Mesmo espécies proximamente relacionadas podem apresentar enormes diferenças em caracteres florais, como cor da flor, emissão de essência floral e produção de néctar. Essas diferenças são frequentemente relacionadas a polinização por grupos específicos, conhecidos como síndrome de polinização. Adaptação para um especifico tipo de polinizador, pode levar a mudanças em síndrome de polinização, através de complexos processos, que envolvem alterações em diferentes características. Portanto uma maneira de entender como esses processos ocorrem se dá através de analises moleculares de caracteres individuais dentro das síndromes de polinização. Por consequência, características florais presentes em duas espécies proximamente relacionadas no gênero Calibrachoa, C. parviflora e C. pygmaea, as quais apresentam diferentes síndromes de polinização foram analisadas no intuito de entender os mecanismos e bases moleculares responsáveis pelas diferenças em síndrome de polinização nessas duas espécies e que podem ser relacionadas a processos de diversificação do gênero dirigida por interações planta- polinizador. C. parviflora apresenta flores na cor rosa, e possui características adaptadas a polinização por abelhas, enquanto que C. pygmaea possui flores brancas, emitem aroma floral e é adaptada para polinização via mariposas. O gênero Calibrachoa é relacionado com o gênero Petunia, e espécies de ambos os gêneros compartilham as mesmas síndromes de polinização, em Petunia muitos dos genes relacionados a cor das flores e emissão de compostos essência já foram identificados e caracterizados. Por exemplo o gene AN2 responsável pela diferença de cor das flores entre as espécies Petunia integrifolia e P. axillaris. Porém, análises desse gene em espécies de Calibrachoa demonstraram que nas espécies de C. parviflora e C. pygmaea esse gene não é o responsável pela diferença na cor das flores como se observa entre as espécies de Petunia. Alem disso, os pigmentos que compõem a cor das flores dessas duas espécies foram identificados como pertencentes as duas classes de pigmentos as antocianinas e os carotenoides, sendo a composição majoritária de antocianinas, da classe das delfinidinas. A composição dos pigmentos das duas classes, mostrou ser bastante espécie-especifica em que C. pygmaea produz maiores quantidades de carotenos do tipo β-caroteno e antocianidinas do tipo petunidina. Enquanto que, C. parviflora sintetiza maiores quantidade de carotenos do tipo luteína e antocianidinas do tipo petunidina e malvidina. As duas espécies são capazes de sintetizar antocianinas, embora apresentem diferenças na quantidade de produto originado, C. parviflora produz maiores quantidades de antocianinas do que C. pygmaea, portanto apresenta flores com maior pigmentação, já C. pygmaea produz baixa quantidade de antocianinas e então apresenta flores com baixa pigmentação. Através de obtenção de dados de transcriptoma para as duas espécies e via análises dos níveis de expressão gênica dos genes da via de biossíntese das antocianinas e flavonoides, observou-se que os genes responsáveis pela formação das antocianinas, e consequentemente pela cor das flores são expressos em maiores níveis em C. parviflora comparados com C. pygmaea. Portanto a diferença na cor das flores entre essas duas espécies pode ser atribuída a diferença de expressão dos genes responsáveis pela síntese de antocianinas. Com destaque a expressão do gene responsável pelo transporte das antocianinas para o vacúolo (AN9) e dos genes responsáveis pela acidificação do lúmen vacuolar (genes do PH) em C. pygmaea. Além disso, fatores regulatórios do tipo trans parecem estar atuando na regulação destes genes em C. pygmaea. Ademais, observações das flores de C. pygmaea mostraram que essa espécie possui um interessante fenômeno de mudança de cor das flores durante o dia, o qual mostrou ser influenciado pela presença de luz, induzindo pigmentação e mudando a cor das flores de brancas para amarelo claras no lado adaxial da corola e púrpura/ amarronzada no lado abaxial da corola, retornando a cor das flores para brancas ao crepúsculo e permanecendo brancas durante toda a noite. Esse fenômeno se relaciona com a síndrome de polinização da espécie. Uma outra característica floral importante na relação planta x polinizador é a emissão de aroma floral. Sabe se que espécies adaptadas para serem polinizadas por mariposas frequentemente liberam essência floral. Então, os compostos orgânicos voláteis de aroma emitidos pelas flores de C. pygmaea foram identificados e caracterizados neste trabalho. As análises revelaram que a maioria dos compostos de essência emitidos por C. pygmaea fazem parte dos benzenoides/ fenilpropanoides e mostram um ritmo controlado de emissão noturna, também associados a síndrome de polinização. Portanto, as características florais que estão conectadas com a síndrome de polinização foram analisadas pela primeira vez em espécies silvestres do gênero Calibrachoa pygmaea e C. parviflora. Os resultados aqui obtidos contribuem para um melhor entendimento de como se dá os processos de transição entre síndromes florais no gênero Calibrachoa, e que podem ser