Invasive species are often successful and problematic because of their ability to persist in disturbed and undisturbed environments despite weed management practices. Understanding reproduction and dispersal strategies in these species can aid in developing management approaches to help control their spread. Centaurea melitensis, a nonnative invasive with European origins, is found in disturbed areas of southern California. It produces three different types of flower heads that develop at different times and at different locations on the plant during the growing season. The chasmogamous (CH) flower heads are located at the top of the plant, the initial cleistogamous (iCL) heads are located at the base of the plant and at some branch and axillary points, and the final cleistogamous (fCL) heads are located along the stem and at some branch points. This pattern differs from that in Centaurea solstitialis, its most closely related congener, which develops one type of flower head with two morphologically distinct achenes within each flower head: peripheral and center achenes. The overall objective of this study was to examine potential differences between peripheral and center achenes of Centaurea melitensis, including morphological differences in dispersal features, potential differences in response to temperature, tendency to disperse, dormancy and viability. The approach involved selecting whole plants from the field and separating peripheral and center achenes from each of the three head types. Morphological differences were assessed by measuring mass, fruit length, fruit width, pappus length, pappus width, and elaiosome features. Temperature response patterns were evaluated by exposing peripheral and center achenes to temperatures ranging from 5 C to 30 C and measuring germination. Tendency of different achene types to remain in the flower heads was assessed by comparing ratios of peripheral to center achenes in heads immediately after maturation (March to June) to the ratios remaining in heads in early fall (September). Viability and dormancy testing was performed using a cut test and tetrazolium chloride tests in conjunction with germination tests. Results of these studies indicate that peripheral achenes of Centaurea melitensis were lighter and narrower, with shorter pappi and smaller elaiosomes than center achenes. Peripheral achenes responded similarly to their center counterparts in germination response to temperature, but the pattern differed among head types. Broad temperature optima were observed within the fCL and CH heads and a narrow optimum was observed in iCL. There was no evidence that the peripheral achenes remained in the heads longer than the center achenes. Ratios of peripheral to center achenes were 3.8:1 in CH heads, 2.23:1 in iCL heads, and 1.94:1 in fCL heads. Peripheral achenes were more likely to be dormant while maintaining viability than center achenes were. The results of this study, therefore, indicate that peripheral and center achenes of Centaurea melitensis differ morphologically. Dispersal features, such as pappi and elaiosomes, were more highly developed in center achenes than in peripheral achenes, but these differences were not reflected in differences in behavior to the extent we could measure it (i.e., the tendency to remain in heads or the germination responses to temperature). Differences between peripheral and center achenes of Centaurea melitensis trended in the same direction as differences seen in its closely related congener, Centaurea solstitialis, which has center achenes that disperse more readily than peripheral achenes. However, the differences observed in Centaurea melitensis were not as pronounced as those seen in Centaurea solstitialis.

Orientador: Marlies Sazima / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T19:00:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fracasso_CarlaMagioni_D.pdf: 3322816 bytes, checksum: 1ea062a574a452d00e5822ab7f58976b (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Esse trabalho traz informações sobre a fenodinâmica reprodutiva, as relações entre polinizadores e flores e o sistema reprodutivo em espécies de Melastomataceae ocorrentes no Parque Nacional da Serra da Canastra, em Minas Gerais. A sazonalidade expõe as plantas a mudanças periódicas na qualidade e abundância de recursos. Havia espécies em flor ao longo do ano com extensa sobreposição de floradas, porém o pico de intensidade dessa fenofase concentrou-se em curtos períodos. Não houve correlações significativas entre os fatores climáticos e essa fenofase, indicando que a floração dessas espécies provavelmente seja restringida por características filogenéticas do grupo. estames dos dois verticilos não têm distinção funcional e a disposição do androceu confere à flor simetria radial ou zigomorfa. De maneira geral, os polinizadores possuem tamanho corporal suficiente para agarrar o conjunto de elementos reprodutivos e, ao mesmo tempo, contatar o estigma antes da coleta de pólen. Todas as espécies