Sucesso reprodutivo, diversidade genéticae fluxo de pólen de Dyckia distachya Hassler (Bromeliaceae), uma espécie altamente ameaçada de extinção

Abstract

Dyckia distachya Hassler é uma espécie rara, endêmica e exclusiva de ambientes reofíticos. Originalmente, essa bromélia ocorria em ilhas e margens rochosas da bacia do rio Uruguai, possuindo distribuição disjunta ao longo de 617 km, nos rios Pelotas e Uruguai, na divisa dos estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina. Entretanto, devido ao aproveitamento do potencial hidrelétrico dessa bacia hidrográfica, sete das oito populações de D. distachya foram extintas, sendo conhecida atualmente apenas uma população na natureza. Visando a preservação dessa espécie, indivíduos foram coletados durante a construção das hidrelétricas e mantidos em coleções ex situ. Posteriormente, parte desses indivíduos resgatados foi introduzida em locais semelhantes aos de sua ocorrência natural. Neste contexto, este estudo foi realizado com o objetivo de avaliar o sucesso reprodutivo e aspectos genéticos da única população natural e de populações introduzidas, para obter informações que auxiliem na elaboração de estratégias de conservação para essa espécie. No Capítulo II é apresentado o estudo do sucesso reprodutivo da única população natural conhecida e de quatro populações introduzidas de D. distachya. Também foram avaliados a produção média de flores, frutos e sementes; o número médio de indivíduos reprodutivos e vegetativos; a germinação das sementes e a viabilidade do pólen; o tamanho médio dos genets e o número médio de ramets por genet. Os resultados mostraram diferenças significativas entre as populações introduzidas e a natural para todas as variáveis analisadas, sendo observado maior investimento em reprodução sexual nas populações introduzidas e maior investimento em propagação clonal na população natural. A produção média de flores, frutos e sementes foi superior nas populações introduzidas (34,1; 37,5; 87; respectivamente) quando comparadas com a população natural (2,7; 5,9; 31; respectivamente). A viabilidade do pólen também foi superior nas populações introduzidas (92 %) em relação a natural (47,9 %). Entretanto, o número médio de ramets por genet e o tamanho médio dos genets foi superior na população natural (297,6 e 2,172 m², respectivamente) quando comparado com a média das populações introduzidas (5,9 e 0,122 m², respectivamente). A introdução dessa bromélia deve ser levada em consideração em programas de conservação, visto que as populações introduzidas estudadas parecem estar conseguindo se estabelecer em seu novo habitat, tendo sido observado inclusive o recrutamento de novos indivíduos através de sementes. No Capítulo III foram investigados a diversidade genética, o sistema de cruzamento e o fluxo de pólen da espécie em estudo, nas quatro populações introduzidas e na natural, utilizando marcadores moleculares microssatélites. Para as cinco populações, foram coletadas amostras de 130 indivíduos reprodutivos, das quais 50 foram utilizadas como plantas-mãe, provendo 700 plântulas. As populações introduzidas apresentaram altos níveis de diversidade genética ( O = 0,466) comparadas com a natural ( O = 0,167). A estimativa da taxa de fecundação cruzada nas populações introduzidas não diferiu de um ( m = 0,965), indicando que D. distachya é uma bromélia alógama. Porém, na população natural, esse valor foi diferente ( m = 0,520), sugerindo a ocorrência de algum tipo de perturbação nesse ambiente. O fluxo de pólen é mais restrito na população natural ( FT = 0,296) do que nas introduzidas ( FT = 0,089). A dispersão de pólen ocorre a curtas distâncias, parecendo ser influenciada pela combinação da densidade e da distribuição espacial dos indivíduos reprodutivos. Baseado nestes resultados, sugerimos que os índices de diversidade genética e fluxo de pólen sejam monitorados em longo prazo, na tentativa de evitar a redução da diversidade genética, a seleção local e a deriva genética. Além disso, recomendamos a criação de novas áreas de introdução, intermediárias as existentes, promovendo a formação de metapopulações. Um estudo mais aprofundado na população natural também deve ser realizado para saber o que realmente está ocorrendo naquele ambiente para serem tomadas medidas efetivas de conservação.

Dyckia distachya Hassler is a rare, endemic and exclusive species of rheophytic environments. Originally, this bromeliad occurred on islands and rocky shores of the Uruguay River basin, having disjunct distribution over 617 km in Pelotas and Uruguay rivers, bordering the states of Rio Grande do Sul and Santa Catarina. However, due to the exploitation of the hydroelectric potential of this basin, seven of the eight populations of D. distachya were extinguished, being currently known only one population in nature. Aiming the preservation of this species, individuals were collected during the construction of hydroelectric and maintained in ex situ collections. Later, some of these rescued individuals were introduced in similar places to their natural occurrence. In this context, this study was carried out to evaluate the reproductive success and genetic aspects of the only natural population and introduced populations, to obtain information to assist in the development of conservation strategies for this species. In Chapter II is presented the study of reproductive success of the only known natural population and four introduced populations of D. distachya. Were also evaluated the average production of flowers, fruits and seeds; the average number of reproductive and vegetative individuals; seed germination and pollen viability; the average size of genets and the average number of ramets per genet. The results showed significant differences between natural and introduced populations for all variables analyzed, being observed higher investment in sexual reproduction in the introduced populations and greater investment in clonal propagation in the natural. The average production of flowers, fruits and seeds were higher in introduced populations (34.1; 37.5; 87; respectively) when compared with the natural population (2.7; 5.9; 31; respectively). Pollen viability was also higher in introduced populations (92 %) in relation to natural (47.9 %). However, the average number of ramets per genet and the average size of the genets were higher in the wild population (297.6 and 2,172 m², respectively) when compared to the average of the introduced populations (5.9 and 0.122 m², respectively). The introduction of this bromeliad should be considered in conservation programs, since the introduced populations studied seem to be getting to settle in their new habitat, having been observed including the recruitment of new individuals from seeds. In Chapter III were investigated the genetic diversity, mating system and pollen flow of this species in the four introduced populations and natural one, utilizing microsatellite markers. For the five populations, samples from 130 reproductive individuals were collected, of which 50 were used as mother plants, providing 700 seedlings. Introduced populations showed high levels of genetic diversity ( O = 0.466) compared with the natural ( O = 0.167). The estimated outcrossing rate in introduced populations did not differ from one ( m = 0.965), indicating that D. distachya is an alogamous bromeliad. However, in natural population, this value was different ( m = 0.520), suggesting the occurrence of some kind of disturbance in this environment. Pollen flow is more restricted in natural population ( FT = 0.296) than in introduced ( FT = 0.089). The pollen dispersal occurs over short distances, appearing to be influenced by the combination of density and spatial distribution of reproductive individuals. Based on these results, we suggest that the rates of genetic diversity and pollen flow should be monitored in the long term, in an attempt to avoid a reduction in genetic diversity, site selection and genetic drift. Additionally, we recommend the creation of new areas of introduction, intermediate of those already existing, promoting the formation of metapopulations. A further study in natural population must also be done to find out what is really occurring in that environment for effective conservation measures are taken.