associados aos processos de diversificação no gênero. Através da identificação dos tipos de pigmentos produzidos pelas flores, bem como a identificação dos primeiros genes candidatos envolvidos na diferença de cor das flores entre estas duas espécies, e os tipos de compostos de essência floral emitidos por C. pygmaea. / Closely related plant species can display very different floral traits, as flower colour, scent floral emission and production of nectar as a reward, known as pollination syndromes, which are often correlated with specific groups of pollinators. Adaption to a specific type of pollinator can result in change in the pollination syndrome through a complex process involving alteration in different traits. Therefore, one way to understand how these processes evolve is through molecular analysis and characterization of single traits within pollination syndromes. Thus, the floral traits in two close species of Calibrachoa genus, Calibrachoa parviflora and C. pygmaea, which display different polination syndromes, the former species has pink flowers and are adapted to bee-polinated, while C. pygmaea has white flowers, emit scent and are adapted to moth-pollination were analysed in order to understand the mechanisms and molecular bases responsible for the differences in pollination syndrome that can leads to species diversification driven by plant-pollinator interactions. The Calibrachoa genus is related with Petunia genus, in which species from both genera sharing the same pollination syndromes. In petunia species many of the genes involves with the differences in flower colour and floral scent release were identified. For instance, the AN2 gene, that is responsible for the flower colour differences between Petunia integrifolia and P. axillaris. Therefore, analysis of this gene in Calibrachoa species showed that for C. pygmaea and C. parviflora this gene does not play the same role as in Petunia species. The pigments that composes the flower colour in C. parviflora and C. pygmaea were identified as belonging to the two class of pigments the anthocyanins and carotenoids, yet constituted mainly of anthocyanins from the class of the delphinidins. The composition of the pigments from both class showed to be specie-specific in which C. pygmaea produces more β-carotene from the carotenoids and petunidin as anthocyanidins, whereas C. parviflora synthesize more lutein carotenoid type and petunidin and malvidin as anthocyanidins in the corolla limb. These two species are able to synthesize anthocyanins, despite the differences in the amount of production, C. parviflora makes more anthocyanins thus shows strong flower pigmentation and C. pygmaea produces low amonts of anthocyanins, therefore has flowers with low pigmentation. By construction a transcriptomic data between these two species, and then, the analysis of expression levels of the genes from the flavonoid/anthocyanins biosynthetic pathway it was observed that the genes which are responsible for the flower colour are higher expressed in C. parviflora than in C. pygmaea. Thus, the differences in flower colour between these two species can be attribute to the differences in the expression levels of all the genes involved in anthocyanin synthesis. Highlighting, the very low expression of the gene responsible for transport the anthocyanins to the vacuole (AN9) and the genes involved in the acidification of the vacuole (PH genes) in C. pygmaea. Moreover, a trans regulatory factor is likely to be responsible for the regulation of these genes in C. pygmaea. Furthermore, observations of Calibrachoa pygmaea flowers showed that this species displays an interesting phenomenon of flower colour change during the day. That showed to be under the influence of light, inducing pigmentation and change the flower colour from white to pale yellow in the adaxial side of corolla and purplish/ brownish at the abaxial side, and then turning back the flower colour to white at dusk, and remain the white colour of the flowers overnight. This phenomen showed to be associated with the pollination syndrome in this species. Floral scent emission is another important trait in the relationship plant x pollinator, and is known that species adapted to be pollinated by moths often releases floral aroma. Thus, the floral volatiles compounds were identified and characterized in C. pygmaea. The analysis revealed that the majority of the scent compounds are part of the benzenoid/ phenilpropanoid class and shows a controlled nocturnal rhythm of emission, which is also related with the pollinator syndrome. Thus, the floral traits that are connected with pollination syndrome were analysed for the first time in Calibrachoa pygmaea and C. parviflora species, these findings contribute to a better understand of the process of pollination syndrome transition in Calibrachoa genus. Through the identification of of the class of pigments synthesized by the flowers in both species and the identification of the first candidate genes involved in the flower colour difference between these two species, as well as the identification of the scent compounds emitted by C. pygmaea flowers.

