Catasetum é um gênero Neotropical com cerca de 130 espécies praticamente indistinguíveis quanto à morfologia vegetativa. Suas flores são primariamente unissexuais. As flores masculinas exibem uma excepcional variação morfológica e apresentam estaminódios modificados característicos deste gênero, que é tradicionalmente citado pela polinização exclusiva por abelhas euglossine. Este estudo avaliou a evolução dos principais atributos florais em Catasetum. Para isso, uma hipótese filogenética foi reconstruída utilizando matrizes individuais e combinadas de DNA nuclear e plastidial. Foram sequenciadas três regiões (ITS, rpS16 e trnL-F) para 80 espécies de Catasetum e 25 grupos externos. O gênero é monofilético e irmão de Clowesia em todas as análises. Alguns relacionamentos tiveram alto suporte. Nenhuma das classificações infragenéricas tradicionais pode ser reconhecida na filogenia. A partir deste resultado foi possível observar que a história evolutiva compreendeu várias reversões e convergências de caráter entre as espécies. O estado plesiomórfico e algumas tendências evolutivas são apresentados. As análises morfo-anatômicas e histoquímicas florais utilizaram flores frescas ou fixadas, cujo labelo foi seccionado e corado com Lugol 1% e Vermelho de Sudão III ou IV, sendo examinados através de microscopia de luz. Estas análises revelaram a tendência de aumento na complexidade do labelo apenas em flores masculinas. Também foi possível observar a relação direta entre a morfologia do labelo e a distribuição do tecido secretor. A análise de fragrâncias florais utilizou a técnica de coleta dinâmica combinada com análise via GC-MS. Essa análise confirmou o polimorfismo químico entre as espécies, embora a variabilidade interespecífica tenha sido baixa. Vários dos compostos identificados foram encontrados anteriormente na tíbia traseira de machos de euglossine ou têm sua atratividade conhecida através de estudos com iscas odoríferas. Nossos resultados revelaram ausência de padrão ou tendência evolutiva na composição das fragrâncias das espécies. A pressão seletiva causada pelos polinizadores, ao escolherem as espécies a serem visitadas, tem direcionado a evolução da biologia floral deste gênero. A morfologia, a distribuição do tecido secretor dos osmóforos e a fragrância emitida são complementares, atuando em conjunto para gerar respostas etológicas específicas dos polinizadores. A alta especificidade gerada por este mecanismo reduz o compartilhamento de polinizadores, levando ao transporte mais eficiente do pólen e diminuindo o fluxo gênico interespecífico. / Catasetum is a Netropical genus with ca. 130 species that are practically indistinguishable based on the vegetative morphology. The flowers are primarily unisexual. Male flowers have an exceptional morphological variation and possess modified staminodes as distinctive feature of this genus, which is traditionally cited as entirely pollinated by euglossine bees. The present study evaluated the evolution of the major floral features in Catasetum. To do that, one phylogenetical hypothesis was made using individual and combined matrices of nuclear and plastid DNA. Three regions where sequenced (ITS, rpS16 and trnL-F) for 80 species of Catasetum and 25 taxa of outgroups. The genus is monophyletic and sister to Clowesia in all analyses. Some relationships had high support, however the phylogenetical infrageneric signal was low. None of the traditional infrageneric classifications could be recognized in the phylogeny. From this result, it was possible to observe that the evolutionary history consists on several characters reversions and convergences between species. The plesiomorphic status and some evolutionary trends were recognized. The morpho-anatomy and histochemical analysis of flowers were made with fresh or fixed flowers, whose labellum was sectioned and stained with Lugol 1% and Sudan III or IV, and analyzed with light microscopy. Those analyses reveal a trend to increase labellum complexity in male flowers. It was also possible to observe a direct relation between labellum morphology and distribution of the secretory tissue. The floral scent analysis was made with the dynamic collection technic combined with GC-MS analysis. This analysis confirmed the chemical polymorphism between species, but the interspecific variability was low. Several compounds identified were previously founded in the hind tibiae of male euglossine or have its attractiveness know. Our results revealed an absence of evolution pattern or trend in the scent composition of the species. The selective pressure caused by pollinators, when choosing species to be visited, had guided the evolution of the floral biology of this genus. The morphology, the osmophore secretory tissue distribution and the floral scent are complimentary, acting together to generate specific ethological answers of the pollinators. The high specificity created by this mechanism decrease the sharing of pollinators, leading to a more efficient pollen transport and decreasing the interspecific gene flow.

