Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Botânica, Programa de Pós-Graduação em Botânica, 2016. / Submitted by Priscilla Sousa (priscillasousa@bce.unb.br) on 2017-10-05T13:03:05Z
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Previous issue date: 2017-10-05 / Investigar a germinação das sementes de espécies arbóreas é importante para compreender o processo de ocupação e manutenção das populações e comunidades nos mais diversos ambientes. A transição semente – plântula representa o primeiro e mais determinante gargalo no ciclo de vida, estabelecendo o primeiro recorte no nicho ecológico e na amplitude da ocupação geográfica. É no nicho de regeneração, especialmente na germinação, onde se manifestam as primeiras tolerâncias ou sensibilidades aos principais filtros ambientais. A relação entre a germinação e nicho ecológico tem sido investigada por estudos que associam comportamentos de germinação às características ambientais. Neste trabalho o mesmo é feito em dois contextos. No primeiro foi investigada a relação entre a germinação e a ocorrência de árvores em uma área úmida (Pantanal), cuja origem é presumida para a savana vizinha não alagável (Cerrado), esperando encontrar tolerância à inundação pelas sementes das espécies testadas. Pergunta-se se as sementes de espécies arbóreas do Pantanal, com co-ocorrência em savana não alagável, estão adaptadas à inundação; e se a tolerância ao alagamento pelas sementes pode explicar a distribuição local das espécies arbóreas, ao longo do gradiente de inundação. Foram coletadas sementes de Copaifera langsdorffii, Curatella americana, Dipteryx alata, Guazuma ulmifolia, Hymenaeastigonocarpa, Magonia pubescens, Plathymeniareticulata, Qualea grandiflora e Tabebuia aurea, distribuídas em setores com diferentes intensidades de inundação, e seus padrões de germinação foram investigados sob e após inundação simulada. Os resultados mostram que a maioria apresentou sementes tolerantes à inundação, o que ajuda a explicar a presença de espécies arbóreassavânicas em uma área úmida. No entanto, foi detectada semelhança nas funções de sobrevivência baseadas na germinação entre espécies com ampla distribuição no Pantanal (ocupando áreas com inundação de pequena a grande intensidade) e aquelas com distribuição restrita (presentes apenas nas áreas menos sujeitas à inundação). Tal semelhança não permite explicar a distribuição destas espécies ao longo do gradiente. Sendo assim, a germinação, um dos componentes do nicho de regeneração, foi encontrada como determinante do nicho ecológico em escala regional, de savana para área úmida, mas não em escala local, dentro do gradiente de inundação. No segundo contexto comparamos a germinação entre assembleias de espécies arbóreas coocorrentes no Cerrado e no Pantanal diante de cenários que envolvem seus principais filtros ambientais. As espécies escolhidas estão entre aquelas tratadas no primeiro contexto: Copaifera langsdorffii, Dipteryx alata, Hymenaeastigonocarpa, Magonia pubescens, Qualea grandiflora e Tabebuia aurea. Com base na caracterização climática e ecológica dos dois ambientes, foram determinados como principais filtros a dessecação, o fogo (avaliado por choques térmicos) e a inundação. Avaliou-se também incremento de temperatura em consideração às mudanças climáticas em curso, com previsões de aumento nas temperaturas média e máxima para os dois ambientes, o que pode vir a ser um novo filtro ambiental. Incremento de temperatura e dessecação foram considerados cenários semelhantes entre os dois ambientes; fogo como principal filtro para o Cerrado e inundação como o principal para o Pantanal. Assim, esperava-se: performances de germinação semelhantes sob dessecação e incrementos de temperatura; e diferenciais para fogo e inundação, com melhor desempenho por sementes do Cerrado no primeiro e do Pantanal no segundo. Simulações para esses cenários foram feitas em laboratório para verificar a germinação de pares conespecíficos sob tais condições. O estimador não paramétrico de Kaplan-Meier e a modelagem por regressão de Cox foram as análises de sobrevivência empregadas na comparação. As sementes do Pantanal são aparentemente mais tolerantes aos filtros ambientais, apresentando germinação em situações mais extremas quando comparadas às do Cerrado. A assembleia do Cerrado teve maior germinabilidade, refletindo ambiente mais favorável que o Pantanal. Isto também é confirmado pelo maior tempo de germinação para as sementes do Pantanal sob inundação. Tempos delongados de germinação são compreendidos como indicativos de adaptação a ambientes menos favoráveis. Os comportamentos de germinação observados mostram um ajuste das sementes ao ambiente de maior severidade no conjunto de seus filtros ambientais (Pantanal), o que pode ser compreendido como uma contribuição de um aspecto do nicho de regeneração para o nicho ecológico. / The study of germination characteristics of seeds contributes for understanding the occupancy and maintenance of tree populations in different ecosystems. The seed - seedling transition represents the first and most determinant bottleneck in the plant life