são homogâmicas, contudo o pólen é liberado gradualmente durante a antese e o estigma, receptivo por longo período, pode receber pólen exógeno em mais de uma visita, aumentando potencialmente a quantidade de grãos aderidos às papilas estigmáticas, e conseqüentemente de óvulos fertilizados. Mudanças de cor foram resultantes da senescência floral e não induzidas pela polinização. Não houve frutificação por autopolinização espontânea, nem por agamospermia. As espécies são auto-compatíveis em variados graus, exceto Microlicia viminalis, cujos dados são insuficientes para determinar seu sistema reprodutivo. Tanto em flores manipuladas quanto sob condições naturais ocorreu alta taxa de sementes viáveis. As abelhas visitantes apresentaram comportamento de forrageio e adequação morfológica às flores de Melastomataceae, com exceção de Trigona sp. que não vibra e corta as anteras pilhando o pólen. As abelhas maiores são polinizadoras de flores de todos os tamanhos, ao contrário das abelhas menores que atuam polinizando flores pequenas, mas pilham flores maiores. Em uma segunda visita à mesma flor, todas as abelhas foram responsáveis pelo aumento na formação de frutos e principalmente, no número de sementes. A eficiência específica como polinizador de cada abelha, bem como sua freqüência são fatores indispensáveis para que seja possível determinar a contribuição real de cada visitante, bem como para caracterizar sua atuação como polinizador ou pilhador. Em Macairea radula ocorrem três formas florais, duas delas com reciprocidade nas alturas de um dos verticilos de estames e estilete. A terceira forma floral apresenta características intermediárias aos outros dois morfos. A hercogamia é considerada o principal modo de promover a polinização cruzada e, até o presente estudo, não havia relatos de heteromorfismo floral em Melastomataceae. Os morfos ocorrem em proporções semelhantes e a freqüência de visitas das abelhas entre eles é similar. A deposição diferenciada de pólen no corpo dos polinizadores aumentaria a chance de transferência eficiente inter-morfos, resultando em polinização cruzada / Abstract: This study examines the reproductive phenology, pollination ecology, and mating systems of 10 species of Melastomataceae that occur in the Serra da Canastra National Park, Minas Gerais. Seasonality exposes plants to periodic changes in quality and abundance of resources. Flowers of many species can be found throughout the year, but there are well-defined peaks of abundance. There are species with extensive flowering periods throughout the year, but the peaks are short. There are no significant correlations between climatic factors and phenology, which suggests that flowering, may be constrained by phylogeny. Stamens in the two whorls lack a functional distinction, and their arrangement confers radial or zygomorphic symmetry to the flowers. Generally, pollinators are large enough to grasp the stamens and stigma simultaneously before vibrating to collect pollen. Anther dehiscence and stigma receptivity are synchronous, but pollen is released gradually and stigmas remain receptive for an extended period, thereby increasing pollination and fruit-set. Flower color changes with age (senescence) and is not hastened by pollination. There was no production of fruit either by self-pollination or agamospermy. Except for Microlicia viminalis (for which data are insufficient to determine its mating system), all species are self-compatible. High values of viable seeds were obtained from both hand-pollinated flowers and those pollinated under natural conditions. The visiting bees showed morphological and behavioral adaptations to pollinate the flowers of Melastomataceae, except Trigona sp., which did not vibrate, but rather pierced anthers to steal pollen. In general, larger bees are pollinators of large and small flowers, whereas smaller bees pollinate small flowers but rob large flowers of pollen. For all bee species, second visits to the same flower increased fruit-set and seed number. To determine the actual effectiveness of each visitor, it is necessary to measure its efficiency and frequency, as well as its behavior as a pollinator or pollen robber. Three flower morphs occur in Macairea radula, two of which show reciprocal heights of one of the stamen whorls and style. The third morph displays intermediate characteristics. This is the first report of floral heteromorphism in Melastomataceae. The morphs occur in similar frequencies and bees visit them at similar rates. Differential pollen deposition on the bodies of pollinators promotes pollen transfer between morphs, resulting in cross-pollination / Doutorado / Doutor em Biologia Vegetal