O gênero Ionopsis Kunth (Orchidaceae) apresenta seis espécies epífitas distribuídas ao longo do continente americano, incluindo o Caribe, e também nas ilhas de Galápagos. Neste trabalho foram estudadas a anatomia e histoquímica das estruturas secretoras, e caracterizadas as fragrâncias florais das espécies brasileiras de Ionopsis: I. satyrioides e I. utricularioides. A identificação dos componentes químicos das fragrâncias florais de ambas as espécies foi realizada a partir de análises por GC-MS. Além disso, observações de campo foram realizadas para investigar a polinização de I. utricularioides e identificar seus polinizadores. Foram realizados os tratamentos de autopolinização manual, autopolinização espontânea, polinização cruzada e emasculação para caracterizar o sistema reprodutivo da espécie. Plantas foram marcadas como controle no campo para determinar a taxa de frutificação natural. Para I. utricularioides os dados de frutificação obtidos foram comparados com o que é descrito na literatura para populações de Porto Rico. Também foram determinadas a porcentagem de sementes viáveis nos frutos formados pelos tratamentos e em condições naturais. Além disso, I. utricularioides foi investigada com vermelho neutro para determinar se há produção de néctar no cálcar presente nas flores da espécie. Foram encontrados osmóforos em ambas as espécies de Ionopsis estudadas. Ionopsis satyrioides possui osmóforos nas protuberâncias na base do labelo, que pode ser caracterizado por uma epiderme de células arredondadas que produz uma fragrância composta principalmente por farnesol. Por outro lado, I. utricularioides possui um osmóforo papiloso na região das protuberâncias, além das células epidérmicas arredondadas presentes nas protuberâncias, produzindo uma fragrância com ocimeno ou pentadecan-2-ona como o principal constituinte, de acordo com a população analisada. As espécies puderam ser distinguidas de acordo com as suas fragrâncias. Ionopsis utricularioides é polinizada exclusivamente por abelhas, que são atraídas por engano. O polinário fica aderido à porção dorsal da probóscide. Os tratamentos manuais de polinização revelaram que as populações brasileiras de I. utricularioides são auto-incompatíveis e produzem menos frutos que as caribenhas em condições naturais. Os frutos apresentaram uma taxa de 99% de sementes viáveis. De acordo com a Lei de Baker, organismos autocompatíveis são favorecidos pela seleção natural em ambientes isolados como ilhas. Considerando um evento de dispersão associado a um efeito bottleneck, um pequeno número de indivíduos autocompatíveis de I. utricularioides pode ter sido selecionado ao colonizar a ilha de Porto Rico. / Ionopsis Kunth (Orchidaceae) presents six epiphytic species distributed throughout the Americas and also at the Galapagos Islands and the Caribbean Islands. This study investigated the anatomy and histochemistry of the secretory structures, and characterized the floral fragrances of I. satyrioides and I. utricularioides. Also, it was studied in details the floral and reproductive biology of I. utricularioides at the São Paulo state interior, Brazil. Chemical compounds of the flower fragrances were identified with GC-MS analysis. Field observations were made to investigate the pollination of I. utricularioides and identify its pollinators. It were performed the treatments of manual self-pollination, spontaneous self-pollination, cross-pollinations and emasculation to establish the reproductive system of the species. Plants were kept as controls in their natural habitats in order to define the fruit set. Fructification data were compared with the existing literature data for the Puerto Rico populations. It was also determined the percentage of viable seeds in all of the fruits formed by the treatments and also for those formed in natural conditions. Additionally, for I. utricularioides, it was performed a neutral red test to investigate if there is nectar production at the spur present at the species flowers. It was found osmophores in both of the Ionopsis species studied. Ionopsis satyrioides possesses osmophores at the protuberances at the base of the lip, which can be characterized by an epidermis with rounded cells, which produces a fragrance mainly composed by farnesol. On the other hand, I. utricularioides possesses a papillose osmophore at the protuberances region in addition to the odor producing rounded cells of the protuberances epidermis, producing a fragrance with ocimene or pentadecan-2-one as the major compound. The species can be distinguished according to their fragrances. In the Southeastern Brazil, I. utriculariodies flowers from July to October. The species is pollinated exclusively by bees that are attracted by food deceit. The pollinarium gets attached to the dorsal portion of the bees proboscis, while they insert their head in the flowers searching for nectar. The manual pollination treatments revealed that the Brazilian populations of I. utricularioides are self-incompatible and produces less fruits in natural conditions than the self-compatible Caribbean populations. The fruits present 99% of viable seeds. According to Bakers Law, self-compatible organisms are favored by natural selection in isolated environments, such as islands. Taking in consideration a dispersion event associated with bottleneck effect, a small number of self-compatible individuals of I. utricularioides could have been selected while colonizing the Puerto Rico Island.

