A família Bromeliaceae representa um clássico exemplo de radiação adaptativa nos neotrópicos, sendo notável sua imensa versatilidade ecológica e variedade de formas. A Mata Atlântica abriga várias espécies de bromélias, algumas delas com alta semelhança morfológica, como é o caso de Vriesea altodaserrae, Vriesea philippocoburgii e Vriesea reitzii. Entretanto, tais espécies, diferem quanto à sua distribuição altitutinal e latitudinal, apesar de haver áreas de sobreposição, formando dessa maneira, gradientes. Com o objetivo de aprofundar os conhecimentos sobre a evolução da família Bromeliaceae, duas abordagens foram realizadas no presente trabalho: (a) análise da dinâmica populacional de seis populações de V. reitzii em fragmentos de Floresta Ombrófila Mista (b) análise da diferenciação populacional e fluxo gênico nas três espécies ao longo de um gradiente altitudinal, utilizando marcadores genéticos nucleares e análise Bayesiana. Essas abordagens nunca foram realizadas para uma espécie de Bromeliaceae nesta ecorregião da Mata Atlântica. Quanto à dinâmica populacional de populações de V. reitzii ao longo de toda sua distribuição geográfica, foi possível notar índices relativamente altos de diversidade genética (HE=0,536), no contexto comparativo com outras espécies de Bromeliaceae e baixa a moderada entre suas populações (FST= 0,123), apesar da distância entre as mesmas e do isolamento natural imposto pela altitude. Considerando as três espécies estudadas, os perfis genéticos revelaram diferenças entre as mesmas, corroborando dados morfológicos e ecológicos de unidades taxonômicas distintas. Os resultados indicaram menor estruturação genética entre V. altodaserrae e V. philippocoburgii e um relativo isolamento de V. reitzii em relação às outras duas espécies. Os resultados, em conjunto, agregam informações importantes para o conhecimento da dinâmica evolutiva da Floresta Ombrófila Mista, bem como da família Bromeliaceae. Além disso, os dados aqui gerados podem ser levados em consideração para estratégias de conservação e manejo das espécies estudadas. / The Bromeliaceae family is a classic example of adaptive radiation in the Neotropics, presenting high versatility and numerous ecological morphs. The Atlantic Forest harbors several species of bromeliads, some of them highly similar morphologically as Vriesea altodaserrae, Vriesea philippocoburgii and Vriesea reitzii. These species differ in its altitudinal and latitudinal distribution, although there are areas of overlaps, forming gradients. Aiming to contribute to the knowledge on the evolution of the family, two approaches were studied here: (a) population dynamics were analyzed in six populations of V. reitzii in Araucaria forest fragments and (b) population differentiation and gene flow was analyzed in three species along an altitudinal gradient using nuclear genetic markers and Bayesian analysis. These approaches have never been done in bromeliads species from this Atlantic Forest ecoregion. Considering the population’s dynamics of V. reitzii throughout its geographical distribution, it was possible to note high levels of genetic diversity (HE=0.536) in comparison to other bromeliads species and low to moderate differentiation among their populations (FST = 0.123), despite the distance between collect points and the natural isolation imposed by altitude. Considering the three species studied, the genetic profiles revealed differences between them, corroborating morphological and ecological data of distinct taxonomic units. The results indicated low genetic structure between V. altodaserrae and V. philippocoburgii and a relative isolation of V. reitzii from the other two species. Those results, together, can be considered important information to the knowledge of the evolutionary dynamics of the Araucaria Forest, as well as to Bromeliaceae family. Moreover, the data generated here may be considered for conservation strategies and management of the species.

A família Bromeliaceae representa um clássico exemplo de radiação adaptativa nos neotrópicos, sendo notável sua imensa versatilidade ecológica e variedade de formas. A Mata Atlântica abriga várias espécies de bromélias, algumas delas com alta semelhança morfológica, como é o caso de Vriesea altodaserrae, Vriesea philippocoburgii e Vriesea reitzii. Entretanto, tais espécies, diferem quanto à sua distribuição altitutinal e latitudinal, apesar de haver áreas de sobreposição, formando dessa maneira, gradientes. Com o objetivo de aprofundar os conhecimentos sobre a evolução da família Bromeliaceae, duas abordagens foram realizadas no presente trabalho: (a) análise da dinâmica populacional de seis populações de V. reitzii em fragmentos de Floresta Ombrófila Mista (b) análise da diferenciação populacional e fluxo gênico nas três espécies ao longo de um gradiente altitudinal, utilizando marcadores genéticos nucleares e análise Bayesiana. Essas abordagens nunca foram realizadas para uma espécie de Bromeliaceae nesta ecorregião da Mata Atlântica. Quanto à dinâmica populacional de populações de V. reitzii ao longo de toda sua distribuição geográfica, foi possível notar índices relativamente altos de diversidade genética (HE=0,536), no contexto comparativo com outras espécies de Bromeliaceae e baixa a moderada entre suas populações (FST= 0,123), apesar da distância entre as mesmas e do isolamento natural imposto pela altitude. Considerando as três espécies estudadas, os perfis genéticos revelaram diferenças entre as mesmas, corroborando dados morfológicos e ecológicos de unidades taxonômicas distintas. Os resultados indicaram menor estruturação genética entre V. altodaserrae e V. philippocoburgii e um relativo isolamento de V. reitzii em relação às outras duas espécies. Os resultados, em conjunto, agregam informações importantes para o conhecimento da dinâmica evolutiva da Floresta Ombrófila Mista, bem como da família Bromeliaceae. Além disso, os dados aqui gerados podem ser levados em consideração para estratégias de conservação e manejo das espécies estudadas. / The Bromeliaceae family is a classic example of adaptive radiation in the Neotropics, presenting high versatility and numerous ecological morphs. The Atlantic Forest harbors several species of bromeliads, some of them highly similar morphologically as Vriesea altodaserrae, Vriesea philippocoburgii and Vriesea reitzii. These species differ in its altitudinal and latitudinal distribution, although there are areas of overlaps, forming gradients. Aiming to contribute to the knowledge on the evolution of the family, two approaches were studied here: (a) population dynamics were analyzed in six populations of V. reitzii in Araucaria forest fragments and (b) population differentiation and gene flow was analyzed in three species along an altitudinal gradient using nuclear genetic markers and Bayesian analysis. These approaches have never been done in bromeliads species from this Atlantic Forest ecoregion. Considering the population’s dynamics of V. reitzii throughout its geographical distribution, it was possible to note high levels of genetic diversity (HE=0.536) in comparison to other bromeliads species and low to moderate differentiation among their populations (FST = 0.123), despite the distance between collect points and the natural isolation imposed by altitude. Considering the three species studied, the genetic profiles revealed differences between them, corroborating morphological and ecological data of distinct taxonomic units. The results indicated low genetic structure between V. altodaserrae and V. philippocoburgii and a relative isolation of V. reitzii from the other two species. Those results, together, can be considered important information to the knowledge of the evolutionary dynamics of the Araucaria Forest, as well as to Bromeliaceae family. Moreover, the data generated here may be considered for conservation strategies and management of the species.