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-02-26Bitstream added on 2014-06-13T20:49:50Z : No. of bitstreams: 1 souzafilho_prm_me_rcla.pdf: 756070 bytes, checksum: 652b52c110793d21851356ab23905d6a (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Synedrella nodiflora (L.) Gaertn. é uma espécie herbácea daninha da que apresenta a produção de cipselas dimórficas. Os dois morfotipos são: o periférico que possui alas membranáceas e o central que possuem formato lanceolado com pappus cerdoso. Esse trabalho objetiva caracterizar as cipselas dimórficas de S. nodiflora por medição morfométricas, por taxa de embebição e por padrões germinativos; e avaliar o desenvolvimento das plantas originadas das cipselas. As respostas da germinação foram avaliadas por gradientes de temperaturas constantes (10 a 45ºC, com intervalos de 5ºC) e alternadas (20/30°C, 25/35°C e 30/40°C), disponibilidade de água (0,0 a -1,2 MPa, com intervalos de -0,2MPa), qualidade de luz (fotoequilíbrios diferentes) e longevidade no banco de sementes com duração de sete meses. O crescimento das plantas foi analisado para ambos morfotipos sob luz solar direta e sombra em casa de vegetação por 150 dias. O morfotipo central é mais leve, comprido e com pappus mais alongado, promovendo uma vantagem na dispersão ectozoocórica sobre o periférico. Em termos de germinabilidade houve diferença significativa entre eles quando colocados em tratamentos sob escuro contínuo. As cipselas germinam melhor em ambientes que as condições de temperaturas estão entre 25 e 30°C, sob luz solar direta e com grande disponibilidade de água. De modo geral, as cipselas centrais apresentam uma maior taxa de germinação que não é causada por diferenças na embebição. As plantas submetidas à luz solar direta apresentaram rápido desenvolvimento quando comparadas com as plantas que cresceram na sombra, contudo as últimas promoveram uma maior produção de cipselas centrais em comparação as periféricas. S. nodiflora é adaptada a condições de sombra o que determina uma grande distribuição em tais ambientes. / Synedrella nodiflora (L.) Gaertn. is a herbaceous weed species that shows dimorphic cypselas features. The two morphotypes are: the peripheral which has a membranal wing and the central which has lanceolate shape with awned pappus. This works objective is to characterize the S. nodiflora dimorphic cypselas by morphometric measurements, by imbibition rates and by germinative patterns; and evaluate the plant development from cypselas. The germination responses was evaluated by constant (10 to 45°C, with 5°C intervals) and alternated (20/30°C, 25/35°C and 30/40°C) temperature gradients, water availability (0.0 to -1.2 MPa, with -0.2 intervals), light quality (different phytochrome photoequilibrium) and longevity in the seven month seed bank. Plant growth was analyzed for both morphotypes under direct sun light and shade light in a greenhouse for 150 days. The central morphotype was lighter, longer and its pappi were elongated, promoting advantages in ectozoochoric dispersion over peripheral. In terms of germinability there was significant difference between them under continuous dark treatments. The cypselas germinate better in environments which temperature conditions are between 25 and 30°C, under direct sun light and have high water availability. Generally, the central cypselas showed higher germination rates which were not caused by imbibition differences. The plants under direct sun light showed fast development when compared with shade grown plants, although these last ones promoted higher central cypselas production compared to peripheral ones. S. nodiflora is adapted to shade conditions which determine a great distribution in these environments.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:42:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 3965956 bytes, checksum: 7ee9799f71d65ccd8dd579d596629d39 (MD5) Previous issue date: 2012-07-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Karyological analysis of Geophagus brasiliensis (Quoy and Gaimard, 1824) was performed on 81 specimens from six localities, three geologically recent lakes and three stream collection sites. Techniques included conventional staining with Giemsa, NOR banding, C-banding and in situ hybridization (FISH) with 5S rDNA and 18s rDNA probes. The diploid number was 2n = 48 chromosomes, and fundamental number varied between 50-52. We observed four different karyotypes, based on heteromorphisms presented by the first chromosome pair and were not related to sex, NOR location or collection site. This heteromorphism is related to differences in the ratio arms, which led to variations in the karyotypic formulae (3sm +18 st +26 t; 2sm +20 st +26 t; 4sm +18 st +26 t). This heteromorphism may be related to chromosome rearrangements, such as pericentromeric inversions, deletions, and unequal crossing-over, which together with other processes, such as Muller s ratchet, background selection and dosage compensation caused size alterations in some chromosomes. The number of NORs varied within and between specimens, however most individuals had NOR bands in more than one chromosome pair, a distinctive feature of the Doce River populations. The 18S rDNA probe confirmed the presence of NORs in more than two chromosomes. The location of the 5S rDNA probe remained conserved in all