Mesmo espécies proximamente relacionadas podem apresentar enormes diferenças em caracteres florais, como cor da flor, emissão de essência floral e produção de néctar. Essas diferenças são frequentemente relacionadas a polinização por grupos específicos, conhecidos como síndrome de polinização. Adaptação para um especifico tipo de polinizador, pode levar a mudanças em síndrome de polinização, através de complexos processos, que envolvem alterações em diferentes características. Portanto uma maneira de entender como esses processos ocorrem se dá através de analises moleculares de caracteres individuais dentro das síndromes de polinização. Por consequência, características florais presentes em duas espécies proximamente relacionadas no gênero Calibrachoa, C. parviflora e C. pygmaea, as quais apresentam diferentes síndromes de polinização foram analisadas no intuito de entender os mecanismos e bases moleculares responsáveis pelas diferenças em síndrome de polinização nessas duas espécies e que podem ser relacionadas a processos de diversificação do gênero dirigida por interações planta- polinizador. C. parviflora apresenta flores na cor rosa, e possui características adaptadas a polinização por abelhas, enquanto que C. pygmaea possui flores brancas, emitem aroma floral e é adaptada para polinização via mariposas. O gênero Calibrachoa é relacionado com o gênero Petunia, e espécies de ambos os gêneros compartilham as mesmas síndromes de polinização, em Petunia muitos dos genes relacionados a cor das flores e emissão de compostos essência já foram identificados e caracterizados. Por exemplo o gene AN2 responsável pela diferença de cor das flores entre as espécies Petunia integrifolia e P. axillaris. Porém, análises desse gene em espécies de Calibrachoa demonstraram que nas espécies de C. parviflora e C. pygmaea esse gene não é o responsável pela diferença na cor das flores como se observa entre as espécies de Petunia. Alem disso, os pigmentos que compõem a cor das flores dessas duas espécies foram identificados como pertencentes as duas classes de pigmentos as antocianinas e os carotenoides, sendo a composição majoritária de antocianinas, da classe das delfinidinas. A composição dos pigmentos das duas classes, mostrou ser bastante espécie-especifica em que C. pygmaea produz maiores quantidades de carotenos do tipo β-caroteno e antocianidinas do tipo petunidina. Enquanto que, C. parviflora sintetiza maiores quantidade de carotenos do tipo luteína e antocianidinas do tipo petunidina e malvidina. As duas espécies são capazes de sintetizar antocianinas, embora apresentem diferenças na quantidade de produto originado, C. parviflora produz maiores quantidades de antocianinas do que C. pygmaea, portanto apresenta flores com maior pigmentação, já C. pygmaea produz baixa quantidade de antocianinas e então apresenta flores com baixa pigmentação. Através de obtenção de dados de transcriptoma para as duas espécies e via análises dos níveis de expressão gênica dos genes da via de biossíntese das antocianinas e flavonoides, observou-se que os genes responsáveis pela formação das antocianinas, e consequentemente pela cor das flores são expressos em maiores níveis em C. parviflora comparados com C. pygmaea. Portanto a diferença na cor das flores entre essas duas espécies pode ser atribuída a diferença de expressão dos genes responsáveis pela síntese de antocianinas. Com destaque a expressão do gene responsável pelo transporte das antocianinas para o vacúolo (AN9) e dos genes responsáveis pela acidificação do lúmen vacuolar (genes do PH) em C. pygmaea. Além disso, fatores regulatórios do tipo trans parecem estar atuando na regulação destes genes em C. pygmaea. Ademais, observações das flores de C. pygmaea mostraram que essa espécie possui um interessante fenômeno de mudança de cor das flores durante o dia, o qual mostrou ser influenciado pela presença de luz, induzindo pigmentação e mudando a cor das flores de brancas para amarelo claras no lado adaxial da corola e púrpura/ amarronzada no lado abaxial da corola, retornando a cor das flores para brancas ao crepúsculo e permanecendo brancas durante toda a noite. Esse fenômeno se relaciona com a síndrome de polinização da espécie. Uma outra característica floral importante na relação planta x polinizador é a emissão de aroma floral. Sabe se que espécies adaptadas para serem polinizadas por mariposas frequentemente liberam essência floral. Então, os compostos orgânicos voláteis de aroma emitidos pelas flores de C. pygmaea foram identificados e caracterizados neste trabalho. As análises revelaram que a maioria dos compostos de essência emitidos por C. pygmaea fazem parte dos benzenoides/ fenilpropanoides e mostram um ritmo controlado de emissão noturna, também associados a síndrome de polinização. Portanto, as características florais que estão conectadas com a síndrome de polinização foram analisadas pela primeira vez em espécies silvestres do gênero Calibrachoa pygmaea e C. parviflora. Os resultados aqui obtidos contribuem para um melhor entendimento de como se dá os processos de transição entre síndromes florais no gênero Calibrachoa, e que podem ser