A família Bromeliaceae representa um clássico exemplo de radiação adaptativa nos neotrópicos, sendo notável sua imensa versatilidade ecológica e variedade de formas. A Mata Atlântica abriga várias espécies de bromélias, algumas delas com alta semelhança morfológica, como é o caso de Vriesea altodaserrae, Vriesea philippocoburgii e Vriesea reitzii. Entretanto, tais espécies, diferem quanto à sua distribuição altitutinal e latitudinal, apesar de haver áreas de sobreposição, formando dessa maneira, gradientes. Com o objetivo de aprofundar os conhecimentos sobre a evolução da família Bromeliaceae, duas abordagens foram realizadas no presente trabalho: (a) análise da dinâmica populacional de seis populações de V. reitzii em fragmentos de Floresta Ombrófila Mista (b) análise da diferenciação populacional e fluxo gênico nas três espécies ao longo de um gradiente altitudinal, utilizando marcadores genéticos nucleares e análise Bayesiana. Essas abordagens nunca foram realizadas para uma espécie de Bromeliaceae nesta ecorregião da Mata Atlântica. Quanto à dinâmica populacional de populações de V. reitzii ao longo de toda sua distribuição geográfica, foi possível notar índices relativamente altos de diversidade genética (HE=0,536), no contexto comparativo com outras espécies de Bromeliaceae e baixa a moderada entre suas populações (FST= 0,123), apesar da distância entre as mesmas e do isolamento natural imposto pela altitude. Considerando as três espécies estudadas, os perfis genéticos revelaram diferenças entre as mesmas, corroborando dados morfológicos e ecológicos de unidades taxonômicas distintas. Os resultados indicaram menor estruturação genética entre V. altodaserrae e V. philippocoburgii e um relativo isolamento de V. reitzii em relação às outras duas espécies. Os resultados, em conjunto, agregam informações importantes para o conhecimento da dinâmica evolutiva da Floresta Ombrófila Mista, bem como da família Bromeliaceae. Além disso, os dados aqui gerados podem ser levados em consideração para estratégias de conservação e manejo das espécies estudadas. / The Bromeliaceae family is a classic example of adaptive radiation in the Neotropics, presenting high versatility and numerous ecological morphs. The Atlantic Forest harbors several species of bromeliads, some of them highly similar morphologically as Vriesea altodaserrae, Vriesea philippocoburgii and Vriesea reitzii. These species differ in its altitudinal and latitudinal distribution, although there are areas of overlaps, forming gradients. Aiming to contribute to the knowledge on the evolution of the family, two approaches were studied here: (a) population dynamics were analyzed in six populations of V. reitzii in Araucaria forest fragments and (b) population differentiation and gene flow was analyzed in three species along an altitudinal gradient using nuclear genetic markers and Bayesian analysis. These approaches have never been done in bromeliads species from this Atlantic Forest ecoregion. Considering the population’s dynamics of V. reitzii throughout its geographical distribution, it was possible to note high levels of genetic diversity (HE=0.536) in comparison to other bromeliads species and low to moderate differentiation among their populations (FST = 0.123), despite the distance between collect points and the natural isolation imposed by altitude. Considering the three species studied, the genetic profiles revealed differences between them, corroborating morphological and ecological data of distinct taxonomic units. The results indicated low genetic structure between V. altodaserrae and V. philippocoburgii and a relative isolation of V. reitzii from the other two species. Those results, together, can be considered important information to the knowledge of the evolutionary dynamics of the Araucaria Forest, as well as to Bromeliaceae family. Moreover, the data generated here may be considered for conservation strategies and management of the species.

O Brasil abriga cerca de 50% das espécies de bromélias, sendo o leste brasileiro o centro de diversidade para a subfamília Bromelioideae. Aechmea caudata e A. winkleri são espécies endêmicas da Mata Atlântica, ameaçadas de extinção, fazendo parte de um grupo de difícil delimitação taxonômica do subgênero Ortgiesia. Elas são preferencialmente saxícolas, apresentam flores de pétalas amarelas, com alta taxa de reprodução clonal. Com o objetivo de entender o relacionamento entre A. caudata e A. winkleri, foram realizadas análises filogeográficas, baseadas em microssatélites plastidiais, e análises morfológicas (Capítulo 2). Oitenta e seis indivíduos de A. caudata e 59 de A. winkleri foram amostrados ao longo de toda a distribuição geográfica das espécies, totalizando 13 populações. Os resultados obtidos revelaram o compartilhamento de 12 dos 41 haplótipos detectados e a formação de dois clados distintos, um para cada espécie, a partir das análises morfológicas. Apesar dos resultados obtidos suportarem parcialmente a classificação de A. caudata e A. winkleri como duas espécies distintas, a complexa rede filogeográfica encontrada indica que mais estudos se fazem necessários para o completo entendimento do relacionamento desses taxa. Com a análise dos padrões biogeográficos, duas regiões para A. caudata e uma para A. winkleri foram sugeridas como possíveis refúgios durante as oscilações climáticas do Quaternário. Uma biblioteca de microssatélites nucleares foi construída para a espécie A. winkleri, sendo nove pares de “primers” desenhados (Capítulo 3). Estes marcadores foram testados em 20 indivíduos de quatro populações, porém sem obtenção de um padrão claro e polimórfico de amplificação para nenhum loco. No Capítulo 4, foram descritos os padrões de diversidade genética e estruturação populacional para A. winkleri, utilizando três locos heterólogos de microssatélites nucleares. Foram amostradas quatro populações, totalizando 142 indivíduos. Os resultados indicaram índices de diversidade genética semelhantes aos encontrados para outras espécies de bromélias (HO = 0,556 e HE = 0,630). A riqueza alélica média foi de 3,6 alelos por loco. As populações de A. winkleri apresentaram uma estruturação moderada (FST = 0,082), com um número de migrantes variando entre 1,654 e 4,933 indivíduos por geração. As populações apresentaram desvios significativos do Equilíbrio de Hardy-Weinberg, com um coeficiente de endocruzamento (FIS) médio de 0,152. A conectividade entre as populações, o sistema de cruzamento alógamo e a dispersão das sementes por pássaros podem ser os responsáveis pelos altos índices de diversidade encontrados e pela homogeneização das populações de A. winkleri. / Brazil is home to about 50% of bromeliads species and the eastern Brazilian region is the diversity center for the Bromelioideae subfamily. Aechmea caudata and A. winkleri are endemic and endangered species of the Atlantic Rainforest. These species are part of a group with taxonomic delimitation problems of the subgenus Ortgiesia. They are preferably saxicolous having flowers with yellow petals and high clonal reproduction. In order to understand the relationship between A. caudata and A. winkleri, phylogeographic analysis based on plastid microsatellite and morphological analyses were performed (Chapter 2). Eighty-six individuals of A. caudata and 59 of A. winkleri were sampled throughout the geographical distribution range of the species, totaling 13 populations. The results revealed that 12 out of the 41 haplotypes detected were shared between the two species and the morphological analysis indicated the formation of two distinct clades, one for each species. Although the results partially supported the classification of A. caudata and A. winkleri as two distinct species, the complex phylogeographic network found indicates that further studies are necessary for complete understanding of the relationship of these taxa. With the analysis of biogeographical patterns, two regions for A. caudata and one for A. winkleri were suggested as possible refuges during the Quaternary climate change. A library of nuclear microsatellites was constructed for A. winkleri and nine pairs of primers designed (Chapter 3). These markers were tested in 20 individuals from four populations, but without obtain a clear and polymorphic amplification pattern. In Chapter 4, the patterns of genetic diversity and population structure for A. winkleri were described using three heterelogous nuclear microsatellite loci. We sampled four populations, totaling 142 individuals. The results indicated levels of genetic diversity close to others bromeliads species (HO = 0.556 and HE = 0.630). The averaged allelic richness was 3.6 alleles per locus. The populations of A. winkleri showed a moderate structure (FST = 0.082), with a number of migrants ranging from 1.654 to 4.933 individuals per generation. The populations showed significant deviations from Hardy- Weinberg Equilibrium, with an averaged inbreeding coefficient (FIS) of 0.152. The connectivity among populations, the allogamous mating system and seed dispersal by birds may be responsible for the high levels of diversity found and the homogenization of A. winkleri populations.