samples, marking a pair of chromosomes. The heterochromatin blocks occurred predominantly in the centromeric / pericentromeric chromosomes, and this a characteristic of the Cichlidae family. Heterochromatin blocks in interstitial regions were observed in two pairs of chromosomes. The presence of two subtelocentric chromosomes, with fully heterochromatic small arms is a diagnostic feature of the populations of the Doce River Basin. We conclude that the populations of G. brasiliensis of the Rio Doce Basin present unique characteristics, as evidenced by four configurations of the first pair of chromosomes and different results obtained by banding techniques. Results suggest differential viability of the chromosomal variations described in this study. / A análise cariotípica de Geophagus brasiliensis (Quoy & Gaimard, 1824) foi realizada em 81 espécimes de seis localidades da bacia do rio Doce. Foram usadas as técnicas de coloração convencional com Giemsa, bandeamento NORs, bandeamento C e hibridização in situ (FISH) com sondas rDNA 18s e rDNA 5S. O número diplóide foi de 2n=48 cromossomos, com variação do número fundamental entre 50-52. Foram observados quatro diferentes cariótipos, com base em heteromorfismos apresentados pelo primeiro par cromossômico e não foram associados ao sexo, à NOR nem ao local de coleta. Esse heteromorfismo está relacionado com diferenças de razão de braços, o que acarretou variações nas fórmulas cariotípicas encontradas (3sm+18st+26t; 2sm+20st+26t; 4sm+18st+26t). Este heteromorfismo pode estar relacionado com rearranjos cromossômicos, como inversões pericentroméricas, deleções, e crossing-over desiguais, as quais, associadas a outros processos, como catraca de Muller, seleção de fundo e compensação de dosagem, determinaram a alteração do tamanho de alguns cromossomos. O número de NORs observadas teve variações intra e inter-individuais, contudo a maioria dos indivíduos apresentou marcações em mais de um par cromossômico, uma característica única das populações de G. brasiliensis da bacia do rio Doce. A sonda de rDNA 18S confirmou a presença de NORs em mais de dois cromossomos. A localização da sonda de rDNA 5S manteve-se conservada em todas as amostras, marcando par de cromossomos telocêntricos. Os blocos de heterocromatina ocorreram predominantemente nas regiões centroméricas/pericentromérica, sendo essa uma característica da família Cichlidae. Blocos de heterocromatina em regiões intersticiais foram observados em dois pares de cromossomos. A presença de dois subtelocêntricos apresentando seus braços menores totalmente heterocromáticos é uma característica diagnóstica das populações da bacia do rio Doce. Conclui-se que as populações de G. brasiliensis da bacia do rio Doce apresentam A análise cariotípica de Geophagus brasiliensis (Quoy & Gaimard, 1824) foi realizada em 81 espécimes de seis localidades da bacia do rio Doce. Foram usadas as técnicas de coloração convencional com Giemsa, bandeamento NORs, bandeamento C e hibridização in situ (FISH) com sondas rDNA 18s e rDNA 5S. O número diplóide foi de 2n=48 cromossomos, com variação do número fundamental entre 50-52. Foram observados quatro diferentes cariótipos, com base em heteromorfismos apresentados pelo primeiro par cromossômico e não foram associados ao sexo, à NOR nem ao local de coleta. Esse heteromorfismo está relacionado com diferenças de razão de braços, o que acarretou variações nas fórmulas cariotípicas encontradas (3sm+18st+26t; 2sm+20st+26t; 4sm+18st+26t). Este heteromorfismo pode estar relacionado com rearranjos cromossômicos, como inversões pericentroméricas, deleções, e crossing-over desiguais, as quais, associadas a outros processos, como catraca de Muller, seleção de fundo e compensação de dosagem, determinaram a alteração do tamanho de alguns cromossomos. O número de NORs observadas teve variações intra e inter-individuais, contudo a maioria dos indivíduos apresentou marcações em mais de um par cromossômico, uma característica única das populações de G. brasiliensis da bacia do rio Doce. A sonda de rDNA 18S confirmou a presença de NORs em mais de dois cromossomos. A localização da sonda de rDNA 5S manteve-se conservada em todas as amostras, marcando par de cromossomos telocêntricos. Os blocos de heterocromatina ocorreram predominantemente nas regiões centroméricas / pericentromérica, sendo essa uma característica da família Cichlidae. Blocos de heterocromatina em regiões intersticiais foram observados em dois pares de cromossomos. A presença de dois subtelocêntricos apresentando seus braços menores totalmente heterocromáticos é uma característica diagnóstica das populações da bacia do rio Doce. Conclui-se que as populações de G. brasiliensis da bacia do rio Doce apresentam características únicas, associadas à existência de quatro configurações do primeiro par cromossômico e aos diferentes resultados obtidas nas técnicas de bandeamento realizadas. Os resultados também sugerem uma viabilidade diferenciada das variáveis cromossômicas descritas nesse trabalho.