Catasetum é um gênero Neotropical com cerca de 130 espécies praticamente indistinguíveis quanto à morfologia vegetativa. Suas flores são primariamente unissexuais. As flores masculinas exibem uma excepcional variação morfológica e apresentam estaminódios modificados característicos deste gênero, que é tradicionalmente citado pela polinização exclusiva por abelhas euglossine. Este estudo avaliou a evolução dos principais atributos florais em Catasetum. Para isso, uma hipótese filogenética foi reconstruída utilizando matrizes individuais e combinadas de DNA nuclear e plastidial. Foram sequenciadas três regiões (ITS, rpS16 e trnL-F) para 80 espécies de Catasetum e 25 grupos externos. O gênero é monofilético e irmão de Clowesia em todas as análises. Alguns relacionamentos tiveram alto suporte. Nenhuma das classificações infragenéricas tradicionais pode ser reconhecida na filogenia. A partir deste resultado foi possível observar que a história evolutiva compreendeu várias reversões e convergências de caráter entre as espécies. O estado plesiomórfico e algumas tendências evolutivas são apresentados. As análises morfo-anatômicas e histoquímicas florais utilizaram flores frescas ou fixadas, cujo labelo foi seccionado e corado com Lugol 1% e Vermelho de Sudão III ou IV, sendo examinados através de microscopia de luz. Estas análises revelaram a tendência de aumento na complexidade do labelo apenas em flores masculinas. Também foi possível observar a relação direta entre a morfologia do labelo e a distribuição do tecido secretor. A análise de fragrâncias florais utilizou a técnica de coleta dinâmica combinada com análise via GC-MS. Essa análise confirmou o polimorfismo químico entre as espécies, embora a variabilidade interespecífica tenha sido baixa. Vários dos compostos identificados foram encontrados anteriormente na tíbia traseira de machos de euglossine ou têm sua atratividade conhecida através de estudos com iscas odoríferas. Nossos resultados revelaram ausência de padrão ou tendência evolutiva na composição das fragrâncias das espécies. A pressão seletiva causada pelos polinizadores, ao escolherem as espécies a serem visitadas, tem direcionado a evolução da biologia floral deste gênero. A morfologia, a distribuição do tecido secretor dos osmóforos e a fragrância emitida são complementares, atuando em conjunto para gerar respostas etológicas específicas dos polinizadores. A alta especificidade gerada por este mecanismo reduz o compartilhamento de polinizadores, levando ao transporte mais eficiente do pólen e diminuindo o fluxo gênico interespecífico. / Catasetum is a Netropical genus with ca. 130 species that are practically indistinguishable based on the vegetative morphology. The flowers are primarily unisexual. Male flowers have an exceptional morphological variation and possess modified staminodes as distinctive feature of this genus, which is traditionally cited as entirely pollinated by euglossine bees. The present study evaluated the evolution of the major floral features in Catasetum. To do that, one phylogenetical hypothesis was made using individual and combined matrices of nuclear and plastid DNA. Three regions where sequenced (ITS, rpS16 and trnL-F) for 80 species of Catasetum and 25 taxa of outgroups. The genus is monophyletic and sister to Clowesia in all analyses. Some relationships had high support, however the phylogenetical infrageneric signal was low. None of the traditional infrageneric classifications could be recognized in the phylogeny. From this result, it was possible to observe that the evolutionary history consists on several characters reversions and convergences between species. The plesiomorphic status and some evolutionary trends were recognized. The morpho-anatomy and histochemical analysis of flowers were made with fresh or fixed flowers, whose labellum was sectioned and stained with Lugol 1% and Sudan III or IV, and analyzed with light microscopy. Those analyses reveal a trend to increase labellum complexity in male flowers. It was also possible to observe a direct relation between labellum morphology and distribution of the secretory tissue. The floral scent analysis was made with the dynamic collection technic combined with GC-MS analysis. This analysis confirmed the chemical polymorphism between species, but the interspecific variability was low. Several compounds identified were previously founded in the hind tibiae of male euglossine or have its attractiveness know. Our results revealed an absence of evolution pattern or trend in the scent composition of the species. The selective pressure caused by pollinators, when choosing species to be visited, had guided the evolution of the floral biology of this genus. The morphology, the osmophore secretory tissue distribution and the floral scent are complimentary, acting together to generate specific ethological answers of the pollinators. The high specificity created by this mechanism decrease the sharing of pollinators, leading to a more efficient pollen transport and decreasing the interspecific gene flow.