O Brasil abriga cerca de 50% das espécies de bromélias, sendo o leste brasileiro o centro de diversidade para a subfamília Bromelioideae. Aechmea caudata e A. winkleri são espécies endêmicas da Mata Atlântica, ameaçadas de extinção, fazendo parte de um grupo de difícil delimitação taxonômica do subgênero Ortgiesia. Elas são preferencialmente saxícolas, apresentam flores de pétalas amarelas, com alta taxa de reprodução clonal. Com o objetivo de entender o relacionamento entre A. caudata e A. winkleri, foram realizadas análises filogeográficas, baseadas em microssatélites plastidiais, e análises morfológicas (Capítulo 2). Oitenta e seis indivíduos de A. caudata e 59 de A. winkleri foram amostrados ao longo de toda a distribuição geográfica das espécies, totalizando 13 populações. Os resultados obtidos revelaram o compartilhamento de 12 dos 41 haplótipos detectados e a formação de dois clados distintos, um para cada espécie, a partir das análises morfológicas. Apesar dos resultados obtidos suportarem parcialmente a classificação de A. caudata e A. winkleri como duas espécies distintas, a complexa rede filogeográfica encontrada indica que mais estudos se fazem necessários para o completo entendimento do relacionamento desses taxa. Com a análise dos padrões biogeográficos, duas regiões para A. caudata e uma para A. winkleri foram sugeridas como possíveis refúgios durante as oscilações climáticas do Quaternário. Uma biblioteca de microssatélites nucleares foi construída para a espécie A. winkleri, sendo nove pares de “primers” desenhados (Capítulo 3). Estes marcadores foram testados em 20 indivíduos de quatro populações, porém sem obtenção de um padrão claro e polimórfico de amplificação para nenhum loco. No Capítulo 4, foram descritos os padrões de diversidade genética e estruturação populacional para A. winkleri, utilizando três locos heterólogos de microssatélites nucleares. Foram amostradas quatro populações, totalizando 142 indivíduos. Os resultados indicaram índices de diversidade genética semelhantes aos encontrados para outras espécies de bromélias (HO = 0,556 e HE = 0,630). A riqueza alélica média foi de 3,6 alelos por loco. As populações de A. winkleri apresentaram uma estruturação moderada (FST = 0,082), com um número de migrantes variando entre 1,654 e 4,933 indivíduos por geração. As populações apresentaram desvios significativos do Equilíbrio de Hardy-Weinberg, com um coeficiente de endocruzamento (FIS) médio de 0,152. A conectividade entre as populações, o sistema de cruzamento alógamo e a dispersão das sementes por pássaros podem ser os responsáveis pelos altos índices de diversidade encontrados e pela homogeneização das populações de A. winkleri. / Brazil is home to about 50% of bromeliads species and the eastern Brazilian region is the diversity center for the Bromelioideae subfamily. Aechmea caudata and A. winkleri are endemic and endangered species of the Atlantic Rainforest. These species are part of a group with taxonomic delimitation problems of the subgenus Ortgiesia. They are preferably saxicolous having flowers with yellow petals and high clonal reproduction. In order to understand the relationship between A. caudata and A. winkleri, phylogeographic analysis based on plastid microsatellite and morphological analyses were performed (Chapter 2). Eighty-six individuals of A. caudata and 59 of A. winkleri were sampled throughout the geographical distribution range of the species, totaling 13 populations. The results revealed that 12 out of the 41 haplotypes detected were shared between the two species and the morphological analysis indicated the formation of two distinct clades, one for each species. Although the results partially supported the classification of A. caudata and A. winkleri as two distinct species, the complex phylogeographic network found indicates that further studies are necessary for complete understanding of the relationship of these taxa. With the analysis of biogeographical patterns, two regions for A. caudata and one for A. winkleri were suggested as possible refuges during the Quaternary climate change. A library of nuclear microsatellites was constructed for A. winkleri and nine pairs of primers designed (Chapter 3). These markers were tested in 20 individuals from four populations, but without obtain a clear and polymorphic amplification pattern. In Chapter 4, the patterns of genetic diversity and population structure for A. winkleri were described using three heterelogous nuclear microsatellite loci. We sampled four populations, totaling 142 individuals. The results indicated levels of genetic diversity close to others bromeliads species (HO = 0.556 and HE = 0.630). The averaged allelic richness was 3.6 alleles per locus. The populations of A. winkleri showed a moderate structure (FST = 0.082), with a number of migrants ranging from 1.654 to 4.933 individuals per generation. The populations showed significant deviations from Hardy- Weinberg Equilibrium, with an averaged inbreeding coefficient (FIS) of 0.152. The connectivity among populations, the allogamous mating system and seed dispersal by birds may be responsible for the high levels of diversity found and the homogenization of A. winkleri populations.