span, establishing both the ecological niche and the geographical occupation amplitude. Tolerance and sensitivity to environmental filters arise first in the regeneration niche, mostly in the germination process. Relationship between germination and ecological niche has been assessed by matching germination characteristics and environmental features. We do the same in two contexts. In the first one the relationship between germination and tree occurrence in the Pantanal wetland was investigated. We hypothesize that Pantanal seeds are tolerant to inundation, despite their origin is presumed from the neighbor Cerrado. We also ask whether the level of tolerance of the seeds to inundation explains the trees distribution along an inundation gradient in the Pantanal. Seeds from species occurring in areas subjected to different inundation intensities were collected:Copaiferalangsdorffii, Curatellaamericana, Dipteryxalata, Guazumaulmifolia, Hymenaeastigonocarpa, Magoniapubescens, Plathymeniareticulata, Qualeagrandiflora, and Tabebuiaaurea. The germination characteristics of these seeds, subjected to different levels of inundation simulated in laboratory, were evaluated. Our results show that seeds of most species tolerated inundation, which helps to explain the presence and large distribution of these savanna species in a wetland. Nevertheless, survival functions based on germination parameters show similarity between species with wide and restricted distribution. Wide distribution comprises species which occur in areas subjected to low as well to high inundation intensity. Restrict distribution comprises species which occur only in areas subjected to low level of inundation. Given the similarity found, the distribution of tree species along the inundation gradient cannot be explained only by their germination characteristics. We conclude that seed tolerance to inundation as one of the regeneration niche compounds was determinant of tree occurrence and distribution at regional scale, from savanna to wetland, but not for local scale, along an inundation gradient. In the second context we compared germination characteristics of tree species assemblies occurring in both Cerrado and Pantanal subjected to major environmental filters scenarios. The selected species were Copaiferalangsdorffii, Dipteryxalata, Hymenaeastigonocarpa, Magoniapubescens, Qualeagrandiflora, and Tabebuiaaurea. Desiccation, fire (represented by heat shocks), and inundation were considered major environmental filters based on climatic and ecological characterization of these environments. The effects of increasing temperatures on the seeds were also evaluated considering the expected scenario of higher temperatures predicted for both biomes due to the climatic changes. Higher temperatures and desiccation were considered as similar scenarios for both the Pantanal and the Cerrado biomes; fire was considered the main filter for Cerrado species; and inundation as the main filter for Pantanal species. Thus, we expected similar germination performances among seeds from Pantanal and Cerrado under desiccation and increasing temperatures; and different performances under fire and inundation with better performances for Cerrado at the first one and for Pantanal at the second one. The germination treatments were simulated in laboratory, and the germination characteristics of seeds from both Pantanal and Cerrado were tested and compared. The Kaplan-Meier non parametric estimator and the Cox regression modeling were adopted for comparisons. Seeds from the Pantanal were apparently more tolerant to the environmental filters tested, showing higher tolerance to the more extreme simulated conditions in comparison to seeds from the Cerrado. The higher germination percentages of the Cerrado seeds reflect more suitable environment in comparison to the Pantanal. This is also shown by a larger germination time in the Pantanal seeds under inundation. Delayed germination has been related to a germination characteristicstypical of species occurring in apparently less suitable environments, as the Pantanal seems to be. The germination characteristics here reported show an adjustment of the seeds to their environment of origin, with more severe conditions being experimented in the Pantanal, which can be understood as a regeneration niche contribution to the ecological niche. Keywords: environmental filters, seed tolerance, regeneration niche, survival analysis, germination time.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.unb.br:10482/24728 |
| Date | 05 December 2016 |
| Creators | Oliveira, Patricia Carla de |
| Contributors | Borghetti, Fabian |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UnB, instname:Universidade de Brasília, instacron:UNB |
| Rights | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.bce.unb.br, www.ibict.br, http://hercules.vtls.com/cgi-bin/ndltd/chameleon?lng=pt&skin=ndltd sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra disponibilizada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data., info:eu-repo/semantics/openAccess |
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