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.

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.

Orientador: Anita Jocelyne Marsaioli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-05T01:12:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reis_MarizaGomes_D.pdf: 16254854 bytes, checksum: 5cb5b0e999b495a778232097e29554ff (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A composição química dos calos florais de 39 espécies, distribuidas em 10 gêneros, da subtribo Oncidiinae foi analisada por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas. Os resultados obtidos revelam que os componentes majoritários dos óleos florais de 13 espécies são diacilgliceróis substituídos assimetricamente, os demais calos apresentam como metabólitos secundários terpenóides, derivados de ácidos graxos, ésteres benzílicos e diacilgliceróis. Três novas estruturas de 1,2-diacilgliceróis, (2S, 3'R, 7'R)-1-acetil-2-(3',7'-diacetoxi-eicosanoil)-glicerol chamado de oncidinol, (3'R,7'R)-1-acetil-2-(3' -acetoxi,7'-hidroxi-octadecanoil)-glicerol e 1-acetil-2-(3'-acetoxi-octadecanoil)-glicerol, foram isoladas e identificadas por métodos espectroscópicos sendo suas configurações absolutas determinadas por aplicação da metodologia de Mosher. A similaridade química entre os calos florais foi avaliada através de métodos estatísticos. O dendrograma obtido desta análise estatística foi comparado a árvore filogenética obtida através de dados morfológicos, anatômicos e de DNA (introns ribossomal), sendo observado que algumas espécies do gênero Oncidium apresentam a composição do calo floral mais similar a outros gêneros (ex. Ornithophora e Baptistonia) do que a outras espécies do seu próprio gênero sendo o mesmo observado na análise filogenética. Os resultados do estudo dos calos florais de espécies da subtribo Oncidiinae levou a investigação do fenômeno de mimetismo floral entre Oncidiinae e a família Malpighiaceae, através do estudo da composição química do óleo floral da espécie Byrsonima intermedia, cujo principal constituinte é um novo derivado de ácido graxo, ácido (3R, 7R)-3,7-diacetoxi-docosanóico, que foi denominado de ácido birsónico. A similaridade entre a porção do ácido graxo do ácido birsónico e o oncidinol foi intrigante e sugere a presença de um mimetismo químico entre estes dois grupos de plantas que oferecem derivados de ácidos graxos como recompensa para abelhas polinizadoras. Outra evidência deste mimetismo foi investigada através da composição química da provisão larval do ninho da abelha Tetrapedia diversipes descrita como polinizadora de ambas famílias. Como resultado, foram detectadas as presenças dos ácidos 3,7-diidroxi-eicosanóico e 3,7-diidroxi-docosanóico denominados respectivamente de ácido tetrapédico A e B ambos estruturalmente relacionados aos compostos presentes em espécies de Oncidiinae e Byrsonima intermedia (Malpighiaceae). Isto demonstra que as abelhas coletam e usam os óleos florais para o provisionamento do ninho. Investigações adicionais revelaram que o óleo floral de uma terceira família de plantas representada por Calceolaria x herbeohybrida (Scrophulariaceae), também apresenta similares derivados de diacilgliceróis, 1-acetil-2-(3' -acetoxi-hexadecanoil)-glicerol. Esta observação indica que famílias filogeneticamente distantes estão ligadas por recompensas florais análogas para atrair abelhas coletoras de óleos florais. Neste trabalho, foi mapeada a rota química das recompensas florais de vários gêneros não relacionados e como sua presença é importante para a sobrevivência de abelhas coletoras de óleos florais. Também foram realizados estudos sintéticos visando a obtenção de diacilgliceróis naturais. / Abstract: The chemistry of the of 39 floral calluses of specimen belonging to the subtribe Oncidiinae is described revealing that diacyl-glycerols asymmetrically substituted are the major floral oil components in 13 species, in other calluses the terpenoids, fatty acid derivatives, flavonoids, benzyl esters and diacylglicerols are the secondary metabolites. Unknown constituents were isolated from cultivated species allowing the total structural determination of three new 1,2-diacylglycerols: (2S, 3'R, 7'R)-1-acetyl-2-(3',7'-diacetoxy-eicosanoyl)-glycerol named oncidinol, (3'R,7'R)-1-acetyl-2-(3'-acetoxy,7'-hydroxy-octadecanoyl)-glycerol and 1-acetyl-2-(3'-acetoxy octadecanoyl)-glycerol. The results were analyzed by statistical methods. The distribution patterns of the calluses chemical constituents in Oncidiinae were compared with the phylogenetic tree derived from the introns of the ribossomal DNA, morphological and anatomical data. This unusual glycerol and fatty acid derivatives prompted us to further investigate the Oncidiinae and Malpighiaceae floral mimicry by studying chemical composition of Byrsonima intermedia floral oil. This research revealed that the main constituent of this oil was a new fatty acid derivative, the (3R,7R)-3,7-diacetoxi-docosanoic acid named byrsonic acid. The similarity between byrsonic acid and oncidinol fatty acid moiety was intriguing suggesting chemical mimicry among species offering fatty acid derivatives as floral rewards to pollinating bees. Other evidence of this mimicry was investigated by analyzing Tetrapedia diversipes (oil collecting bee) nest provision. As result, it was detected the presence of 3,7-dihydroxy-ecosanoic and 3,7-dihydroxy-docosanoic acid named tetrapedic acid A and B, respectively, both structurally related to compounds present in Oncidinae species and Byrsonima intermedia (Malpighiaceae). This shows that oil collecting bees use the floral rewards. Further investigation shown that floral oil a third family of plants, represented by Calceolaria x herbeohybrida (Scrophulariaceae), also revealed the presence of a similar glycerol derivative, 1-acetyl-2-(3-acetoxy-hexadecanoyl)-glycerol which indicates that species from different families are linked by analogous floral reward in order to attract pollinating bees. Finally, we have mapped the chemical route of floral reward of several unrelated genera and how their offer is important to oil collecting bees survival. It was also done studies to synthesize natural diacylglycerols. / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

L'objectif de ce travail est de ntica (évolution et schémas de biodiversité) à travers une étude pluridisciplinaire du genre Baptistonia axée sur trois grands volets : taxinomique, phylogénétique, écologique. Les résultats les plus significatifs du premier concernent (a) de nouveaux transferts et synonymies qui ont abouti à retenir 23 espèces ; (b) la proposition d'outils morphométriques pour séparer des espèces ambiguës ; (c) la description morphologique et iconographique de chaque espèce ; et (d) l'organisation du genre en six sections. L'étude phylogénétique, basée sur la morphologie, les séquences moléculaires de plusieurs régions de plastides, des marqueurs ISSR, la composition des huiles florales, a permis (a) de confirmer la monophylie du genre ; (b) de confirmer que cet ensemble est bien distinct des genres voisins du clade Gomesa ; (c) de proposer un cladogramme des espèces ; et (d) de formuler des hypothèses d'évolution en cohérence avec la théorie des refuges. L'étude de la biologie de la conservation a permis de préciser : (a) l'extension géographique et le profil climatologique de la Mata Atlântica ; (b) quelques facteurs biologiques et écologiques des Baptistonia ; (c) la distribution géographique de chaque espèce ; (d) les schémas de biodiversité du genre, avec une première ébauche de régions prioritaires pour la préservation des habitats. contribuer à l'étude de la Mata Atlâ