O Brasil abriga cerca de 50% das espécies de bromélias, sendo o leste brasileiro o centro de diversidade para a subfamília Bromelioideae. Aechmea caudata e A. winkleri são espécies endêmicas da Mata Atlântica, ameaçadas de extinção, fazendo parte de um grupo de difícil delimitação taxonômica do subgênero Ortgiesia. Elas são preferencialmente saxícolas, apresentam flores de pétalas amarelas, com alta taxa de reprodução clonal. Com o objetivo de entender o relacionamento entre A. caudata e A. winkleri, foram realizadas análises filogeográficas, baseadas em microssatélites plastidiais, e análises morfológicas (Capítulo 2). Oitenta e seis indivíduos de A. caudata e 59 de A. winkleri foram amostrados ao longo de toda a distribuição geográfica das espécies, totalizando 13 populações. Os resultados obtidos revelaram o compartilhamento de 12 dos 41 haplótipos detectados e a formação de dois clados distintos, um para cada espécie, a partir das análises morfológicas. Apesar dos resultados obtidos suportarem parcialmente a classificação de A. caudata e A. winkleri como duas espécies distintas, a complexa rede filogeográfica encontrada indica que mais estudos se fazem necessários para o completo entendimento do relacionamento desses taxa. Com a análise dos padrões biogeográficos, duas regiões para A. caudata e uma para A. winkleri foram sugeridas como possíveis refúgios durante as oscilações climáticas do Quaternário. Uma biblioteca de microssatélites nucleares foi construída para a espécie A. winkleri, sendo nove pares de “primers” desenhados (Capítulo 3). Estes marcadores foram testados em 20 indivíduos de quatro populações, porém sem obtenção de um padrão claro e polimórfico de amplificação para nenhum loco. No Capítulo 4, foram descritos os padrões de diversidade genética e estruturação populacional para A. winkleri, utilizando três locos heterólogos de microssatélites nucleares. Foram amostradas quatro populações, totalizando 142 indivíduos. Os resultados indicaram índices de diversidade genética semelhantes aos encontrados para outras espécies de bromélias (HO = 0,556 e HE = 0,630). A riqueza alélica média foi de 3,6 alelos por loco. As populações de A. winkleri apresentaram uma estruturação moderada (FST = 0,082), com um número de migrantes variando entre 1,654 e 4,933 indivíduos por geração. As populações apresentaram desvios significativos do Equilíbrio de Hardy-Weinberg, com um coeficiente de endocruzamento (FIS) médio de 0,152. A conectividade entre as populações, o sistema de cruzamento alógamo e a dispersão das sementes por pássaros podem ser os responsáveis pelos altos índices de diversidade encontrados e pela homogeneização das populações de A. winkleri. / Brazil is home to about 50% of bromeliads species and the eastern Brazilian region is the diversity center for the Bromelioideae subfamily. Aechmea caudata and A. winkleri are endemic and endangered species of the Atlantic Rainforest. These species are part of a group with taxonomic delimitation problems of the subgenus Ortgiesia. They are preferably saxicolous having flowers with yellow petals and high clonal reproduction. In order to understand the relationship between A. caudata and A. winkleri, phylogeographic analysis based on plastid microsatellite and morphological analyses were performed (Chapter 2). Eighty-six individuals of A. caudata and 59 of A. winkleri were sampled throughout the geographical distribution range of the species, totaling 13 populations. The results revealed that 12 out of the 41 haplotypes detected were shared between the two species and the morphological analysis indicated the formation of two distinct clades, one for each species. Although the results partially supported the classification of A. caudata and A. winkleri as two distinct species, the complex phylogeographic network found indicates that further studies are necessary for complete understanding of the relationship of these taxa. With the analysis of biogeographical patterns, two regions for A. caudata and one for A. winkleri were suggested as possible refuges during the Quaternary climate change. A library of nuclear microsatellites was constructed for A. winkleri and nine pairs of primers designed (Chapter 3). These markers were tested in 20 individuals from four populations, but without obtain a clear and polymorphic amplification pattern. In Chapter 4, the patterns of genetic diversity and population structure for A. winkleri were described using three heterelogous nuclear microsatellite loci. We sampled four populations, totaling 142 individuals. The results indicated levels of genetic diversity close to others bromeliads species (HO = 0.556 and HE = 0.630). The averaged allelic richness was 3.6 alleles per locus. The populations of A. winkleri showed a moderate structure (FST = 0.082), with a number of migrants ranging from 1.654 to 4.933 individuals per generation. The populations showed significant deviations from Hardy- Weinberg Equilibrium, with an averaged inbreeding coefficient (FIS) of 0.152. The connectivity among populations, the allogamous mating system and seed dispersal by birds may be responsible for the high levels of diversity found and the homogenization of A. winkleri populations.

Submitted by Angela Maria de Oliveira (amolivei@uepg.br) on 2017-10-18T15:45:59Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertacao Maria Malagon Martinez Vriesea.pdf: 2905107 bytes, checksum: 876541a8720f72ea71a3664604a18274 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-18T15:45:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Dissertacao Maria Malagon Martinez Vriesea.pdf: 2905107 bytes, checksum: 876541a8720f72ea71a3664604a18274 (MD5) Previous issue date: 2016-07-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O gênero Vriesea Lindl. é o segundo mais diversificado da família Bromeliaceae, com um total de 219 espécies reportadas para o Brasil apresentando a maior riqueza especifica na Mata Atlântica. Estima-se que 38 espécies deste gênero ocorrem no sul do Brasil. Na recente publicação das Plantas Vasculares do Paraná foram listadas 27 espécies de Vriesea no Estado, das quais 18 estão enquadradas na seção Vriesea. Este trabalho tem como objetivo conhecer a diversidade do gênero Vriesea seção Vriesea no Paraná, enfatizando os aspectos morfológicos, taxonômicos e o status de conservação dos táxons. Foram realizadas coletas de espécimes em diferentes localidades no Paraná, que incluem as unidades fitogeográficas: Cerrado, Floresta Ombrófila Densa, Floresta ombrófila mista e Campos. O material coletado foi herborizado de acordo com a metodologia convencional e os exemplares foram depositados no Herbário HUPG. As análises morfológicas e distribuições geográficas foram baseadas em descrições originais, nos materiais coletados, fotos e espécimes dos seguintes herbários: HUPG, MBM, UPCB, HUEM, EFC e HBR. O estado de conservação de cada espécie foi avaliado com base nos critérios do World Conservation Union (IUCN). Foram encontrados 16 táxons pertencentes ao gênero Vriesea seção Vriesea: Vriesea carinata Wawra, Vriesea ensiformis (Vell.) Beer, Vriesea erythrodactylon E. Morren, Vriesea flammea L.B. Sm., Vriesea