O gênero Ionopsis Kunth (Orchidaceae) apresenta seis espécies epífitas distribuídas ao longo do continente americano, incluindo o Caribe, e também nas ilhas de Galápagos. Neste trabalho foram estudadas a anatomia e histoquímica das estruturas secretoras, e caracterizadas as fragrâncias florais das espécies brasileiras de Ionopsis: I. satyrioides e I. utricularioides. A identificação dos componentes químicos das fragrâncias florais de ambas as espécies foi realizada a partir de análises por GC-MS. Além disso, observações de campo foram realizadas para investigar a polinização de I. utricularioides e identificar seus polinizadores. Foram realizados os tratamentos de autopolinização manual, autopolinização espontânea, polinização cruzada e emasculação para caracterizar o sistema reprodutivo da espécie. Plantas foram marcadas como controle no campo para determinar a taxa de frutificação natural. Para I. utricularioides os dados de frutificação obtidos foram comparados com o que é descrito na literatura para populações de Porto Rico. Também foram determinadas a porcentagem de sementes viáveis nos frutos formados pelos tratamentos e em condições naturais. Além disso, I. utricularioides foi investigada com vermelho neutro para determinar se há produção de néctar no cálcar presente nas flores da espécie. Foram encontrados osmóforos em ambas as espécies de Ionopsis estudadas. Ionopsis satyrioides possui osmóforos nas protuberâncias na base do labelo, que pode ser caracterizado por uma epiderme de células arredondadas que produz uma fragrância composta principalmente por farnesol. Por outro lado, I. utricularioides possui um osmóforo papiloso na região das protuberâncias, além das células epidérmicas arredondadas presentes nas protuberâncias, produzindo uma fragrância com ocimeno ou pentadecan-2-ona como o principal constituinte, de acordo com a população analisada. As espécies puderam ser distinguidas de acordo com as suas fragrâncias. Ionopsis utricularioides é polinizada exclusivamente por abelhas, que são atraídas por engano. O polinário fica aderido à porção dorsal da probóscide. Os tratamentos manuais de polinização revelaram que as populações brasileiras de I. utricularioides são auto-incompatíveis e produzem menos frutos que as caribenhas em condições naturais. Os frutos apresentaram uma taxa de 99% de sementes viáveis. De acordo com a Lei de Baker, organismos autocompatíveis são favorecidos pela seleção natural em ambientes isolados como ilhas. Considerando um evento de dispersão associado a um efeito bottleneck, um pequeno número de indivíduos autocompatíveis de I. utricularioides pode ter sido selecionado ao colonizar a ilha de Porto Rico. / Ionopsis Kunth (Orchidaceae) presents six epiphytic species distributed throughout the Americas and also at the Galapagos Islands and the Caribbean Islands. This study investigated the anatomy and histochemistry of the secretory structures, and characterized the floral fragrances of I. satyrioides and I. utricularioides. Also, it was studied in details the floral and reproductive biology of I. utricularioides at the São Paulo state interior, Brazil. Chemical compounds of the flower fragrances were identified with GC-MS analysis. Field observations were made to investigate the pollination of I. utricularioides and identify its pollinators. It were performed the treatments of manual self-pollination, spontaneous self-pollination, cross-pollinations and emasculation to establish the reproductive system of the species. Plants were kept as controls in their natural habitats in order to define the fruit set. Fructification data were compared with the existing literature data for the Puerto Rico populations. It was also determined the percentage of viable seeds in all of the fruits formed by the treatments and also for those formed in natural conditions. Additionally, for I. utricularioides, it was performed a neutral red test to investigate if there is nectar production at the spur present at the species flowers. It was found osmophores in both of the Ionopsis species studied. Ionopsis satyrioides possesses osmophores at the protuberances at the base of the lip, which can be characterized by an epidermis with rounded cells, which produces a fragrance mainly composed by farnesol. On the other hand, I. utricularioides possesses a papillose osmophore at the protuberances region in addition to the odor producing rounded cells of the protuberances epidermis, producing a fragrance with ocimene or pentadecan-2-one as the major compound. The species can be distinguished according to their fragrances. In the Southeastern Brazil, I. utriculariodies flowers from July to October. The species is pollinated exclusively by bees that are attracted by food deceit. The pollinarium gets attached to the dorsal portion of the bees proboscis, while they insert their head in the flowers searching for nectar. The manual pollination treatments revealed that the Brazilian populations of I. utricularioides are self-incompatible and produces less fruits in natural conditions than the self-compatible Caribbean populations. The fruits present 99% of viable seeds. According to Bakers Law, self-compatible organisms are favored by natural selection in isolated environments, such as islands. Taking in consideration a dispersion event associated with bottleneck effect, a small number of self-compatible individuals of I. utricularioides could have been selected while colonizing the Puerto Rico Island.