associados aos processos de diversificação no gênero. Através da identificação dos tipos de pigmentos produzidos pelas flores, bem como a identificação dos primeiros genes candidatos envolvidos na diferença de cor das flores entre estas duas espécies, e os tipos de compostos de essência floral emitidos por C. pygmaea. / Closely related plant species can display very different floral traits, as flower colour, scent floral emission and production of nectar as a reward, known as pollination syndromes, which are often correlated with specific groups of pollinators. Adaption to a specific type of pollinator can result in change in the pollination syndrome through a complex process involving alteration in different traits. Therefore, one way to understand how these processes evolve is through molecular analysis and characterization of single traits within pollination syndromes. Thus, the floral traits in two close species of Calibrachoa genus, Calibrachoa parviflora and C. pygmaea, which display different polination syndromes, the former species has pink flowers and are adapted to bee-polinated, while C. pygmaea has white flowers, emit scent and are adapted to moth-pollination were analysed in order to understand the mechanisms and molecular bases responsible for the differences in pollination syndrome that can leads to species diversification driven by plant-pollinator interactions. The Calibrachoa genus is related with Petunia genus, in which species from both genera sharing the same pollination syndromes. In petunia species many of the genes involves with the differences in flower colour and floral scent release were identified. For instance, the AN2 gene, that is responsible for the flower colour differences between Petunia integrifolia and P. axillaris. Therefore, analysis of this gene in Calibrachoa species showed that for C. pygmaea and C. parviflora this gene does not play the same role as in Petunia species. The pigments that composes the flower colour in C. parviflora and C. pygmaea were identified as belonging to the two class of pigments the anthocyanins and carotenoids, yet constituted mainly of anthocyanins from the class of the delphinidins. The composition of the pigments from both class showed to be specie-specific in which C. pygmaea produces more β-carotene from the carotenoids and petunidin as anthocyanidins, whereas C. parviflora synthesize more lutein carotenoid type and petunidin and malvidin as anthocyanidins in the corolla limb. These two species are able to synthesize anthocyanins, despite the differences in the amount of production, C. parviflora makes more anthocyanins thus shows strong flower pigmentation and C. pygmaea produces low amonts of anthocyanins, therefore has flowers with low pigmentation. By construction a transcriptomic data between these two species, and then, the analysis of expression levels of the genes from the flavonoid/anthocyanins biosynthetic pathway it was observed that the genes which are responsible for the flower colour are higher expressed in C. parviflora than in C. pygmaea. Thus, the differences in flower colour between these two species can be attribute to the differences in the expression levels of all the genes involved in anthocyanin synthesis. Highlighting, the very low expression of the gene responsible for transport the anthocyanins to the vacuole (AN9) and the genes involved in the acidification of the vacuole (PH genes) in C. pygmaea. Moreover, a trans regulatory factor is likely to be responsible for the regulation of these genes in C. pygmaea. Furthermore, observations of Calibrachoa pygmaea flowers showed that this species displays an interesting phenomenon of flower colour change during the day. That showed to be under the influence of light, inducing pigmentation and change the flower colour from white to pale yellow in the adaxial side of corolla and purplish/ brownish at the abaxial side, and then turning back the flower colour to white at dusk, and remain the white colour of the flowers overnight. This phenomen showed to be associated with the pollination syndrome in this species. Floral scent emission is another important trait in the relationship plant x pollinator, and is known that species adapted to be pollinated by moths often releases floral aroma. Thus, the floral volatiles compounds were identified and characterized in C. pygmaea. The analysis revealed that the majority of the scent compounds are part of the benzenoid/ phenilpropanoid class and shows a controlled nocturnal rhythm of emission, which is also related with the pollinator syndrome. Thus, the floral traits that are connected with pollination syndrome were analysed for the first time in Calibrachoa pygmaea and C. parviflora species, these findings contribute to a better understand of the process of pollination syndrome transition in Calibrachoa genus. Through the identification of of the class of pigments synthesized by the flowers in both species and the identification of the first candidate genes involved in the flower colour difference between these two species, as well as the identification of the scent compounds emitted by C. pygmaea flowers.