flava A. Costa, H. Luther & Wand, Vriesea friburguensis Mez., Vriesea guttata Linden & André, Vriesea heterostachys (Baker) L. B. Sm., Vriesea incurvata Gaud., Vriesea inflata (Wawra) Wawra, Vriesea phillipocoburgii Wawra, Vriesea procera (Mart. ex Schult. & Schult. F) Wittm., Vriesea reitzii Leme & Costa, Andrea, Vriesea rodigasiana E. Morren, Vriesea scalaris E. Morren e Vriesea vagans (L.B. Sm.) L.B. Sm. São encontradas principalmente em Floresta Ombrofila Densa e no interior do Estado em Floresta Ombrófila Mista e Campos. V. inflata está em Perigo de extinção, V. ensiformis e V. friburgensis estão na categoria pouco preocupante, e as demais espécies estão em situação vulnerável à extinção neste Estado. / The genus Vriesea Lindl. is the second most diverse genus of Bromeliaceae, with a total of 219 species reported to Brazil with the largest specific diversity in the Atlantic Forest. In the recent publication of the Vascular Plant List of Paraná, were cited 27 Vriesea species, 18 of wich fall under the Vriesea section. This study aims to know the diversity of the genus Vriesea section Vriesea in the state of Paraná, emphasizing the morphological and taxonomic aspects of the taxa and conservation status. Field trips to localities in different areas, ecosystems and altitudinal levels in the State of Paraná were carried out to collect specimens of the taxa for the study. These localities include the phytogeografic domains: Cerrado, Atlantic Forest, Araucaria Forest and Grasslands. The material collected was herborized according to plant taxonomy methodology and the specimens were deposited in the Herbarium HUPG. Morphological analysis and geographic distributions were based on original descriptions, the collected material, photos and specimens of the following herbaria: HUPG, MBM, UPCB, HUEM, EFC and HBR. The conservation status for each species was evaluated using the World Conservation Union (IUCN). It was found 16 taxa belonging to the genus Vriesea section Vriesea: Vriesea carinata Wawra, Vriesea ensiformis (Vell.) Beer, Vriesea erythrodactylon E. Morren, Vriesea flammea L.B.Sm., Vriesea flava A. Costa, H. Luther & Wand, Vriesea friburguensis Mez., Vriesea guttata Linden & André, Vriesea heterostachys (Baker) L. B. Sm., Vriesea incurvata Gaud., Vriesea inflata (Wawra) Wawra, Vriesea phillipocoburgii Wawra, Vriesea procera (Mart. ex Schult. & Schult. F) Wittm., Vriesea reitzii Leme & Costa, Andrea, Vriesea rodigasiana E. Morren, Vriesea scalaris E. Morren e Vriesea vagans (L.B. Sm.) L.B. Sm. They are found mainly in the Atlantic coast in the Atlantic rain forest, Araucaria Forest and Grasslands of the state. V. inflata is endangered; V. ensiformis and V. friburgensis are in the Least Concern category, and other species are vulnerable in this state.

Fatores como a biologia reprodutiva, sistema de cruzamento, fluxo gênico, distribuição espacial das plantas e dispersão de sementes tem um profundo efeito na composição e estrutura genética de populações naturais. Os sistemas de cruzamento de plantas e a fertilidade estão diretamente relacionados com questões evolutivas e de biologia da conservação. Vriesea gigantea é uma espécie endêmica da Mata Atlântica, autocompatível e que apresenta limitação de pólen em populações do sul do Brasil. Estas mesmas populações também apresentaram alta fertilidade, considerando parâmetros de produção de flores, frutos e sementes e características do pólen. As populações naturais de V. gigantea vêm sendo reduzidas em função da ação antropogênica, tanto pela destruição do habitat quanto pela coleta predatória. Recentes estudos moleculares revelaram que as populações de V. gigantea são geneticamente estruturadas, apresentam baixo fluxo gênico e alto coeficiente de endocruzamento. Estudos visando um melhor entendimento da evolução do sistema de cruzamento e conservação de espécies de bromélias não foram realizados até o momento. Neste contexto, a presente tese, está organizada em forma de três artigos. No Capítulo II a biologia reprodutiva e o sistema de cruzamento de V. gigantea foram caracterizados, através de experimentos de polinização manual e da análise de marcadores moleculares do tipo microssatélites, com o objetivo de compreender a manutenção da variação natural nos sistemas de cruzamento em espécies de plantas. Os resultados obtidos nos experimentos de polinização manual mostraram que V. gigantea é uma espécie não-autogâmica e dependente de polinizadores para frutificação. Nas populações analisadas, os polinizadores observados foram beija-flores e abelhas. A taxa de fecundação cruzada (tm = 0,388) e endocruzamento biparental (tm-ts = 0,144) estão de acordo com o alto coeficiente de endocruzamento estimado (F = 0,312), o qual provavelmente é conseqüência das altas taxas autofecundação devido ao comportamento dos polinizadores. A estrutura do "pool" genético de pólen foi alta ( st = 0,671), correspondendo a um número efetivo de doadores de pólen de 0,75 indivíduos. A taxa de fecundação cruzada mostrou uma tendência geográfica, decrescendo do Norte para o Sul, contrastando com a estrutura do pólen, que aumenta do Norte para o Sul. Vriesea gigantea possui um sistema misto de cruzamento e é um modelo interessante para compreensão da evolução de sistemas de cruzamento em escala latitudinal. Os padrões analisados foram formados pelo comportamento do polinizador e provavelmente podem sofrer influência da fragmentação do habitat, causando a diminuição do fluxo gênico e aumento do endocruzamento. No estudo descrito no Capítulo III o principal objetivo foi investigar se os padrões de sistema de cruzamento e fertilidade observados em V. gigantea ocorrem devido às condições ambientais ou à adaptação da espécie a autofecundação. As análises genéticas do sistema de cruzamento, utilizando marcadores moleculares do tipo microssatélites, mostraram que as taxas de fecundação cruzada (tm) foram moderadas e a estrutura do "pool" genético de pólen ( FT) foi alta, variando entre populações e anos. A fertilidade de três populações naturais foi avaliada considerando a produção de flores, frutos e sementes, e a viabilidade das sementes. Nas três populações foi observada grande produção de flores, frutos e sementes, e uma alta viabilidade de sementes, com diferenças na taxa de frutificação entre as populações. Esses resultados sugerem que os padrões de sistemas de cruzamento e fertilidade observados nas populações de V. gigantea se devem a adaptação da espécie para a autofecundação e efeitos de borda, embora outras explicações adaptativas não possam ser descartadas. Considerando a variação espacialtemporal em sistemas de cruzamento e fertilidade, programas de conservação de V. gigantea devem incluir populações das bordas da distribuição da espécie. No Capítulo IV, para determinar o papel da dispersão e o recrutamento de sementes no fluxo gênico, colonização, e padrão de distribuição, a demografia e a dispersão de sementes de populações de V. gigantea foram analisados. Os resultados de demografia demonstraram que o recrutamento de plântulas é grande, 72,4% dessas desenvolvem-se em adultos. Entretanto a classe "juvenil" passa por um considerável decréscimo em sua