise de variância para comparar as temperaturas, e a testes t   de Student paracomparar as espécies (Zar 1984). Para verificar a relação entre as percentagens de germinaçãoe os IVEs, foi utilizada a análise de regressão(Zar 1984). Todas as análises foram realizadasutilizando-se o programa SYSTAT 8.0 for Windows. Resultados  Lavoisiera cordata  apresentou maiores percentagens de germinação (t=11.803, gl=30, p<0.01) e maiores velocidades de emergênciadas sementes (t=6.71, gl=30, p<0.01) do que  Lavoisiera francavillana (Fig. 1 e 2).  L. cordata  apresentou maiores velocidadesde emergência (F=14.282, r  2 =0.78, p<0.01) nastemperaturas acima de 15°C, sendo que avelocidade de emergência se mostrou estatistica-mente superior a 20   °C. Foi observada apenastendência a maiores percentagens de germi-nação a 20°C do que nas outras temperaturas(p>0.05, N.S), sendo que estas foram relativa- Figura 1. Percentagens médias de germinação de  L. cordata e  L. francavillana  em relação ao gradiente de temperaturade 15 a 30°C. Temperatura (°C)    G  e  r  m   i  n  a  ç   ã  o   (   %   ) 15 20 25 30 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100  L. cordata L. francavillana  Acta bot. bras. 17(4): 523-530. 2003 527mente altas em todas as temperaturas exceto àtemperatura de 15°C (Fig. 1 e 2). A faixa detemperatura entre 15 e 30°C   mostrou-sefavorável à germinação de  L. cordata,  com percentagens acima de 60% (Fig. 1). As percentagens de germinação correlaciona-ram-se positivamente com as velocidades deemergência para esta espécie (r  2 =0.63, p<0.05,y=1.48x+1.97) (Fig. 3).O comportamento germinativo dassementes de  L. francavillana foi muito diferentedaquele de sementes de  L. cordata . Esta espécieapresentou as maiores percentagens de germi-nação (F=3.388, r  2 =0.46, p<0,05) e tendência amaiores velocidades de emergência natemperatura de 25  o C   (p>0.05, N.S.) do que nasoutras temperaturas (Fig. 1 e 2). As taxas degerminação e velocidade de emergência de  L. francavillana foram baixas em todas astemperaturas quando comparadas às de  L. cordata (Fig. 1 e 2). Todavia, estas foramsignificativamente superiores na temperatura de25°C.   As percentagens de germinação tambémcorrelacionaram-se positivamente com asvelocidades de emergência para  L. francavillana (r  2 =0.90, p<0.01, y=4.32x-0.01) (Fig. 3). Noentanto, a reta resultante de tal correlação foimais inclinada para esta espécie, indicandomaior variação no aumento de taxas de germi-nação com menor variação do aumento develocidade de emergência. Discussão O crescimento de plantas não é normal-mente restringido pela disponibilidade de águado começo da estação úmida até 20-30 diasdepois das chuvas (Fitter & Hay 1987). Apóseste período, toda a água disponível nos primeiros 1-2 metros do solo desaparece pro-gressivamente pela evapotranspiração. Semen-tes dispersadas no solo seco, no final da estaçãoúmida, podem experimentar condições favorá-veis para a germinação durante períodosisolados de chuva; no entanto, rapidamente nãohaverá mais água disponível para as plântulasresultantes (Fitter & Hay 1987).Plantas que crescem onde a água édisponível durante apenas parte do ano, comono campo rupestre da Serra do Cipó, devem ser capazes de fazer bom uso deste recurso duranteo período favorável para o crescimento 15 20 25 30 0  1 2 3 4 5 0   Temperatura (°C)     Í  n   d   i  c  e   d  e  v  e   l  o  c   i   d  a   d  e   d  e  g  e  r  m   i  n  a  ç   ã  o   d  a  r  a   d   í  c  u   l  a   (   I   V   E   )  L. cordata L. francavillana Figura 2. Velocidades médias de emergência de radículasde  L. cordata  e  L. francavillana em relação ao gradientede temperatura de 15 a 30°C. 0 1 2 3 4 5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Índice de velocidade de germinação da radícula (IVE)    G  e  r  m   i  n  a  ç   ã  o   (   %   )  L. francavillana L. cordata Figura 3. Correlação positiva entre a taxa de germinaçãoe velocidade de emergência de radícula de  L. cordata ( ! )e  L. francavillana ( " ).
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