Mesmo espécies proximamente relacionadas podem apresentar enormes diferenças em caracteres florais, como cor da flor, emissão de essência floral e produção de néctar. Essas diferenças são frequentemente relacionadas a polinização por grupos específicos, conhecidos como síndrome de polinização. Adaptação para um especifico tipo de polinizador, pode levar a mudanças em síndrome de polinização, através de complexos processos, que envolvem alterações em diferentes características. Portanto uma maneira de entender como esses processos ocorrem se dá através de analises moleculares de caracteres individuais dentro das síndromes de polinização. Por consequência, características florais presentes em duas espécies proximamente relacionadas no gênero Calibrachoa, C. parviflora e C. pygmaea, as quais apresentam diferentes síndromes de polinização foram analisadas no intuito de entender os mecanismos e bases moleculares responsáveis pelas diferenças em síndrome de polinização nessas duas espécies e que podem ser relacionadas a processos de diversificação do gênero dirigida por interações planta- polinizador. C. parviflora apresenta flores na cor rosa, e possui características adaptadas a polinização por abelhas, enquanto que C. pygmaea possui flores brancas, emitem aroma floral e é adaptada para polinização via mariposas. O gênero Calibrachoa é relacionado com o gênero Petunia, e espécies de ambos os gêneros compartilham as mesmas síndromes de polinização, em Petunia muitos dos genes relacionados a cor das flores e emissão de compostos essência já foram identificados e caracterizados. Por exemplo o gene AN2 responsável pela diferença de cor das flores entre as espécies Petunia integrifolia e P. axillaris. Porém, análises desse gene em espécies de Calibrachoa demonstraram que nas espécies de C. parviflora e C. pygmaea esse gene não é o responsável pela diferença na cor das flores como se observa entre as espécies de Petunia. Alem disso, os pigmentos que compõem a cor das flores dessas duas espécies foram identificados como pertencentes as duas classes de pigmentos as antocianinas e os carotenoides, sendo a composição majoritária de antocianinas, da classe das delfinidinas. A composição dos pigmentos das duas classes, mostrou ser bastante espécie-especifica em que C. pygmaea produz maiores quantidades de carotenos do tipo β-caroteno e antocianidinas do tipo petunidina. Enquanto que, C. parviflora sintetiza maiores quantidade de carotenos do tipo luteína e antocianidinas do tipo petunidina e malvidina. As duas espécies são capazes de sintetizar antocianinas, embora apresentem diferenças na quantidade de produto originado, C. parviflora produz maiores quantidades de antocianinas do que C. pygmaea, portanto apresenta flores com maior pigmentação, já C. pygmaea produz baixa quantidade de antocianinas e então apresenta flores com baixa pigmentação. Através de obtenção de dados de transcriptoma para as duas espécies e via análises dos níveis de expressão gênica dos genes da via de biossíntese das antocianinas e flavonoides, observou-se que os genes responsáveis pela formação das antocianinas, e consequentemente pela cor das flores são expressos em maiores níveis em C. parviflora comparados com C. pygmaea. Portanto a diferença na cor das flores entre essas duas espécies pode ser atribuída a diferença de expressão dos genes responsáveis pela síntese de antocianinas. Com destaque a expressão do gene responsável pelo transporte das antocianinas para o vacúolo (AN9) e dos genes responsáveis pela acidificação do lúmen vacuolar (genes do PH) em C. pygmaea. Além disso, fatores regulatórios do tipo trans parecem estar atuando na regulação destes genes em C. pygmaea. Ademais, observações das flores de C. pygmaea mostraram que essa espécie possui um interessante fenômeno de mudança de cor das flores durante o dia, o qual mostrou ser influenciado pela presença de luz, induzindo pigmentação e mudando a cor das flores de brancas para amarelo claras no lado adaxial da corola e púrpura/ amarronzada no lado abaxial da corola, retornando a cor das flores para brancas ao crepúsculo e permanecendo brancas durante toda a noite. Esse fenômeno se relaciona com a síndrome de polinização da espécie. Uma outra característica floral importante na relação planta x polinizador é a emissão de aroma floral. Sabe se que espécies adaptadas para serem polinizadas por mariposas frequentemente liberam essência floral. Então, os compostos orgânicos voláteis de aroma emitidos pelas flores de C. pygmaea foram identificados e caracterizados neste trabalho. As análises revelaram que a maioria dos compostos de essência emitidos por C. pygmaea fazem