porcentagem. Sementes de V. gigantea são dispersas em pequenas distâncias, logo, a maioria das sementes permanece na vizinhança da planta mãe. Esse padrão coincide com a distribuição agregada das plântulas de diferentes espécies de bromélias, as quais também permanecem em torno da planta mãe. Em suma, os resultados descritos nos capítulos que compreendem esta tese correspondem a mais um degrau de conhecimento para que haja uma compreensão efetiva dos processos biológicos, ecológicos e evolutivos envolvidos principalmente no sistema de cruzamento em plantas, utilizando V. / Reproductive biology, mating systems, gene flow, population arrangement and seed dispersal have a profound effect on the genetic composition and structure of natural populations. Plant mating systems and fertility are directly related to many questions on plant evolution and conservation biology. Vriesea gigantea is a bromeliad species endemic to the Brazilian Atlantic Rainforest. It is self-compatible and showed pollen limitation in populations from Southern Brazil. These populations also showed high fertility level, considering flowers, pollen, fruits and seeds parameters. Its wild populations have been reduced by anthropogenic disturbance such as habitat destruction and predatory collection. Previous molecular studies revealed that V. gigantea populations are genetically structured, with low gene flow and high inbreeding coefficients. Patterns of among-population mating system and fertility in bromeliad species have never been thoroughly evaluated in order to understand the consequences for mating system evolution and species maintenance. In this context, the present thesis was divided in three manuscripts. In the Chapter II, the reproductive biology and mating system of V. gigantea were characterized (Bromeliaceae), using hand-pollination expirments and micosatellites nuclear markers analysis, in order to better understand the maintenance of natural variation in mating systems of plant species. Results from hand pollination experiments revealed that V. gigantea has mixed mating system. Observation of pollinators and nectar features indicated hummingbirds and bees as likely pollinators in the studied populations. Microsatellites marker-based estimates of outcrossing rate (tm = 0.388) and biparental inbreeding (tm-ts = 0.144) agreed with the high inbreeding coefficient observed (F = 0.312), caused most likely by high levels of selfing due to pollinator behavior. Strong pollen gene pool structure was observed across maternal plants ( st = 0.671), corresponding to 0.75 effective pollen donors. Outcrossing rates showed a conspicuous decrease from North to South of the sampled area towards the range edge, in contrast to pollen pool structure which increased at this geographic scale. Vriesea gigantea is characterized by a mixed mating system and represents a promising model for studying the intraspecific evolution of plant mating systems in habitat affected by fragmentation. In the study presented in Chapter III we investigate if mating system and fertility patterns are due to habitat conditions or due to species' mating system adaptation. Microsatellites nuclear markers showed that outcrossing rates (tm) were moderate and pollen gene poll structures ( FT) were high, ranging across years and populations. The plant fertility of three wild populations was assigned considering flower production, fruit and seed set, and seed viability, during three consecutive years. In the three populations we observed high flower, fruit and seed production, and high seed viability, with differences in fruit set between populations. These results strongly suggest that the observed among-population patterns of flower, fruit and seed set, and mating system parameters in V. gigantea are attributable to the species adaptation for selfing and edge effects, though other adaptive explanations cannot be ruled out. Considering the spatial-temporal variation in mating system, fertility, and contemporary gene flow results, we considered that V. gigantea populations from edge of its distribution should be taking into account in conservation programs of the species. In the Chapter IV in order to determine the importance of seed supply for gene flow, colonization, and distribution, the demography and seed dispersal of V. gigantea populations were studied. Demography results demonstrated that seedling recruitment is high, since 72.4% of them developed into adults, although juveniles' class experienced considerable decrease on this percentage. Vriesea gigantea seeds are dispersed over short distance range, since it is likely that most seeds land in the mother plants' vicinity. This pattern coincides with the reportedly aggregated distribution of bromeliad seedlings around the mother plants. Finally, the results obtained in this study, helped us to increase de undertanding of biological, ecological and evolutionary process involved in the mating system of plants, using V. gigantea as a model.

Fatores como a biologia reprodutiva, sistema de cruzamento, fluxo gênico, distribuição espacial das plantas e dispersão de sementes tem um profundo efeito na composição e estrutura genética de populações naturais. Os sistemas de cruzamento de plantas e a fertilidade estão diretamente relacionados com questões evolutivas e de biologia da conservação. Vriesea gigantea é uma espécie endêmica da Mata Atlântica, autocompatível e que apresenta limitação de pólen em populações do sul do Brasil. Estas mesmas populações também apresentaram alta fertilidade, considerando parâmetros de produção de flores, frutos e sementes e características do pólen. As populações naturais de V. gigantea vêm sendo reduzidas em função da ação antropogênica, tanto pela destruição do habitat quanto pela coleta predatória. Recentes estudos moleculares revelaram que as populações de V. gigantea são geneticamente estruturadas, apresentam baixo fluxo gênico e alto coeficiente de endocruzamento. Estudos visando um melhor entendimento da evolução do sistema de cruzamento e conservação de espécies de bromélias não foram realizados até o momento. Neste contexto, a presente tese, está organizada em forma de três artigos. No Capítulo II a biologia reprodutiva e o sistema de cruzamento de V. gigantea foram caracterizados, através de experimentos de polinização manual e da análise de marcadores moleculares do tipo microssatélites, com o objetivo de compreender a manutenção da variação natural nos sistemas de cruzamento em espécies de plantas. Os resultados obtidos nos experimentos de polinização manual mostraram que V. gigantea é uma espécie não-autogâmica e dependente de polinizadores para frutificação. Nas populações analisadas, os polinizadores observados foram beija-flores e abelhas. A taxa de fecundação cruzada (tm = 0,388) e endocruzamento biparental (tm-ts = 0,144) estão de acordo com o alto coeficiente de endocruzamento estimado (F = 0,312), o qual provavelmente é conseqüência das altas taxas autofecundação devido ao comportamento dos polinizadores. A estrutura do "pool" genético de pólen foi alta ( st = 0,671), correspondendo a um número efetivo de doadores de pólen de 0,75 indivíduos. A taxa de fecundação cruzada mostrou uma tendência geográfica, decrescendo do Norte para o Sul, contrastando com a estrutura do pólen, que aumenta do Norte para o Sul. Vriesea gigantea possui um sistema misto de cruzamento e é um modelo interessante para compreensão da evolução de sistemas de cruzamento em escala latitudinal. Os padrões analisados foram formados pelo comportamento do polinizador e provavelmente podem sofrer influência da fragmentação do habitat, causando a diminuição do fluxo gênico e aumento do endocruzamento. No estudo descrito no Capítulo III o principal objetivo foi investigar se os padrões de sistema de cruzamento e fertilidade observados em V. gigantea ocorrem devido às condições ambientais ou à adaptação da espécie a autofecundação. As análises genéticas do sistema de cruzamento, utilizando marcadores moleculares do tipo microssatélites, mostraram que as taxas de fecundação cruzada (tm) foram moderadas e a estrutura do "pool" genético de pólen ( FT) foi alta, variando entre populações e anos. A fertilidade de três populações naturais foi avaliada considerando a produção de flores, frutos e sementes, e a viabilidade das sementes. Nas três populações foi observada grande produção de flores, frutos e sementes, e uma alta viabilidade de sementes, com diferenças na taxa de frutificação entre as populações. Esses resultados sugerem que os padrões de sistemas de cruzamento e fertilidade observados nas populações de V. gigantea se devem a adaptação da espécie para a autofecundação e efeitos de borda, embora outras explicações adaptativas não possam ser descartadas. Considerando a variação espacialtemporal em sistemas de cruzamento e fertilidade, programas de conservação de V. gigantea devem incluir populações das bordas da distribuição da espécie. No Capítulo IV, para determinar o papel da dispersão e o recrutamento de sementes no fluxo gênico, colonização, e padrão de distribuição, a demografia e a dispersão de sementes de populações de V. gigantea foram analisados. Os resultados de demografia demonstraram que o recrutamento de plântulas é grande, 72,4% dessas desenvolvem-se em adultos. Entretanto a classe "juvenil" passa por um considerável decréscimo em sua porcentagem. Sementes de V. gigantea são dispersas em pequenas distâncias, logo, a maioria das sementes permanece na vizinhança da planta mãe. Esse padrão coincide com a distribuição agregada das plântulas de diferentes espécies de bromélias, as quais também permanecem em torno da planta mãe. Em suma, os resultados descritos nos capítulos que compreendem esta tese correspondem a mais um degrau de conhecimento para que haja uma compreensão efetiva dos processos biológicos, ecológicos e evolutivos envolvidos principalmente no sistema de cruzamento em plantas, utilizando V. / Reproductive biology, mating systems, gene flow, population arrangement and seed dispersal have a profound effect on the genetic composition and structure of natural populations. Plant mating systems and fertility are directly related to many questions on plant evolution and conservation biology. Vriesea gigantea is a bromeliad species endemic to the Brazilian Atlantic Rainforest. It is self-compatible and showed pollen limitation in populations from Southern Brazil. These populations also showed high fertility level, considering flowers, pollen, fruits and seeds parameters. Its wild populations have been reduced by anthropogenic disturbance such as habitat destruction and predatory collection. Previous molecular studies revealed that V. gigantea populations are genetically structured, with low gene flow and high inbreeding coefficients. Patterns of among-population mating system and fertility in bromeliad species have never been thoroughly evaluated in order to understand the consequences for mating system evolution and species maintenance. In this context, the present thesis was divided in three manuscripts. In the Chapter II, the reproductive biology and mating system of V. gigantea were characterized (Bromeliaceae), using hand-pollination expirments and micosatellites nuclear markers analysis, in order to better understand the maintenance of natural variation in mating systems of plant species. Results from hand pollination experiments revealed that V. gigantea has mixed mating system. Observation of pollinators and nectar features indicated hummingbirds and bees as likely pollinators in the studied populations. Microsatellites marker-based estimates of outcrossing rate (tm = 0.388) and biparental inbreeding (tm-ts = 0.144) agreed with the high inbreeding coefficient observed (F = 0.312), caused most likely by high levels of selfing due to pollinator behavior. Strong pollen gene pool structure was observed across maternal plants ( st = 0.671), corresponding to 0.75 effective pollen donors. Outcrossing rates showed a conspicuous decrease from North to South of the sampled area towards the range edge, in contrast to pollen pool structure which increased at this geographic scale. Vriesea gigantea is characterized by a mixed mating system and represents a promising model for studying the intraspecific evolution of plant mating systems in habitat affected by fragmentation. In the study presented in Chapter III we investigate if mating system and fertility patterns are due to habitat conditions or due to species' mating system adaptation. Microsatellites nuclear markers showed that outcrossing rates (tm) were moderate and pollen gene poll structures ( FT) were high, ranging across years and populations. The plant fertility of three wild populations was assigned considering flower production, fruit and seed set, and seed viability, during three consecutive years. In the three populations we observed high flower, fruit and seed production, and high seed viability, with differences in fruit set between populations. These results strongly suggest that the observed among-population patterns of flower, fruit and seed set, and mating system parameters in V. gigantea are attributable to the species adaptation for selfing and edge effects, though other adaptive explanations cannot be ruled out. Considering the spatial-temporal variation in mating system, fertility, and contemporary gene flow results, we considered that V. gigantea populations from edge of its distribution should be taking into account in conservation programs of the species. In the Chapter IV in order to determine the importance of seed supply for gene flow, colonization, and distribution, the demography and seed dispersal of V. gigantea populations were studied. Demography results demonstrated that seedling recruitment is high, since 72.4% of them developed into adults, although juveniles' class experienced considerable decrease on this percentage. Vriesea gigantea seeds are dispersed over short distance range, since it is likely that most seeds land in the mother plants' vicinity. This pattern coincides with the reportedly aggregated distribution of bromeliad seedlings around the mother plants. Finally, the results obtained in this study, helped us to increase de undertanding of biological, ecological and evolutionary process involved in the mating system of plants, using V. gigantea as a model.

Fatores como a biologia reprodutiva, sistema de cruzamento, fluxo gênico, distribuição espacial das plantas e dispersão de sementes tem um profundo efeito na composição e estrutura genética de populações naturais. Os sistemas de cruzamento de plantas e a fertilidade estão diretamente relacionados com questões evolutivas e de biologia da conservação. Vriesea gigantea é uma espécie endêmica da Mata Atlântica, autocompatível e que apresenta limitação de pólen em populações do sul do Brasil. Estas mesmas populações também apresentaram alta fertilidade, considerando parâmetros de produção de flores, frutos e sementes e características do pólen. As populações naturais de V. gigantea vêm sendo reduzidas em função da ação antropogênica, tanto pela destruição do habitat quanto pela coleta predatória. Recentes estudos moleculares revelaram que as populações de V. gigantea são geneticamente estruturadas, apresentam baixo fluxo gênico e alto coeficiente de endocruzamento. Estudos visando um melhor entendimento da evolução do sistema de cruzamento e conservação de espécies de bromélias não foram realizados até o momento. Neste contexto, a presente tese, está organizada em forma de três artigos. No Capítulo II a biologia reprodutiva e o sistema de cruzamento de V. gigantea foram caracterizados, através de experimentos de polinização manual e da análise de marcadores moleculares do tipo microssatélites, com o objetivo de compreender a manutenção da variação natural nos sistemas de cruzamento em espécies de plantas. Os resultados obtidos nos experimentos de polinização manual mostraram que V. gigantea é uma espécie não-autogâmica e dependente de polinizadores para frutificação. Nas populações analisadas, os polinizadores observados foram beija-flores e abelhas. A taxa de fecundação cruzada (tm = 0,388) e endocruzamento biparental (tm-ts = 0,144) estão de acordo com o alto coeficiente de endocruzamento estimado (F = 0,312), o qual provavelmente é conseqüência das altas taxas autofecundação devido ao comportamento dos polinizadores. A estrutura do "pool" genético de pólen foi alta ( st = 0,671), correspondendo a um número efetivo de doadores de pólen de 0,75 indivíduos. A taxa de fecundação cruzada mostrou uma tendência geográfica, decrescendo do Norte para o Sul, contrastando com a estrutura do pólen, que aumenta do Norte para o Sul. Vriesea gigantea possui um sistema misto de cruzamento e é um modelo interessante para compreensão da evolução de sistemas de cruzamento em escala latitudinal. Os padrões analisados foram formados pelo comportamento do polinizador e provavelmente podem sofrer influência da fragmentação do habitat, causando a diminuição do fluxo gênico e aumento do endocruzamento. No estudo descrito no Capítulo III o principal objetivo foi investigar se os padrões de sistema de cruzamento e fertilidade observados em V. gigantea ocorrem devido às condições ambientais ou à adaptação da espécie a autofecundação. As análises genéticas do sistema de cruzamento, utilizando marcadores moleculares do tipo microssatélites, mostraram que as taxas de fecundação cruzada (tm) foram moderadas e a estrutura do "pool" genético de pólen ( FT) foi alta, variando entre populações e anos. A fertilidade de três populações naturais foi avaliada considerando a produção de flores, frutos e sementes, e a viabilidade das sementes. Nas três populações foi observada grande produção de flores, frutos e sementes, e uma alta viabilidade de sementes, com diferenças na taxa de frutificação entre as populações. Esses resultados sugerem que os padrões de sistemas de cruzamento e fertilidade observados nas populações de V. gigantea se devem a adaptação da espécie para a autofecundação e efeitos de borda, embora outras explicações adaptativas não possam ser descartadas. Considerando a variação espacialtemporal em sistemas de cruzamento e fertilidade, programas de conservação de V. gigantea devem incluir populações das bordas da distribuição da espécie. No Capítulo IV, para determinar o papel da dispersão e o recrutamento de sementes no fluxo gênico, colonização, e padrão de distribuição, a demografia e a dispersão de sementes de populações de V. gigantea foram analisados. Os resultados de demografia demonstraram que o recrutamento de plântulas é grande, 72,4% dessas desenvolvem-se em adultos. Entretanto a classe "juvenil" passa por um considerável decréscimo em sua porcentagem. Sementes de V. gigantea são dispersas em pequenas distâncias, logo, a maioria das sementes permanece na vizinhança da planta mãe. Esse padrão coincide com a distribuição agregada das plântulas de diferentes espécies de bromélias, as quais também permanecem em torno da planta mãe. Em suma, os resultados descritos nos capítulos que compreendem esta tese correspondem a mais um degrau de conhecimento para que haja uma compreensão efetiva dos processos biológicos, ecológicos e evolutivos envolvidos principalmente no sistema de cruzamento em plantas, utilizando V. / Reproductive biology, mating systems, gene flow, population arrangement and seed dispersal have a profound effect on the genetic composition and structure of natural populations. Plant mating systems and fertility are directly related to many questions on plant evolution and conservation biology. Vriesea gigantea is a bromeliad species endemic to the Brazilian Atlantic Rainforest. It is self-compatible and showed pollen limitation in populations from Southern Brazil. These populations also showed high fertility level, considering flowers, pollen, fruits and seeds parameters. Its wild populations have been reduced by anthropogenic disturbance such as habitat destruction and predatory collection. Previous molecular studies revealed that V. gigantea populations are genetically structured, with low gene flow and high inbreeding coefficients. Patterns of among-population mating system and fertility in bromeliad species have never been thoroughly evaluated in order to understand the consequences for mating system evolution and species maintenance. In this context, the present thesis was divided in three manuscripts. In the Chapter II, the reproductive biology and mating system of V. gigantea were characterized (Bromeliaceae), using hand-pollination expirments and micosatellites nuclear markers analysis, in order to better understand the maintenance of natural variation in mating systems of plant species. Results from hand pollination experiments revealed that V. gigantea has mixed mating system. Observation of pollinators and nectar features indicated hummingbirds and bees as likely pollinators in the studied populations. Microsatellites marker-based estimates of outcrossing rate (tm = 0.388) and biparental inbreeding (tm-ts = 0.144) agreed with the high inbreeding coefficient observed (F = 0.312), caused most likely by high levels of selfing due to pollinator behavior. Strong pollen gene pool structure was observed across maternal plants ( st = 0.671), corresponding to 0.75 effective pollen donors. Outcrossing rates showed a conspicuous decrease from North to South of the sampled area towards the range edge, in contrast to pollen pool structure which increased at this geographic scale. Vriesea gigantea is characterized by a mixed mating system and represents a promising model for studying the intraspecific evolution of plant mating systems in habitat affected by fragmentation. In the study presented in Chapter III we investigate if mating system and fertility patterns are due to habitat conditions or due to species' mating system adaptation. Microsatellites nuclear markers showed that outcrossing rates (tm) were moderate and pollen gene poll structures ( FT) were high, ranging across years and populations. The plant fertility of three wild populations was assigned considering flower production, fruit and seed set, and seed viability, during three consecutive years. In the three populations we observed high flower, fruit and seed production, and high seed viability, with differences in fruit set between populations. These results strongly suggest that the observed among-population patterns of flower, fruit and seed set, and mating system parameters in V. gigantea are attributable to the species adaptation for selfing and edge effects, though other adaptive explanations cannot be ruled out. Considering the spatial-temporal variation in mating system, fertility, and contemporary gene flow results, we considered that V. gigantea populations from edge of its distribution should be taking into account in conservation programs of the species. In the Chapter IV in order to determine the importance of seed supply for gene flow, colonization, and distribution, the demography and seed dispersal of V. gigantea populations were studied. Demography results demonstrated that seedling recruitment is high, since 72.4% of them developed into adults, although juveniles' class experienced considerable decrease on this percentage. Vriesea gigantea seeds are dispersed over short distance range, since it is likely that most seeds land in the mother plants' vicinity. This pattern coincides with the reportedly aggregated distribution of bromeliad seedlings around the mother plants. Finally, the results obtained in this study, helped us to increase de undertanding of biological, ecological and evolutionary process involved in the mating system of plants, using V. gigantea as a model.