Orientador: Massanori Takaki / Banca: Victor José Mendes Cardoso / Banca: Eliana Akie Simabukuro / Resumo: Synedrella nodiflora (L.) Gaertn. é uma espécie herbácea daninha da que apresenta a produção de cipselas dimórficas. Os dois morfotipos são: o periférico que possui alas membranáceas e o central que possuem formato lanceolado com pappus cerdoso. Esse trabalho objetiva caracterizar as cipselas dimórficas de S. nodiflora por medição morfométricas, por taxa de embebição e por padrões germinativos; e avaliar o desenvolvimento das plantas originadas das cipselas. As respostas da germinação foram avaliadas por gradientes de temperaturas constantes (10 a 45ºC, com intervalos de 5ºC) e alternadas (20/30°C, 25/35°C e 30/40°C), disponibilidade de água (0,0 a -1,2 MPa, com intervalos de -0,2MPa), qualidade de luz (fotoequilíbrios diferentes) e longevidade no banco de sementes com duração de sete meses. O crescimento das plantas foi analisado para ambos morfotipos sob luz solar direta e sombra em casa de vegetação por 150 dias. O morfotipo central é mais leve, comprido e com pappus mais alongado, promovendo uma vantagem na dispersão ectozoocórica sobre o periférico. Em termos de germinabilidade houve diferença significativa entre eles quando colocados em tratamentos sob escuro contínuo. As cipselas germinam melhor em ambientes que as condições de temperaturas estão entre 25 e 30°C, sob luz solar direta e com grande disponibilidade de água. De modo geral, as cipselas centrais apresentam uma maior taxa de germinação que não é causada por diferenças na embebição. As plantas submetidas à luz solar direta apresentaram rápido desenvolvimento quando comparadas com as plantas que cresceram na sombra, contudo as últimas promoveram uma maior produção de cipselas centrais em comparação as periféricas. S. nodiflora é adaptada a condições de sombra o que determina uma grande distribuição em tais ambientes. / Abstract: Synedrella nodiflora (L.) Gaertn. is a herbaceous weed species that shows dimorphic cypselas features. The two morphotypes are: the peripheral which has a membranal wing and the central which has lanceolate shape with awned pappus. This works objective is to characterize the S. nodiflora dimorphic cypselas by morphometric measurements, by imbibition rates and by germinative patterns; and evaluate the plant development from cypselas. The germination responses was evaluated by constant (10 to 45°C, with 5°C intervals) and alternated (20/30°C, 25/35°C and 30/40°C) temperature gradients, water availability (0.0 to -1.2 MPa, with -0.2 intervals), light quality (different phytochrome photoequilibrium) and longevity in the seven month seed bank. Plant growth was analyzed for both morphotypes under direct sun light and shade light in a greenhouse for 150 days. The central morphotype was lighter, longer and its pappi were elongated, promoting advantages in ectozoochoric dispersion over peripheral. In terms of germinability there was significant difference between them under continuous dark treatments. The cypselas germinate better in environments which temperature conditions are between 25 and 30°C, under direct sun light and have high water availability. Generally, the central cypselas showed higher germination rates which were not caused by imbibition differences. The plants under direct sun light showed fast development when compared with shade grown plants, although these last ones promoted higher central cypselas production compared to peripheral ones. S. nodiflora is adapted to shade conditions which determine a great distribution in these environments. / Mestre