parte dos benzenoides/ fenilpropanoides e mostram um ritmo controlado de emissão noturna, também associados a síndrome de polinização. Portanto, as características florais que estão conectadas com a síndrome de polinização foram analisadas pela primeira vez em espécies silvestres do gênero Calibrachoa pygmaea e C. parviflora. Os resultados aqui obtidos contribuem para um melhor entendimento de como se dá os processos de transição entre síndromes florais no gênero Calibrachoa, e que podem ser associados aos processos de diversificação no gênero. Através da identificação dos tipos de pigmentos produzidos pelas flores, bem como a identificação dos primeiros genes candidatos envolvidos na diferença de cor das flores entre estas duas espécies, e os tipos de compostos de essência floral emitidos por C. pygmaea. / Closely related plant species can display very different floral traits, as flower colour, scent floral emission and production of nectar as a reward, known as pollination syndromes, which are often correlated with specific groups of pollinators. Adaption to a specific type of pollinator can result in change in the pollination syndrome through a complex process involving alteration in different traits. Therefore, one way to understand how these processes evolve is through molecular analysis and characterization of single traits within pollination syndromes. Thus, the floral traits in two close species of Calibrachoa genus, Calibrachoa parviflora and C. pygmaea, which display different polination syndromes, the former species has pink flowers and are adapted to bee-polinated, while C. pygmaea has white flowers, emit scent and are adapted to moth-pollination were analysed in order to understand the mechanisms and molecular bases responsible for the differences in pollination syndrome that can leads to species diversification driven by plant-pollinator interactions. The Calibrachoa genus is related with Petunia genus, in which species from both genera sharing the same pollination syndromes. In petunia species many of the genes involves with the differences in flower colour and floral scent release were identified. For instance, the AN2 gene, that is responsible for the flower colour differences between Petunia integrifolia and P. axillaris. Therefore, analysis of this gene in Calibrachoa species showed that for C. pygmaea and C. parviflora this gene does not play the same role as in Petunia species. The pigments that composes the flower colour in C. parviflora and C. pygmaea were identified as belonging to the two class of pigments the anthocyanins and carotenoids, yet constituted mainly of anthocyanins from the class of the delphinidins. The composition of the pigments from both class showed to be specie-specific in which C. pygmaea produces more β-carotene from the carotenoids and petunidin as anthocyanidins, whereas C. parviflora synthesize more lutein carotenoid type and petunidin and malvidin as anthocyanidins in the corolla limb. These two species are able to synthesize anthocyanins, despite the differences in the amount of production, C. parviflora makes more anthocyanins thus shows strong flower pigmentation and C. pygmaea produces low amonts of anthocyanins, therefore has flowers with low pigmentation. By construction a transcriptomic data between these two species, and then, the analysis of expression levels of the genes from the flavonoid/anthocyanins biosynthetic pathway it was observed that the genes which are responsible for the flower colour are higher expressed in C. parviflora than in C. pygmaea. Thus, the differences in flower colour between these two species can be attribute to the differences in the expression levels of all the genes involved in anthocyanin synthesis. Highlighting, the very low expression of the gene responsible for transport the anthocyanins to the vacuole (AN9) and the genes involved in the acidification of the vacuole (PH genes) in C. pygmaea. Moreover, a trans regulatory factor is likely to be responsible for the regulation of these genes in C. pygmaea. Furthermore, observations of Calibrachoa pygmaea flowers showed that this species displays an interesting phenomenon of flower colour change during the day. That showed to be under the influence of light, inducing pigmentation and change the flower colour from white to pale yellow in the adaxial side of corolla and purplish/ brownish at the abaxial side, and then turning back the flower colour to white at dusk, and remain the white colour of the flowers overnight. This phenomen showed to be associated with the pollination syndrome in this species. Floral scent emission is another important trait in the relationship plant x pollinator, and is known that species adapted to be pollinated by moths often releases floral aroma. Thus, the floral volatiles compounds were identified and characterized in C. pygmaea. The analysis revealed that the majority of the scent compounds are part of the benzenoid/ phenilpropanoid class and shows a controlled nocturnal rhythm of emission, which is also related with the pollinator syndrome. Thus, the floral traits that are connected with pollination syndrome were analysed for the first time in Calibrachoa pygmaea and C. parviflora species, these findings contribute to a better understand of the process of pollination syndrome transition in Calibrachoa genus. Through the identification of of the class of pigments synthesized by the flowers in both species and the identification of the first candidate genes involved in the flower colour difference between these two species, as well as the identification of the scent compounds emitted by C. pygmaea flowers.

Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin-Madison, 1999. / Typescript. Includes bibliographical references.

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La stratégie de reproduction est l’un des principaux facteurs responsables du maintien de l’eusocialité et du succès écologique des fourmis. Chez les fourmis monogynes, la fondation solitaire induit de forts degrés d’apparentement entre les membres de la colonie, ce qui garantit la fitness indirecte des ouvrières. Par ailleurs, la territorialité assure le maintien de l’intégrité de la colonie. Par contre, chez les fourmis polygynes, l’ouverture sociale est plus importante, les reines ont perdu la capacité à fonder de manière indépendante et la présence de plusieurs lignées maternelle peut faire chuter les degrés d’apparentement, ce qui à terme, pourrait pousser les membres de la colonie au népotisme. Crematogaster pygmaea est une fourmi hautement polygyne dont la biologie la rapproche paradoxalement des fourmis monogynes. Dès lors, elle représente un modèle intéressant pour tester ces différentes prédictions, qui dans un cadre plus large, contribuent à une meilleure compréhension de l’évolution et de la maintenance de la coopération des reines chez les fourmis.<p>A l’aide de confrontations en milieu naturel, nous avons montré que C. pygmaea est clairement une espèce multicoloniale. Les confrontations traditionnelles en boîte de Pétri se sont avérées insuffisantes pour déterminer le degré d’ouverture des colonies de C. pygmaea. Le profil d’hydrocarbures cuticulaires des ouvrières est simple mais présente quelques alcanes branchés et quelques alcènes qui pourraient suffire au codage de l’odeur coloniale. Les colonies de C. pygmaea sont formées de plusieurs calies qui s’échangent des ouvrières. Ces échanges contribueraient à l’homogénéité et à l’intégrité génétique et chimique des colonies au sein des populations. <p>Contrairement à ce qui est observé chez d’autres fourmis, la forte polygynie de C. pygmaea n’est pas associée à l’incapacité d’une fondation solitaire. En effet, le dimorphisme reines-ouvrières est très marqué, l’haplométrose et la pléométrose sont possibles en laboratoire et des essaimages et tentatives de fondations solitaires ont été observés dans la nature. La dissémination des colonies par essaimage pourrait avoir lieu sur de courtes distances, comme le suggère la corrélation positive entre les distances génétique et géographique qui séparent les colonies. <p>Les reines sont capables de suivre des pistes, ce qui pourrait favoriser leur pénétration dans une colonie existante. Néanmoins, les ouvrières sont capables de reconnaître une reine étrangère et les degrés d’apparentements au sein des colonies sont élevés. Les analyses génétiques ont montré que les colonies forment des unités familiales dont les reines sont recrutées au sein d’une même génération. Ces reines sont à l’origine des ouvrières présentes dans la colonie. Chez les colonies pérennes, la présence d’un bottleneck royal pendant la saison sèche, associée à des accouplements intranidaux, devraient atténuer l’érosion des degrés d’apparentement liée au chevauchement entre les générations. Par ailleurs, nos résultats montrent aussi que les ouvrières peuvent produire des mâles fertiles. Le maintien de forts degrés d’apparentement et la présence de worker policing devraient garantir la fitness indirecte des ouvrières. <p>Enfin, nous montrons dans cette étude que les profils cuticulaires des individus pondeurs et non pondeurs diffèrent par la présence de quatre alcènes. L’accouplement ne modifie par le profil cuticulaire. Le profil des reines matures, très attractives vis-à-vis des ouvrières, est paradoxalement plus proche des individus non pondeurs. Néanmoins, le pentacosene présent uniquement chez les individus fertiles, pourrait être interprété comme un signal de fertilité par les ouvrières.<p>Dans cette étude, nous montrons que C. pygmaea bien que hautement polygyne possède plusieurs caractéristiques typiques des espèces monogynes. Sa stratégie de reproduction différenciée (la philopatrie des sexués et les essaimages) permet vraisemblablement à la fois la production massive d’ouvrières lors de la dilatation des colonies à la saison des pluies et la colonisation de territoires plus éloignés. La flexibilité de la gynie et de la polydomie de C. pygmaea contribueraient à une meilleure adaptation des colonies face aux saisons marquées du Nordeste brésilien/<p><p>Reproductive strategy is one of the main factors explaining eusociality and the ecological success of ants. In monogynous ants, independent foundation lead to high levels of relatedness between workers, ensuring their indiret fitness. Territoriality helps to maintain the social cohesion of the colony. In polygynous ants, nestmate recognition is generally less efficient, queens have lost the capability of solitary foundation and several maternal lineages lead to lower degrees of relatedness. Although highly polygynous, Crematogaster Pygmaea seems to share several biological traits with monogynous ants. These characteristics make this species a particularly interesting model to test several of the assumptions proposed to explain the origin and maintenance of polygyny in ants.<p><p>In the field, our results reveal that workers of this species are clearly aggressive towards non-nestmates. Populations of C. pygmaea are therefore multicolonial. Traditional Petri dish confrontations were insufficient to determine colonies’ degree of openness. Despite a simple cuticular hydrocarbon profile, alkenes and branched alkanes could be sufficient to support the colonial odor. Colonies of C. pygmaea consist of thousands of workers exchanged between different calies. Genetic and chemical data show that these exchanges contribute to the homogeneity and integrity of the colonies within populations.<p><p>Queen-worker dimorphism is pronounced in C. pygmaea and, in the laboratory, young mated queens are able to initiate a new colony by claustral foundation (in haplometrosis and pleometrosis). In the field, nuptial flights were noted at the beginning of the rain season and several young mated queens were observed digging the wet soil actively, confirming that solitary foundation is likely in this species. Swarming may occur over short distances, as suggested by the positive correlation between genetic and geographic distances among colonies.<p>Queens are able to follow chemical trails. Therefore, they could enter in established colonies. Nevertheless, since (i) workers are able to discriminate and kill foreign queens and (ii) relatedness is strong within colonies, adoption of foreign queens is probably rare. Genetic analysis rather suggest that colonies form family units in which the queens are recruited within a single generation and produce the workers of this generation. <p>Our results also show that workers are able to produce fertile males in the absence of queens. Despite this ability to reproduce, reproductive altruism in workers is probably maintain by high degree of relatedness between colony members and worker policing behaviours.<p><p>Our data show that cuticular lipid of non-fertile individuals (workers and winged virgin queens) differ from those of fertile ones by the presence of four alkenes. Mating does not alter the cuticular profile. Surprisingly, the cuticular lipid profile of mature queens is more similar to those of infertile individuals than to those of young egg-laying queens, although mature laying queens are twice as attractive as young laying queens. However, the relative proportion of one alkene (pentacosene) is clearly higher in mature queens than in their non-laying nestmates. It is therefore suggested that alkenes, and more particularly pentacosene, could be involved in fertility signalling but that queen attractiveness to workers could be released by other, non-cuticular compounds. <p><p>The biological traits of C. pygmaea have been interpreted in terms of adaptation to its environment characterized by sharply contrasting seasons. It is suggested that high number of related queens and polydomy ensure a rapid expansion of the colonies during the rainy season, allowing this species to exploit available resources with efficiency.<p> / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished