Bromeliaceae, Bromelioideae - Instituto de Pesquisas Jardim
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Bromeliaceae, Bromelioideae - Instituto de Pesquisas Jardim
Instituto de Pesquisas Jardim Botânico do Rio de Janeiro ESCOLA NACIONAL DE BOTÂNICA TROPICAL PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BOTÂNICA Estudos anatômicos e filogenéticos em Bromelia L. (Bromeliaceae, Bromelioideae) RAQUEL FERNANDES MONTEIRO Rio de Janeiro 2009 Instituto de Pesquisas Jardim Botânico do Rio de Janeiro ESCOLA NACIONAL DE BOTÂNICA TROPICAL PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BOTÂNICA Estudos anatômicos e filogenéticos em Bromelia L. (Bromeliaceae, Bromelioideae) RAQUEL FERNANDES MONTEIRO Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em Botânica da Escola Nacional de Botânica Tropical do Instituto de Pesquisas Jardim Botânico do Rio de Janeiro como parte dos requisitos para a obtenção do título de Mestre em Botânica. Orientadora: Rafaela Campostrini Forzza Rio de Janeiro – RJ Março de 2009 ii Estudos anatômicos e filogenéticos em Bromelia L. (Bromeliaceae, Bromelioideae) Raquel Fernandes Monteiro Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em Botânica da Escola Nacional de Botânica Tropical do Instituto de Pesquisas Jardim Botânico do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Botânica. Drª. Rafaela Campostrini Forzza Drª Andrea Ferreira da Costa Dr. Renato de Mello-Silva Rio de Janeiro, RJ – Brasil Março de 2009 iii M775 Monteiro, Raquel Fernandes. Estudos anatômicos e filogenéticos em Bromélia L. (Bromeliaceae, Bromelioideae) / Raquel Fernandes Monteiro. – Rio de Janeiro, 2009. 84 f. : il. Dissertação (mestrado) – Instituto de Pesquisas Jardim Botânico do Rio de Janeiro/Escola Nacional de Botânica Tropical, 2009. Orientadora: Rafaela Campostrini Forzza. Bibliografia. 1. Bromelia. 2. Anatomia vegetal. 3. Filogenia. I. Título. II. Escola Nacional de Botânica Tropical. CDD 584.22 iv Dedicatória Aos amores da minha vida v Agradecimentos Ao Programa de Pós-graduação da Escola Nacional de Botânica Tropical – Jardim Botânico do Rio de Janeiro por ter me acolhido. Ao CNPq e CAPES por todo apoio financeiro. À minha orientadora querida, Rafaela Campostrini Forzza, por toda a paciência, por compartilhar seus saberes, por me ensinar a pesquisar e criticar, por ser um exemplo e ícone, por ser tão generosa, por me aceitar, por apostar em mim, pelo chocolate, por ser mais do que uma orientadora. Aos meus pais, Airton e Solange, meus grandes exemplos. Por me apoiarem em todas as minhas escolhas, por me ouvirem, por me admirarem, por acreditarem em mim, por seu amor incondicional. Ao meu grande amor, Rodrigo, por me incentivar, por ser paciente, por querer me ver crescer, por me ajudar o quanto pôde, por querer aprender e comungar do que faço, por me amar. Às minhas queridas irmãs, Lívia e Cássia, por estarem sempre ao meu lado, se esforçarem para entender meu trabalho, por me ajudarem, por me aturarem. A toda a minha grande família, por toda a preocupação comigo, principalmente quando estou em campo, fato inusitado para todos. Aos meus sogros, Álvaro e Fátima, e minha cunhada Fernanda, por todo o carinho, apoio e incentivo. Aos meus cunhados, Helson e Mauro, por apostarem e gostarem de mim mesmo em muitos dias de mau-humor por causa do trabalho. Aos meus valiosos amigos da sala da “Rafa” por todas as conversas e auxílios: Carolina Sarquis, Beatriz Sette, Rafael Borges, Luiz Menini e especialmente Mariana Saavedra e Adriana Lobão minhas irmãs mais velhas com quem convivi por tanto tempo. Ainda, os que já deixaram a sala mais badalada: Valquíria Almeida, Fabrício Moreira, Ravena Dias Melo, e os agregados Daniele Fernandes, Beatriz Castelar, Paula Leitman. Às minhas adoradas amigas que construí durante esses dois anos de mestrado, Beatriz Castelar e Marina Torres, com quem dividi tudo, angústias, vitórias, cervejas, batatas fritas, festas, comemorações, filosofias, conclusões, quarto em Natal, sugestões, aulas de inglês, pizzas, cafés... vi A todos os professores de disciplinas as quais tive a felicidade de participar: Alcimar Carvalho, Cláudia Barros, Elsie Guimarães, Gabriel Bernardello, Gustavo Martinelli, Lana Sylvestre, Leandro Freitas, Márcio Werneck, Marli Morim, Martin Embley, Rafaela Forzza, Renata Reis, Sérgio Cardoso e Tarcísio Filgueiras. Aos grandes pesquisadores do Jardim e UFRJ que sempre estiveram ao meu lado e que de alguma forma colaboraram com a minha formação: Cláudio Nicoletti, Renata Reis, André Mantovani, Cássia Sakuragui, Andrea Costa e Rosana Lopes. À Daniela Zappi por me conhecer e por estar sempre me ajudando com o inglês, na maior das boas vontades. Aos meus colegas de classe Amanda, Alexandre Christo, Beatriz, Gustavo, Henrique, Mariela, Marina, Miguel Mônica, Monique, Rodrigo e Rosana, e todos os alunos da Pós-graduação que compartilharam disciplinas e confraternizações comigo. Ao querido Vitor Hugo, por toda a sua disponibilidade e ajudas nos estudos e ferramentas filogenéticas. Aos grandes coletores que tanto me ajudaram: Ricardo, os motoristas Manoel e Joel, Mariana, Adriana, Luis Fernando Tavares e seu aluno Augusto, Cláudio, André Paviotti, Marcelo Souza, Rodrigo, Papai e principalmente Renato Mello-Silva e Rafaela Forzza que me ensinaram muito durante o trabalho de campo. À Nara por toda dedicação em cuidar e cultivar as plantinhas que trazíamos co campo. Ao Elton Leme por me incentivar e me abrir as portas do seu “Refúgio”. Ao José Alves Siqueira Filho por acreditar em mim, mesmo sem muito me conhecer, e querer muito colaborar com meu trabalho. À Ana Lúcia, por se preocupar e cuidar um pouco de mim. À Anna Karla por sua contribuição e dedicação. Ao Bruno Silva, por reunir tantas informações sobre o gênero Bromelia e gentilmente me ceder. À Maria Cecília por me ouvir, me aconselhar e me fazer sempre buscar o melhor caminho. Às minhas amadas amigas de Fundão, Ana Cláudia, Caroline, Fernanda, Flávia e Priscila, sempre muito preocupadas comigo e com a dissertação, por acreditarem em mim mais até do que eu mesma. À minha eterna amiga Patrícia, por me aconselhar e me ouvir. Aos funcionários do Herbário, ENBT, Biblioteca e DIPEQ por toda dedicação. vii A todos que de alguma forma contribuíram para que essa dissertação e minha formação de mestre se tornassem reais. MUITO OBRIGADA! viii Resumo – Estudos anatômicos e filogenéticos em Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Bromelia compreende 56 espécies agrupadas em três subgêneros: Bromelia, Distiacanthus e Karatas Possui uma distribuição geográfica que se estende do México até o sul da Argentina, apresentando dois centros de diversidade: Escudo Brasileiro e América Central. O gênero emerge na base de Bromelioideae, subfamília com inúmeros problemas de delimitação genérica. Considerando escassos trabalhos filogenéticos incluindo mais de uma espécie de Bromelia e utilizando caracteres de morfologia externa e anatômicos, este trabalho teve por objetivos realizar uma análise filogenética para Bromelia buscando verificar o monofiletismo do gênero, bem como de seus subgêneros, além de melhor entender as relações evolutivas interespecíficas no gênero e intergenéricas em Bromelioideae. Um estudo da estrutura foliar de 27 espécies de Bromelia foi realizado, definindo-se 27 caracteres que auxiliaram na filogenia do gênero. Para a análise de parcimônia foram selecionados 38 terminais: 25 espécies de Bromelia, 11 de outros gêneros de Bromelioideae e o enraizamento foi feito em Encholirium spectabile e Puya nana. Foram obtidas duas árvores igualmente parcimoniosas com 796 passos, e indicam que a circunscrição de Bromelia deve ser revista, uma vez que Fernseea emerge dentro do gênero. Os subgêneros Bromelia e Karatas não são monofiléticos, ao contrário de Distiacanthus, e não devem ser considerados como categorias taxonômicas. Todavia, o baixo suporte para a árvore obtida sugere a necessidade de novos estudos filogenéticos para o gênero anteriormente a modificações taxonômicas. Palavras chaves adicionais: cladística, monocotiledôneas, morfologia, América do Sul, América Central, sistemática. ix Abstract – Anatomic and phylogenetic studies in Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Bromelia comprises 56 species grouped into three subgenera: Bromelia, Distiacanthus and Karatas, distributed from México to the Plata River, in Argentina, showing two centers of diversity, one in Central America and the other in the Brazilian Shield. In relation to the subfamily Bromelioideae, the genus emerges in the Bromelioideae basis, subfamily with uncountable problems of generic delimitation. As there are few phylogenetic studies including species of Bromelia and using morphological and anatomical characters, the aims of this work were to test the monophyly at generic and infrageneric level, and to improve the understanding regarding the relationships between species and between genera within the subfamily Bromelioideae. The study of leaf structure study comprised 26 species of Bromelia and 27 characters were defined that helped in the genus phylogeny. Thirty eight terminals were included in the parsimonious analyses: 25 species of Bromelia, 11 species of other Bromelioideae genera and Encholirium spectabile and Puya nana as root taxons. The two most parsimonios trees obtained had 796 steps. The strict consensus tree, with CI 0,274, RI 0,440 and RC 0,121, indicates that the division of Bromelia should be reviewed, as the genus Fernseea is nested within the genus. Unlike Distiacanthus, the subgenera Bromelia and Karatas are not monophyletic, and should not be considered as taxonomic categories. However, the low support for the tree obtained suggests the need for further phylogenetic studies for the genus prior proceeding to taxonomic changes. Additional key words: cladistics, monocots, morphology, South America, Central America, systematic. x SUMÁRIO Introdução geral.......................................................................................................... 1 Capítulo 1 - Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromeliodeae) e sua relevância na sistemática ............................................................................................ 8 Introdução ............................................................................................................... 11 Material e Métodos.................................................................................................. 12 Resultados ............................................................................................................... 14 Discussão ................................................................................................................ 20 Referências Bibliográficas ....................................................................................... 26 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae)... 31 Introdução ............................................................................................................... 34 Metodologia ............................................................................................................ 35 Terminais ........................................................................................................ 35 Caracteres Morfológicos .................................................................................. 35 Análise Filogenética ........................................................................................ 35 Resultados e Discussão ............................................................................................ 45 Referências Bibliográficas ....................................................................................... 53 Apêndice 1 .............................................................................................................. 57 Apêndice 2 .............................................................................................................. 62 Conclusões gerais ...................................................................................................... 66 Referências Bibliográficas ........................................................................................ 68 xi INTRODUÇÃO GERAL Introdução Geral Bromeliaceae conta atualmente com 56 gêneros e cerca de 3.086 espécies (Luther 2006). A família apresenta distribuição essencialmente neotropical, onde três centros de diversidade podem ser reconhecidos: o leste do Brasil, nos domínios da floresta atlântica, o Escudo das Guianas e os Andes (Smith & Downs 1974, Leme & Siqueira Filho 2006, Martinelli et al. 2008), constituindo-se um dos elementos mais marcantes nas florestas tropicais americanas (Benzing 2000). Estima-se que do total de espécies, cerca de 40% podem ser encontradas no Brasil, colocando o país entre os mais importantes em termos de diversidade na família (Leme 1997). Dos 56 gêneros, cerca de 80% ocorrem no território brasileiro, sendo que destes, 22% são restritos ao mesmo (Forzza 2005). Bromeliaceae sempre foi reconhecida como um grupo natural, mas apesar disto, sempre houve grandes discordâncias quanto ao seu posicionamento nos sistemas de classificação (Dahlgren et al. 1985, Cronquist 1988, Judd et al. 1999, Stevens 2001 onwards). Atualmente a família é sustentada como monofilética por análises filogenéticas a partir de dados morfológicos, macromoleculares e combinados (Stevenson & Loconte 1995, Chase et al. 1995, 2000), e ocupa uma posição basal dentro de Poales, como grupo irmão de Thyphaceae e Sparganiaceae (Chase et al. 2000, 2006, Givinish et al. 2006, Graham et al. 2006) (Fig.1). Se por um lado a delimitação de Bromeliaceae parece não levantar dúvidas, por outro as circunscrições genéricas têm sido amplamente questionadas na família. As delimitações dos grupos não são satisfatórias, sendo freqüentes novas propostas de circunscrição dos gêneros e subfamílias (Gouda 1994, Grant 1992, 1993, 1996, Leme 1998, Givinish 2004, 2007). Três subfamílias são tradicionalmente aceitas em Bromeliaceae (Smith & Downs 1979): Bromelioideae, Tillandsioideae e Pitcairnioideae, porém apenas as duas primeiras são monofiléticas (Terry et. al. 1997, Horres et. al. 2000, Givinish 2004, 2007) (Fig. 2). Assim, baseando-se nas hipóteses filogenéticas obtidas, Givinish et al. (2007) propuseram uma nova divisão para a família onde os diferentes clados referentes às antigas Piticairnioideae, são tratados com novas subfamílias e Brocchinioideae, Bromeliaceae passar a ter então oito subfamílias, a saber: Bromelioideae, Hechtioideae, Lindmanioideae, Navioideae, Pitcairnioideae, Puyoideae e Tillandsioideae 2 Introdução Geral Figura 1 – Uma das árvores mais parcimoniosas a partir de uma análise combinada de genes plastidiais com Bromeliaceae em destaque (Chase et al. 2006). 3 Introdução Geral Figura 2 – Árvore ultrametrica para Bromeliaceae mostrando inferências cronológicas de cladogênese com Bromelia em destaque (Givinish et al. 2004). Bromelioideae inclui 29 gêneros e cerca de 760 espécies (Benzing 2000), concentradas principalmente na Mata Atlântica (Leme 1997, Martinelli et al. 2008). A subfamília é caracterizada por abrigar espécies epífitas, terrestres ou rupícolas, com folhas de margens aculeadas; escamas peltadas com células irregularmente arranjadas; ovário ínfero; óvulos obtusos a caudados; frutos bacáceos e sementes não aladas (Smith & Downs 1974, Givinish et al. 2007). Em Bromelioideae estão concentrados os maiores problemas relacionados à delimitação genérica. Muitas vezes, mesmo se tendo informações completas sobre determinada espécie, persiste a dúvida de seu posicionamento genérico (Smith & Downs 1979, Faria 2006). Recentemente, alguns estudos filogenéticos vêm sendo 4 Introdução Geral realizados dentro da subfamília com a finalidade de estabelecer grupos naturais (Sousa 2004, Sousa et al. 2007, Faria 2004, 2006, Almeida 2006, Coffani-Nunes 2004, Horres et al. 2007), contudo, pouco se tem avançado ao relacionar grupos taxonômicos com grupos naturais formados a partir das filogenias. Além disto, as árvores apresentam grande número de politomias e baixa sustentação. Assim, a utilização de um maior número de caracteres torna-se essencial na busca de árvores mais bem resolvidas. Visando tal objetivo, além de caracteres de morfologia externa e macromoleculares, estudos mais recentes para a subfamília têm utilizado também caracteres palinológicos e anatômicos (Sousa 2004, Almeida 2006) Bromelia é um dos gêneros mais diversos dentro de Bromelioideae e inclui 56 espécies (Luther 2006) que se distribuem da região central do México até a Bacia do Prata, na Argentina. Dois centros de diversidade podem ser reconhecidos para o gênero, o primeiro na América Central, estendendo-se aos Andes; e o segundo no Escudo Brasileiro, principalmente no Domínio do Cerrado (Smith & Downs 1979, Benzing 2000) (Fig. 3). São, em geral, ervas robustas e terrestres; monocárpicas seqüenciais, folhas com grandes acúleos curvos; inflorescência subséssil ou escaposa, simples ou composta; sépalas livres a conatas, obtusas a atenuadas, raramente mucronadas; pétalas unidas a um tubo com os filetes, sendo as margens completamente livres nas maioria das espécies, geralmente suculentas, de ápice cuculado a reflexo; apêndices petalíneos ausentes; estames inclusos, muitas vezes conatos, adnatos às pétalas; tubo epigínico conspícuo a ausente; fruto baga; sementes grandes e achatadas, sem apêndices ou alas (Mez 1891, Smith & Downs 1979, Benzing 1980). Quanto ao número de cromossomos, das seis espécies analisadas, quatro se mostraram poliplóides, com 2n atingindo valores de 100 e 150 (Cotias-de-Oliveira et al. 2000). Segundo Mez (1891) as espécies do gênero encontram-se agrupadas nos subgêneros Distiacanthus, Bromelia (=Eubromelia) e Karatas. No primeiro, estão incluídas duas espécies cujas folhas são pecioladas. No segundo, as espécies possuem inflorescências paniculadas, que supera em tamanho a roseta foliar devido à presença de um escapo muito desenvolvido, além de apresentarem ovário com um indumento esparso, alvo a levemente áureo ou mais raramente glabro. O terceiro subgênero abriga espécies com inflorescência nidular, subséssil e completamente imersa na roseta foliar e 5 Introdução Geral o ovário possui indumento tomentoso de coloração castanha. -120ο -40ο 40ο -40ο Figura 3 – Mapa de riqueza do gênero Bromelia a partir de dados de herbário. Nas filogenias realizadas para a família o gênero emerge como monofilético (Schulte et al. 2005, Hornung-Leoni & Sosa 2008) sempre na base de Bromelioideae (Terry et al. 1997, Givinish 2004, 2007) (Fig. 2). Apesar de seu consolidado posicionamento nas análises da família, nenhum dos trabalhos inclui dados morfológicos e nenhuma das análises inclui mais que duas espécies de Bromelia (Schulte et al. 2005). Do mesmo modo, pouco se sabe sobre a anatomia foliar de Bromelia, sendo os escassos trabalhos somente descritivos, sem aplicabilidade 6 Introdução Geral taxonômica ou até mesmo ecológica (Schimidt & Brown 2004). Diante do exposto, o presente estudo teve como objetivo realizar uma análise filogenética de Bromelia, baseada em caracteres morfológicos, buscando verificar o monofiletismo do gênero, bem como dos seus subgêneros, além de elucidar as relações evolutivas interespecíficas no gênero e o real posicionamento de Bromelia em Bromelioideae. Ainda, um estudo anatômico foliar com enfoque taxonômico foi realizado, a fim de definir caracteres que auxiliem na filogenia do gênero. 7 Capítulo 1 ESTRUTURA FOLIAR DE BROMELIA (BROMELIACEAE, BROMELIOIDEAE) E SUA RELEVÂNCIA NA SISTEMÁTICA Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática Resumo – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática Bromelia é um dos mais diversos gêneros em Bromelioideae compreendendo 56 espécies subdivididas nos subgêneros Distiacanthus, Karatas e Bromelia. Possui uma distribuição geográfica que se estende do México até o sul da Argentina, apresentando dois centros de diversidade: América Central e o Escudo Brasileiro. Apesar da existência de muitos trabalhos anatômicos envolvendo esta família, poucos foram aprofundados dentro do gênero Bromelia. Estudos anatômicos recentes foram elaborados em Bromelioideae, com gêneros e subgêneros que, associados a caracteres de morfologia externa, tem solucionado muitos problemas de circunscrição de tais grupos. No presente trabalho, 27 espécies de Bromelia foram analisadas com a finalidade de avaliar a relevância de características anatômicas para a taxonomia e filogenia do gênero. Dentre os caracteres mais importantes para a sistemática do grupo estão: contorno da superfície adaxial e abaxial, forma e espessamento das células epidérmicas, número de células do pedículo das escamas foliares, posição do aparelho estomático em relação ao nível da epiderme, espessamento das células da hipoderme mecânica, forma das células e tamanho da hipoderme aqüífera, transição entre a hipoderme aqüífera e parênquima clorofiliano, forma das células do parênquima braciforme, presença de calota de fibras nos feixes vasculares maiores, disposição radiada das células da bainha parenquimática, projeções de fibras dos feixes vasculares menores e presença de ráfides e canais secretores. Palavras chaves adicionais: anatomia, monocotiledôneas, taxonomia, América do Sul, América Central, sistemática. 9 Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática Abstract – Leaf structure of Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) and its relevance for systematics. Bromelia is one of the most diverse genera of subfamily Bromelioideae, comprising 56 species grouped into three subgenera: Bromelia, Distiacanthus and Karatas, distributed from México to the Plata River, in Argentina, showing two centers of diversity, one in Central America and the other in the Brazilian Shield. Despite the numerous studies focusing the Bromeliaceae, only a few include the genus Bromelia in further detail. Therefore, little is known about the usefulness anatomical characters in the study of Bromelia systematics. Recent anatomical studies linked with external morphologic characters within genera and subgenera of subfamily Bromelioideae have been fundamental in solving the taxonomic delimitation of these groups. The current work analyzed 27 species of Bromelia to evaluate the relevance of anatomical characters to the taxonomy and phylogeny of the genus. Among the most important characters for the systematics of this group are: the adaxial and abaxial surface of the leaf-blade, epidermical cell shape and wall thickenings, number of cells in the pediculous of the leaf-scales, position of the stomata, thickening of the hypodermis mechanical cells, shape of the cells and size of the water storage tissue, transition between water storage tissue and chlorenchyma, shape of air parenchyma cells, presence of clusters of fibers in the larger vascular bundles, radiated disposition of sheath parenchymatic cells, fiber projections of the minor vascular bundles and the presence of raphids and secretory channels. Additional key words: anatomy, monocots, taxonomy, South America, Central America, systematic. 10 Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática Introdução Bromeliaceae é essencialmente neotropical e compreende aproximadamente 56 gêneros e 3.086 espécies (Luther 2006). Encontra-se subdividida tradicionalmente em três subfamílias: Pitcairnioideae, Bromelioideae, e Tillandsioideae. Porém, estudos filogenéticos mais recentes consideram seis subfamílias, visto que Pitcairnioideae sempre emerge como polifilética e foi realinhada com base nestes estudos (Givinish et al. 2007). Três sinapomorfias são apontadas para a família: estigma conduplicado espiralado, escamas peltadas na superfície foliar com células vivas (que se comunicam com o mesofilo e possuem capacidade de absorção de umidade e nutrientes), e número de cromossomos 2n=50 (Brown & Gilmartin 1984, Benzing 2000). Também, três centros de diversidade podem ser reconhecidos para a família: a Mata Atlântica, o Escudo das Guianas e os Andes (Smith & Downs 1974, Martinelli et al. 2008). Bromelia L. é um dos mais diversos gêneros em Bromelioideae compreendendo 56 espécies (Luther 2006) que foram agrupadas em três subgêneros por Mez (1891): Distiacanthus, Karatas e Bromelia. Possui uma distribuição geográfica que se estende do México até o sul da Argentina, apresentando dois centros de diversidade: América Central e o Escudo Brasileiro, onde a grande maioria das espécies é encontrada (Smith & Downs 1979). As espécies de Bromelia podem ser reconhecidas por possuírem folhas com acúleos curvos, bainha foliar coberta por tricomas muitas vezes lineares, pétalas carnosas e unidas ao tubo estaminal, apêndices petalíneos ausentes e sementes nuas (Smith & Downs 1979). Todavia, nenhuma dessas características pode ser indicada como sinapomórfica, visto que nenhuma filogenia para o gênero foi realizada. O estudo de Tomlinson (1969) descreve algumas das mais importantes características de anatomia foliar para delimitar gêneros de Bromeliaceae e tornou-se a principal referência para autores subseqüentes utilizarem-nas com uma proposta sistemática. Do mesmo modo, muitos outros trabalhos anatômicos para a família foram realizados, contudo, poucos incluíram Bromelia, sendo estes apenas descrições gerais para poucas espécies do gênero (Schimidt & Brown 2004) e, portanto, insuficientemente explorados na sistemática filogenética (Horres et al. 2007). Sendo assim, pouco se sabe sobre o potencial das características anatômicas na sistemática de Bromelia. 11 Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática Estudos anatômicos recentes foram realizados com gêneros e subgêneros de Bromelioideae, a subfamília mais complexa quanto à delimitação genérica. Tais trabalhos, associados a caracteres de morfologia externa, têm ajudado a solucionar muitos problemas de circunscrição desses grupos, e.g. Ramírez (1996), Brown (2000), Coffani-Nunes (2004), Sousa (2004), Sousa et al. (2007) e Almeida (2006). Sendo assim, espera-se que a anatomia foliar seja bastante informativa para a taxonomia e filogenia de Bromelia. Material e Métodos Foram estudadas 27 espécies de Bromelia buscando cobrir os diferentes habitats e toda a distribuição do gênero. Uma a três folhas frescas provenientes de coletas foram conservadas em etanol 70º GL e o material testemunho depositado no herbário do Jardim Botânico do Rio de Janeiro (RB). Folhas desidratadas provenientes de exsicatas também foram analisadas, após reidratação e posterior secção (Tabela 1). Os cortes transversais foram realizados à mão livre no terço mediano da lâmina foliar, tratadas com hipoclorito de sódio 50%, e coradas com azul de astra e safranina (Bukatsch 1972 apud Kraus & Arduin 1997). Lâminas foram preparadas com glicerina 50%. Outras amostras foram embebidas em resina de hidroxetilmetacrilato, fixadas em glutaraldeído e desidratadas utilizando série etanólica, e finalmente seccionadas usando o micrótomo rotativo de Spacer com espessura de um a três µm e coradas em azul de toluidina O (O'Brien & McCully 1981). Fotomicrografias digitais foram obtidas a partir da câmera digital Coolsnap acoplada ao microscópio ótico Olympus BX-50. A classificação de células e tecidos segue a nomenclatura proposta por Tomlinson (1969). 12 Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática Tabela 1 - Espécies de Bromelia estudadas. Os acrônimos dos herbários estão de acordo com Holmgren et al. (1990). Táxon Subgênero Distiacanthus B. morreniana (Regel) Mez B. scarlatina (Hort. ex Hérincq) E. Morren Subgênero Karatas B. auriculata L.B.Sm. B. grandiflora Mez B. karatas L. B. lagopus Mez B. lindevaldae Leme & E. Esteves B. macedoi L.B.Sm. B. minima Leme & E. Esteves B. aff. tubulosa L.B.Sm. B. tubulosa L.B.Sm. B. villosa Mez Subgênero Bromelia B. antiacantha Bertol. B. arenaria Ule B. balansae Mez B. binotii E. Morren ex Mez B. chrysantha Jacq. B. goyazensis Mez B. hemispherica Lam. B. hieronymii Mez B. horstii Rauh B. interior L.B.Sm. B. irwinii L.B.Sm. B. laciniosa Mart. ex Schult. & Schult. f. B. pinguin L. B. reversacantha Mez B. serra Grisb. Procedência Material testemunho Brasil, Amazonas Peru, Loreto G.T.Prance 16484 (INPA) T. Plowman 7032 (F) Brasil, Bahia Brasil, Goiás Costa Rica, Puntarenas Brasil, Goiás Brasil, Goiás Brasil, Goiás Brasil, Goiás Brasil, Espírito Santo Brasil, Pará Brasil, Goiás B.R.Silva 1452 (JBRJ hort) E.M.C.Leme 2200 (RB) E.Bello 2903 (F) R.F.Monteiro 131 (RB) B.R.Silva 1223 (RB) R.F.Monteiro 126 (RB) B.R.Silva 1253 (RB) B.R.Silva 1387 (JBRJ hort) M.J.Pires 1661 (INPA) B.R.Silva 1234 (RB) Brasil, Rio de Janeiro Brasil, Bahia Brasil, sem procedência Brasil, Espírito Santo Venezuela, Lara Brasil, Goiás México, Chiapas Argentina, Santiago del Estero Brasil, Mato Grosso do Sul Brasil, Goiás Brasil, Goiás Brasil, Minas Gerais Estados Unidos, Ilhas Virgens, Saint Croix Brasil, Goiás Brasil, Minas Gerais B.R.Silva s.n. (JBRJ hort) R.C.Forzza 3834 (RB) E.M.C.Leme 2869 (RB) R.F.Monteiro 265 (RB) A.Fernandez 1473 (F) B.R.Silva 1458 (RB) R.M.Laughlin 859 (F) V.Marunak 395 (RB) C.Fleming s.n. (RB) R.F.Monteiro 122 (RB) H.S.Irwinii 33100 (F) B.R.Silva 1409 (JBRJ hort) Roadside 342 (F) R.F.Monteiro 130 (RB) R.F.Monteiro 233 (RB) 13 Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática Resultados Todas as espécies apresentam epiderme adaxial e abaxial uniestratificada, cujas células de ambas as faces possuem um espessamento da parede periclinal interna e um lúmen reduzido (Fig.1-D), à exceção de Bromelia villosa, na qual as células epidérmicas da face adaxial contêm um espessamento reduzido e por isso o lúmen é amplo (Fig. 1 – E). Do mesmo modo, todas as espécies possuem uma cutícula delgada (Fig. 1 – D), e B. karatas apresenta uma espessa deposição de cera sobre a epiderme (Fig. 4 – A). Em B. grandiflora e B. horstii algumas células epidérmicas apresentam o lúmen menos reduzido graças às papilosidades formadas pela parede periclinal externa (Fig. 1 – F). A superfície epidérmica apresenta-se de três maneiras: lisa, ondulada ou sulcada. Todas as folhas seccionadas possuem superfície adaxial completamente lisa (Fig. 1 – A, B, C e G; 2 – A, B e C). Por outro lado, a face abaxial é lisa a ondulada em B. binotii, B. chrysantha, B. gradiflora, B. horstii, B. lagopus, B. lindevaldae, B. macedoi, B. minima, B. morreniana, B. scarlatina e Bromelia aff. tubulosa (Fig. 1 – B; 2 – A, B e C) e sulcada nas demais (Fig. 1 – A, C e G). As folhas são hipoestomáticas, podendo os estômatos localizarem-se ao mesmo nível da epiderme como em Bromelia aff. tubulosa e B. reversacantha (Fig. 3 – A) ou abaixo do nível da epiderme nas demais (Fig. 3 – B, C e D). As células-guarda possuem paredes espessadas formando cristas e as câmaras subestomáticas podem ter certo grau de oclusão devido ao alargamento das células subsidiárias (Fig. 3 – C e D). As escamas peltadas inserem-se à epiderme por um pedículo cujo número de células, duas, mantém-se constante em quase todos os espécimes examinados (Fig. 3 – E), à exceção de B. serra e B. horstii que possuem três células (Fig. 4 – B). Tais escamas podem recobrir apenas a superfície abaxial como em B. binotii, B. horstii, B. grandiflora, B. karatas, B. minima, B. villosa e B. aff. tubulosa, ou ambas as superfícies foliares como nas demais espécies (Fig. 4 – C). O escudo periférico da escama pode apresentar um largo diâmetro como em B. scarlatina (Fig. 2 – A), ou curto como nas demais espécies (Fig. 3 – D). 14 Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática Adjacente às superfícies epidérmicas observa-se a presença de uma hipoderme mecânica em todas as espécies, à exceção da face adaxial de B. horstii. As células dessa hipoderme podem apresentar suas paredes levemente espessadas (Fig. 3 – E e F; 4 – D), como em B. gradiflora, B. interior, B. laciniosa, B. macedoi, B. reveresacantha, B. scarlatina e B. aff. tubulosa, ou fortemente espessadas como nas demais espécies (Fig. 1 – D). O número de camadas celulares também varia, de uma a cinco, de acordo com a espécie e com a face. O estrato subseqüente constitui-se do parênquima aqüífero formado por células aclorofiladas arredondadas (Fig. 1 – A e B; 2 – A, B e C) em B. auriculata, B. binotii,B. chrysantha, B. hemispherica, B. grandiflora, B. interior, B. macedoi, B. morreniana, B. reversacantha, B. scarlatina, B. tubulosa e B. aff. tubulosa, ou alongadas no sentido anticlinal (Fig. 1 – C e G), com paredes finas e sinuosas nas demais espécies. Este parênquima pode apresentar-se restrito à face adaxial, restrito à face abaxial, observado apenas em B. morreniana, ou em ambas as faces como em B. aff. tubulosa e B. scarlatina. A transição entre o parênquima aqüífero e o parênquima clorofiliano pode ser abrupta (Fig. 1 – A, B, C e G), ou tênue (Fig. 2 – A e B), registrado apenas em B. auriculata, B. morreniana, B. scarlatina e B. aff. tubulosa. O parênquima clorofiliano aparece de três formas: contínuo com células arredondadas (Fig. 2 – A, B e C); contínuo com células em paliçadas (Fig. 1 – A, B, C e G), ausente em B. antiacantha, B. auriculata, B. chrysantha, B. hemispherica, B. hieronymii, B. karatas, B. morreniana, B. pinguin, B. scarlatina, B. tubulosa e B. aff. tubulosa; e sob a forma de aerênquima. Intercalado com os feixes vasculares e na direção dos sulcos, o aerênquima constitui-se por células braciformes, as quais podem possuir braços longos (Fig. 2 – E; 3 – D), ou braços curtos, apresentando, portanto, baixa lacunosidade intercelular (Fig. 1 – A e C; 2 – F). Em todas as espécies analisadas, os feixes vasculares são colaterais, dispostos em única série, com células clorofiladas isodiamétricas contornando-os. Os feixes de maior calibre geralmente se alternam com os de menor calibre (Fig. 1 – A, B, C e G; 2 – A, B e C; 5 – A e B). Em B. antiacantha, B. arenaria, B. auriculata, B. balansae, B. binotii, B. chrysantha, B. grandiflora, B. goyazensis, B. hemispherica, B. horstii, B. irwinii, B. 15 Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática laciniosa, B. lagopus, B. lindevaldae, B. minima, B. morrenina, B. pinguin, B. serra, B. scarlatina e B. tubulosa os feixes maiores aparecem completamente circundados por fibras (Fig. 1 – B, C e G; 2 – A e B; 5 – B, C e D), enquanto em B. hieronymii, B. interior, B. karatas, B. macedoi, B. reversacantha, B. aff. tubulosa e B. villosa apresentam apenas calotas de fibras nas extremidades (Fig. 1 – A; 2 – C; 5 - A). A bainha desses feixes, formada por células clorofiladas, pode ainda, possuir uma disposição levemente radiada (Fig. 4 – C) em B. lindevaldae, B. hemispherica e B. irwinii. Todos os feixes vasculares de menor calibre possuem fibras formando calotas junto ao xilema e floema, podendo desenvolver pequenas projeções como observado em B. arenaria, B. auriculata, B. balansae, B. chrysantha, B. goyazensis, B. hemispherica, B. horstii, B. interior, B. irwinii, B. karatas, B. lagopus, B. lindevaldae, B. macedoi, B. serra e B. aff. tubulosa (Fig. 1 – C; 5 – B, C e D), ou grandes projeções como em B. hieronymii (Fig. 4 - E). As demais espécies possuem feixes vasculares de menor calibre com calotas de largura maior que altura (Fig. 1 – B; 5 – A) Idioblastos contendo ráfides foram observados em B. balansae, B. grandiflora, B. goyazensis, B. horstii, B. lagopus, B. macedoi, B. minima, B. serra e B. villosa (Fig 5 – E). Canais secretores dispersos no parênquima clorofiliano foram observados em B. arenaria, B. grandiflora, B. goyazensis, B. horstii, B. laciniosa, B. macedoi, B. reversacantha e B. serra (Fig 5 – F, 4 - F). Fibras não associadas aos feixes vasculares não foram encontradas no gênero. Discussão A estrutura foliar em todas as espécies analisadas segue o padrão geral descrito para a família por Tomlinson (1969). Mais recentemente, Horres et al. (2007) classificam a morfologia anatômica de Bromelioideae em quatro tipos distintos. Tipo I com feixes vasculares envolvidos pelo parênquima clorofiliano e parênquima aqüífero, fibras extra-vasculares ausentes, parênquima aqüífero adaxial e lacunas de ar do aerênquima bem desenvolvidas; Tipo II com feixes vasculares presentes apenas no clorênquima, fibras extra-vasculares ausentes, parênquima aqüífero e lacunas de ar do 16 Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática Figura 1 – A. Bromelia reversacantha; B. B. binotii; C. B. goyazensis; D. B. morreniana, detalhe da epiderme e hipoderme, seta mostrando lúmen reduzido da célula epidérmica; E. B. villosa, detalhe da epiderme e hipoderme, seta mostrando lúmen amplo da célula epidérmica; F. B. grandiflora, detalhe da epiderme, seta mostrando lúmen amplo da célula epidérmica e papila; G. B. arenaria. Barra = 100 µm em A, B, C e G, 50 µm em F e 30 µm em D e E. 17 Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática Figura 2 – A. Bromelia scarlatina; B. B. morreniana; C. Bromelia tubulosa; D. B. auriculata, detalhe do aerênquima; E. B. binotii, detalhe do aerênquima; F. B. minima, detalhe do aerênquima. Barra = 100 µm em A, B e C, 50 µm em D, E e F. 18 Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática Figura 3 – A. Bromelia irwinii; detalhe do aparelho estomático próximo à região de inserção do tricoma, seta mostrando aparelho estomático ao mesmo nível das demais células epidérmicas; B e C. B. laciniosa, detalhe do aparelho estomático; D. B. arenaria, detalhe do tricoma e estômato; E. B. laciniosa, detalhe do tricoma na face abaxial; F. B. scarlatina, detalhe do tricoma na face adaxial. Barra = 50 µm em A, B, C, D, E e F. 19 Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática Figura 4 – A. Bromelia karatas, detalhe da cutícula; B. B. horstii, detalhe do tricoma, setas apontando às três células do pedículo; C. B. irwinii, setas apontando para tricomas presentes em ambas as superfícies; D. B. irwinii, detalhe da hipoderme mecânica levemente espessada; E. B. hieronymii; F. B. horstii, detalhe do canal secretor. Barra = 100 µm em C, E e F, 50 µm em D, 30 µm em B. 20 Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática Figura 5 – A. Bromelia villosa, detalhe dos feixes vasculares; B. B. balansae, detalhe dos feixes vasculares; C. B. serra, detalhe dos feixes vasculares; D. B. auriculata, detalhe dos feixes vasculares; E. B. balansae, ráfides; F. B. laciniosa, canal secretor. Barra = 100 µm em A, B e C, 50 µm em D e F, 30 µm em E. 21 Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática aerênquima pouco desenvolvidas; Tipo III com feixes vasculares completamente envolvidos pelo parênquima clorofiliano, fibras extra-vasculares presentes, parênquima aqüífero adaxial bem desenvolvido e com algumas ilhas na face abaxial e lacunas de ar do aerênquima bem desenvolvidas; e Tipo IV com feixes vasculares completamente envolvidos pelo parênquima clorofiliano, fibras extra-vasculares ausentes, parênquima aqüífero adaxial e lacunas de ar do aerênquima bem desenvolvidas. Apesar de não utilizar nenhuma espécie de Bromelia em seu trabalho, as espécies do gênero se encaixam no Tipo IV. Exceção a este padrão é B. aff. tubulosa, B. scarlatina e B. morreniana que apresentam parênquima aqüífero em pequenas ilhas na face abaxial. Sajo et al. (1998) também agrupa espécies de Bromelioideae de acordo com padrões de anatomia foliar. Entretanto uma mesma espécie do gênero aqui estudado se encaixa em distintos grupos definidos pelos autores (grupos IV, V e VI), possuindo estes, tênues limites e portanto, são muito pouco funcionais para a sistemática de Bromelia. Células epidérmicas de parede periclinal interna espessada em forma de U e em ambas as faces, comum na família (Tomlinson 1969), também foram observadas em todas as espécies de Bromelia. Esse arquétipo foi igualmente registrado por diversos autores em distintos gêneros, sendo células epidérmicas com espessamento uniforme ao longo de toda parede e/ou lúmen amplo raro em Bromeliaceae (Aoyama & Sajo 2003, Scatena & Segecin 2005, Proença & Sajo 2007, Almeida 2006, Vargens 2008). Estômatos restritos à face abaxial da lâmina foliar é um provável estado plesiomórfico na família (Proença & Sajo 2004). O aparelho estomático em Bromelia pode estar em depressões epidérmicas, muitas vezes encobertos por escamas, o que dificulta a evaporação (Tomlinson 1969) ou, mais raramente, ao mesmo nível da epiderme, como observado também para espécies de Vriesea de ambientes xéricos (Arruda & Costa 2003). O aprofundamento dos estômatos na epiderme e a posição das células-guarda acima das demais células epidérmicas foi igualmente constatado para outras espécies de Bromeliaceae de ambientes xéricos (Pita 1997, Forzza 2001, Arruda & Costa 2003, Proença & Sajo 2007). Entretanto, estômatos abaixo do nível da epiderme também foram observados em Aechmea, Billbergia, Hohenbergia, Neoregelia, Quesnelia, Wittrockia (Sajo et al. 1998, Sousa et al. 2005, Faria 2006, Vargens 2008, Almeida 2006), encontradas em ambientes florestais. Assim, este caráter pode, portanto, estar mais associado a relações filogenéticas da família do que ao ambiente (Scatena & Segecin 2005, Proença & Sajo 2007). 22 Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática Embora algumas espécies de Bromelia apresentem escamas em ambas as superfícies foliares, esses tricomas são mais abundantes na face abaxial. Com maior freqüência a literatura relata que os tricomas especializados de Bromeliaceae estão associados à absorção de água e nutrientes diretamente da atmosfera (e.g. Tomlinson 1969, Benzing 2000 e Scatena & Segecin 2005). Porém, é possível que em espécies terrestres (e.g. Bromelia, Puya, Dyckia, Encholirium, Navia) as raízes sejam funcionais e as escamas possuam apenas função de proteção contra perda de água e na reflectância de raios solares (Pita 1997, Forzza 2001). Se a hipótese de que estas escamas não são absorventes for corroborada e analisando as árvores filogenéticas de Bromeliaceae (Givinish et al. 2007, Schulte et al. 2005) podemos inferir que a capacidade de assimilação de água e nutrientes por esses tricomas surgiu mais de uma vez na evolução da família. Ainda, considerando Puya como irmão das demais Bromelioideae e Bromelia como basal na subfamília é aceitável afirmar que a presença de tricomas absorventes seja uma característica que surgiu após a cladogênese em que Bromelia se diferenciou. O número de células do pedículo e o número, disposição e diferenciação das células do escudo são características com importância taxonômica na distinção de subfamílias e gêneros de Bromeliaceae (Forzza 2001). Porém, segundo Tomlinson (1969), o número de células do pedículo pode variar numa mesma folha, devendo este caráter ser utilizado com cuidado. No entanto, todas as espécies aqui estudadas, à exceção de B. serra e B. horstii com três células, apresentam duas células no pedículo. Em Bromelioideae mais que duas células no pedículo também parece ter surgido após a cladogênese em que Bromelia diferenciou, tratando-se de uma provável sinapomorfia dos demais gêneros da subfamília com reversão no clado Quesnelia/Billbergia e algumas espécies de Aechmea (Almeida 2006, Vargens 2008). A presença de sulcos na superfície foliar é um forte caráter para a separação de espécies dentro de Bromeliaceae, já utilizado anteriormente por Tomlinson (1969), Pita (1997) e Forzza (2001). Tais sulcos, onde estão posicionados os estômatos e se inserem os tricomas, foram observados apenas na superfície abaxial em parte das espécies estudadas, sendo potencial característica de agrupamento dessas; ao contrário da face adaxial que sempre se apresentou como lisa ou ondulada. 23 Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática Semelhante às células epidérmicas, em grande parte das espécies, a hipoderme mecânica constitui-se de células espessadas, porém de maneira uniforme. Esse espessamento tanto da epiderme quanto da hipoderme está associado à diminuição da evaporação de água dos tecidos, evitando o colapso e permitindo a sobrevivência dos espécimes sujeitos a constante estresse hídrico (Krauss 1949, Scatena & Segecin 2005). Examinando as hipóteses filogenéticas publicadas para Bromeliaceae, podemos inferir que o surgimento de uma hipoderme mecânica ou a perda desta ocorreu em vários clados independentemente e que a presença desta hipoderme não parece estar relacionado somente aos tipos de ambientes, já que muitas espécies de locais úmidos também apresentam este espessamento (e.g. Sousa et al. 2005, Faria 2006, Almeida 2006) e outras de ambientes xéricos não o possuem (e.g. Forzza 2001). Próximo à hipoderme mecânica é possível encontrar um parênquima aqüífero variando em número de camadas, de acordo com a espécie, o que confere maior ou menor suculência às folhas (Proença & Sajo 2004, Scatena & Segecin 2005). Tais células podem variar morfologicamente, ocorrendo apenas como isodiamétricas ou como isodiamétricas passando a alongadas anticlinalmente nas camadas mais interiores, como no caso de B. antiacantha. Estas células ainda podem apresentar ondulações possivelmente provenientes da perda de água deste tecido (Krauss 1949). Como se localiza logo acima da camada fotossintética da folha, Brighigna et al. (1984) afirmam que esta região protege a camada clorofiliana da alta luminosidade com a finalidade de possibilitar a realização da fotossíntese. Dentre as espécies de Bromelia a hipoderme aqüífera abaxial foi observada apenas em B. aff. tubulosa, B. morreniana e B. scarlatina sendo também incomum nos demais gêneros basais de Bromelioideae (Terry et al. 1997, Sajo et al. 1998, Givinish et al. 2004, 2007, Schulte et al. 2005). Aparentemente, este é um possível caráter derivado nesta subfamília. Parênquima clorofiliano em paliçada é incomum na família, sendo encontrado em Puya, Brocchinia, Pitcairnia, Encholirum e Achantostachys (Downs 1974, Tomlinson 1969, Forzza 2001). Essa característica também foi observada com freqüência em Bromelia. Analisando as hipóteses filogenéticas publicadas para a família (Schulte et al. 2005, Givinish et al. 2007), podemos inferir que este caráter surgiu várias vezes de forma independente. Todavia, a presença da paliçada em Puya e Bromelia sugere que 24 Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática este caráter seja uma sinapomorfia do clado Puya/Bromelioideae com reversão em Achantostachys. Os canais de aeração são comuns em Bromeliaceae (Proença & Sajo 2007, Scatena & Segecin 2005, Ayoma & Sajo 2003) e nas espécies estudadas. De acordo com Tomlinson (1969), Gilmartin et al. (1989) e Souza & Neves (1996) estes facilitam a ventilação foliar e, segundo Brighgnia et al. (1984) proporcionam uma maior evaporação, auxiliando assim na fotossíntese. A variação das células que compõem o parênquima clorofiliano lacunoso já foi intensamente relatada nos trabalhos de anatomia da família, sendo esta a responsável pelas lacunosidades no canal de ar. Entretanto, essa característica não varia intraespecificamente, sendo bastante útil na diferenciação de espécies. Canais secretores pouco relatados para Bromeliaceae , foram mencionados apenas por Tomlinson (1979) como células com conteúdo aparentemente mucilaginoso presentes em Aechmea e Billbergia. Tal informação no leva a crer que essa característica é extremamente rara e trata-se de um importante dado para caracterizar o gênero, visto que trabalhos recentes realizados para Aechmea e Billbergia não relatam a presença de canais secretores (Ayoma & Sajo 2003, Sousa 2005, Vargens 1008). Ao contrário, idioblastos contendo ráfides são corriqueiros na família, mas ainda assim, é perfeitamente possível separar espécies dentro de gêneros como Aechmea (Ayoma & Sajo 2003, Sousa 2005) e Bromelia por sua presença ou ausência. Fibras não associadas a feixes vasculares são incomuns em Bromeliaceae, ocorrendo apenas em representantes de Bromelioideae e muito raramente em Tillandsioideae (Tomlinson 1969, Proença & Sajo 2007). Levando em consideração a posição basal de Bromelia (Givinish et al. 2004, 2007; Schulte et al. 2005) a ausência de tais fibras extravasculares no gênero pode ser considerado o estado plesiomórfico na subfamília. Deve-se ressaltar ainda a presença de feixes vasculares em única série, característica presente em todas as espécies da família estudadas até o presente (Arruda & Costa 2003, Tomlinson 1969, Scatena & Segecin 2005, Ayoma & Sajo 2003, Downs 1974, Proença & Sajo 2007, Pita 1997, Forzza 2001, Sousa et al. 2005). Os feixes podem possuir apenas calotas de fibras nas extremidades ou estarem completamente 25 Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática circundados por essas fibras. Esta variação foi igualmente encontrada em diversos outros grupos de Bromeliaceae (e.g. Tomlinson 1969, Ayoma & Sajo 2003). Os feixes vasculares de menor calibre freqüentemente apresentam-se com pequenos prolongamentos de fibras em direção à face abaxial nas espécies examinadas. Grandes prolongamentos das fibras ou a ausência dos mesmos são raros no gênero. No entanto, tais prolongamentos de fibras dos feixes de menor calibre são completamente ausentes apenas em Tillandsioideae (Tomlinson 1969, Arruda & Costa 2003, Scatena & Segecin 2005, Proença & Sajo 2007), podendo esta característica ter sido perdida diversas vezes independentemente durante a evolução da família. A bainha dos feixes vasculares é composta, ainda, de células isodiamétricas, clorofiladas, de paredes pouco espessadas, lúmen amplo e disposição levemente radiada em apenas três espécies do gênero. Essa tendência à anatomia Kranz, característica de plantas C4, também foi registrada em muitos outros gêneros de Bromeliaceae, e.g. Aechmea, Brewcaria, Brocchinia, Billbergia, Encholirium, Fernesea, Hoherbergia, Pitcairnia, Portea, Puya e Quesnelia (Sajo et al. 1998, Forzza 2001, Aoyama & Sajo 2003, Sousa 2005 e Almeida 2006), e, considerando as relações filogenéticas conhecidas entre esses gêneros (Terry et al. 1997, Givinish et al. 2004, 2007; Barfuss et al. 2005, Schulte et al. 2005), pode-se supor que se trata de uma característica altamente homoplástica. Considerando as características levantadas nos estudos anatômicos para a família até o momento e para o gênero no presente trabalho, pudemos constatar que este é um importante recurso na busca de caracteres para Bromeliaceae, certamente auxiliando na filogenia e na delimitação de táxons. Referências Bibliográficas ALMEIDA, V.R. 2006. Filogenia e circunscrição de Quesnelia Guadch. (BromeliaceaeBromelioideae). Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Brasil, 86p. 26 Capítulo 1 – Estrutura foliar de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) e sua relevância na sistemática AOYOMA, E.M. & SAJO, M.G. 2003. Estrutura foliar de Aechmea Ruiz & Pav. subgênero Lamproccocus (Beer) Baker e espécies relacionadas. Revista Brasileira de Botânica 26: 461-473. ARRUDA, R C.O. & COSTA, A.F. 2003. Foliar anatomy of five Vriesea sect. Xyphion (Bromeliaceae) species. Selbyana 24(2): 180-189. BARFUSS, M.H.J; SAMUEL, R.; TILL, W. & STUESSY, T.F. 2005. 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Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 51p. 30 Capítulo 2 FILOGENIA MORFOLÓGICA DE BROMELIA (BROMELIACEAE, BROMELIOIDEAE) Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Resumo – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Bromelia compreende 56 espécies agrupadas em três subgêneros: Bromelia, Distiacanthus e Karatas. Ocorrem desde a região central do México até a Bacia do Prata na Argentina, com dois centros de diversidade, um na América Central e outro no Escudo Brasileiro. Nas filogenias desenvolvidas para Bromeliaceae, o gênero emerge como basal em Bromelioideae, porém a relação entre suas espécies nunca foi abordada em estudos filogenéticos, assim como a hipótese de monofiletismo do gênero e dos subgêneros também nunca foi testada. Para responder tais questões o presente estudo inclui 38 terminais: 25 de Bromelia, 11 de outros gêneros de Bromelioideae, Encholirium spectabile e Puya nana para o enraizamento da árvore. Uma matriz com 120 caracteres morfológicos, 69 binários e 51 multiestado, foi confeccionada. A análise gerou duas árvores igualmenteparcimoniosas com 796 passos e cujo consenso estrito apresenta apenas uma politomia: (((((((Aechmea gustavoii, Orthophytum burlemarxii), Fascicularia bicolor), ((Chryptanthus bromelioides, ((Nidularium procerum, (Aechmea mollis, Quesnelia edmundoi)), Canistropsis selloana)), Neoregelia cruenta)), Ananas fritzmulleri), (((((((((((((Bromelia lagopus, B. villosa), B. grandiflora), B. karatas), ((B. minima, B. macedoi), B. lindevaldae)), B. horstii), (B. goyazensis, B. serra)), (B. balansae, (B. reversacantha, B. interior))), B. pinguin), ((B. antiacantha, B. binotii), B. arenaria)), (((B. morreniana, B. scarlatina), B. tubulosa, B. aff. tubulosa), B. auriculata)), B. hemispherica), B. chrysantha), (B. irwinii, Fernseea itatiaiae))), Puya nana), Encholirium spectabile). Esse resultado sugere que Bromelia apenas será monofilético com a inclusão de Fernseea ou com a exclusão de B. irwinii. O clado Bromelia+Fernseea é sustentado por três sinapomorfias: indumento flocoso na face abaxial da bainha foliar, ovário oblongo e hipoderme mecânica na face abaxial com quatro camadas, e emerge na base das Bromelioideae, corroborando hipóteses filogenéticas baseadas em caracteres moleculares publicadas anteriormente. Os subgêneros Bromelia e Karatas não são monofiléticos, ao contrário de Distiacanthus, e não devem ser aceitos como categorias taxonômicas. Palavras chaves adicionais: cladística, monocotiledôneas, anatomia, América do Sul, América Central, sistemática. 32 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Abstract – Morphological phylogenetics of Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Bromelia comprises 56 species grouped into three subgenera: Bromelia, Distiacanthus and Karatas, distributed from México to the Plata River, in Argentina, showing two centers of diversity, one in Central America and the other in the Brazilian Shield. On published Bromeliaceae phylogenies, Bromelia branches off at the basal node in subfamily Bromelioideae, however there are no phylogenetic studies testing its monophyly and the relationships between its species. The present study includes 38 terminals: 25 Bromelia, 11 other genera of Bromelioideae and Encholirium spectabile and Puya nana as the tree root. A matrix with 120 morphological and anatomical characters, of which 69 are bimodal and 51 have more than two states, was prepared. In the parsimony analyses, two trees with 796 steps were found. The strict consensus has one politomy: (((((((Aechmea gustavoii, Orthophytum burlemarxii), Fascicularia bicolor), ((Chryptanthus bromelioides, ((Nidularium procerum, (Aechmea mollis, Quesnelia edmundoi)), Canistropsis selloana)), Neoregelia cruenta)), Ananas fritzmulleri), (((((((((((((Bromelia lagopus, B. villosa), B. grandiflora), B. karatas), ((B. minima, B. macedoi), B. lindevaldae)), B. horstii), (B. goyazensis, B. serra)), (B. balansae, (B. reversacantha, B. interior))), B. pinguin), ((B. antiacantha, B. binotii), B. arenaria)), (((B. morreniana, B. scarlatina), B. tubulosa, B. aff. tubulosa), B. auriculata)), B. hemispherica), B. chrysantha), (B. irwinii, Fernseea itatiaiae))), Puya nana), Encholirium spectabile). Our results suggest that Bromelia would be a monophyletic group pending on the inclusion of Fernseea or the exclusion of B. irwinii. The clade Bromelia+Fernseea is supported by tree synapomorphies: floccose abaxial indument in the leaf sheath, oblong ovary and four layered mechanic hypodermis in the abaxial face, and emerge as a basal group within Bromelioideae. Subgenera Bromelia and Karatas are not monophyletic, unlike of Distiacanthus, an should not be considered as separate taxonomic categories. Additional key words: cladistics, monocots, anatomy, South America, Central America, systematic. 33 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Introdução Bromelia L. compreende 56 espécies (Luther 2006), distribuídas da região central do México até a Bacia do Prata na Argentina. Concentram-se na maioria das vezes em regiões de baixas a médias altitudes (0 a ca. 1200 m elev.) tendo a América Central e o Escudo Brasileiro como os dois centros de diversidade (Smith & Downs 1979, Benzing 2000). O gênero que tipifica a família caracteriza-se por abrigar espécies em geral robustas, com acúleos curvos nas margens foliares, pelas flores vistosas com pétalas cartáceas e carnosas, de róseas a vermelhas ou de lilases a roxas e bagas amarelo-alaranjadas (Mez 1891; Smith & Downs, 1979; Benzing, 1980). Quanto ao número de cromossomos, das seis espécies analisadas, quatro se mostraram poliplóides, com 2n atingindo valores de 100 e 150 (Cotias-de-Oliveira et al. 2000). Segundo Mez (1891) as espécies do gênero encontram-se agrupadas nos subgêneros Distiacanthus, Bromelia (=Eubromelia) e Karatas. No primeiro, estão incluídas duas espécies cujas folhas são pecioladas. No segundo, as espécies possuem inflorescências que superam em tamanho a roseta foliar devido a presença de um escapo muito desenvolvido, além de apresentarem ovário com um indumento esparso, alvo a levemente áureo ou mais raramente glabro. O terceiro subgênero abriga espécies com inflorescências nidulares, completamente imersas na roseta foliar, e o ovário possui indumento tomentoso de coloração castanha. Embora existam poucos trabalhos filogenéticos com Bromeliaceae incluindo Bromelia, o gênero sempre emerge na base de Bromelioideae. O monofiletismo desta subfamília é fortemente sustentado, contudo, a delimitação de seus gêneros é extremamente frágil e poucos emergem como monofiléticos nas análises já realizadas (Terry et al. 1997, Coffani-Nunes 2004, Faria et al. 2004, Givinish et al. 2004, 2007, Sousa 2004, Almeida 2006, Faria 2006, Schulte et al. 2005, Horres et al. 2007, Sousa et al. 2007). Além disto, as árvores apresentam grande número de politomias e baixa sustentação dos clados. O resultado desta combinação é que pouco sucesso se tem obtido quanto à congruência entre grupos taxonômicos e grupos naturais formados a partir das filogenias em Bromelioideae. Diante do exposto, o presente estudo teve como objetivo realizar uma análise filogenética, baseada em caracteres morfológicos, de Bromelia buscando verificar o monofiletismo do gênero, bem como dos seus subgêneros, além de elucidar as relações evolutivas interespecíficas no gênero e testar se a posição basal de Bromelia em Bromelioideae se confirma. 34 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Metodologia Terminais Foram incluídos na análise 38 terminais (Apêndice 1), sendo 25 espécies de Bromelia (2 do subg. Distiacanthus, 10 do subg. Karatas e 13 do subg. Bromelia); 11 de outros gêneros de Bromelioideae e Encholirium spectabile e Puya nana para o enraizamento da árvore. As espécies de Bromelia foram selecionadas a partir do local de ocorrência, priorizando as brasileiras devido à possibilidade de coletas, as melhor delimitadas taxonomicamente e bem representadas nas coleções consultadas. Buscou-se também na escolha dos táxons, abranger toda a variação morfológica observada no gênero. Caracteres morfológicos Os dados morfológicos foram retirados a partir de espécimes depositados nos herbários: ALCB, ASE, BA, C, CEN, CEPEC, CESJ, CORD, CTES, CVRD, EAC, EAP, ESA, F, GH, HB, HBR, HEPH, HRB, HUEFS, IBGE, INPA, K, LP, LPB, LPS, MBM, MBML, MG, MO, MT, MY, NY, P, PACA, PEL, RB, SEL, SI, SP, SPF, TEX, U, UB, UEC, US, USM, VIC (acrônimos segundo Holmgren et al. 1990) (Apêndice 1). Ainda, visando melhorar as coleções de Bromelia nos herbários, a coleção viva do Jardim Botânico do Rio de Janeiro e analisar caracteres perdidos após o processo de secagem e fixação em álcool também foram realizadas seis expedições de coleta (Apêndice 2). Nos estudos da anatomia foliar de Bromelia a microscopia de luz foram utilizadas amostras conservadas em etanol 70° GL, além de materiais herborizados (vide Capítulo 1). As informações morfológicas e anatômicas das demais espécies foram retiradas da literatura (Leme 1998, Sajo et al. 1998, Zizka et al. 1999, Forzza 2001, Sousa 2004, Almeida 2006, Leme & Siqueira Filho 2006, Mantuano 2008). A partir desses dados uma matriz com 120 caracteres morfológicos externos e anatômicos, dos quais 69 são binários e 51 são multiestado, foi elaborada com o auxílio do programa Mesquite 2.5 (Maddson & Maddson 2008) (Tabelas 1 e 2). As terminologias utilizadas seguiram Werbeling (1981) e Radford et al. (1976) para caracteres de morfologia externa, e Tomlinson (1969) para caracteres anatômicos. Análise filogenética Análises cladísticas foram realizadas através do critério da máxima parcimônia, conduzindo uma busca heurística com 1000 replicações mantendo 10 árvores por replicação, por meio do algoritmo branch swapping com o método tree bisection-reconnection (TBR), a partir do método de 35 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) otimização dos caracteres ACCTRAN (accelerated transformation optimization), desordenados e sem peso, e retenção de múltiplas árvores mais parcimoniosas (MAXTREE), utilizando o programa PAUP* 4b10 para Macintosh (Swofford 2002). O enraizamento foi realizado a partir grupo externo (Watrous & Wheeler 1981, Nixon & Carpenter 1993). Os valores de suporte dos ramos foram avaliados através da replicação “bootstrap” de busca heurística com 100 replicações (Felsenstein 1985). Para apresentação dos cladogramas foi utilizado o programa Mesquite 2.5 (Maddson & Maddson 2008). Tabela 1 - Lista de caracteres e seus respectivos estados. 1. Folha, posição na roseta em relação ao eixo central quando estéril: (0) 15-30º (1) ca. 45º (2) ca. 90º 2. Folha, posição na roseta em relação ao eixo central durante a floração: (0) 15-30º (1) ca. 45º (2) ca. 90º 3. Folha, ápice, orientação: (0) Ereto (1) Reflexo 4. Folha, ápice, forma: (0) Atenuado (1) Agudo (2) Obtuso (3) Emarginado (4) Apiculado 5. Folha, ápice, projeção pungente: (0) Presente (1) Ausente 6. Folha, margem, morfologia: (0) Inteira (1) Aculeada 7. Folha, acúleos, orientação: (0) Uma orientação, antrorso (1) Uma orientação, retrorso (2) Duas orientações, antrorso e retrorso, na mesma folha 8. Folha, acúleos, coloração: (0) Castanhos (1) Verdes (2) Vermelhos (3) Amarelos (4) Vináceos 9. Folha, pecíolo: (0) Presente (1) Ausente 10. Folha, diferenciação entre bainha e lâmina: (0) Abrupta (1) Tênue 11. Folha, lâmina, coloração quando estéril: (0) Completamente verde (1) Verde passando a vermelha no ápice (2) Completamente vermelhas (3) Amarelas 12. Folha, lâmina, coloração das centrais da roseta durante a floração: (0) Completamente verdes (1) Verdes passando a vermelhas na base (2) Completamente vermelhas 13. Folhas, lâmina, consistência: (0) Coriácea (1) Cartácea 14. Folhas, bainha, indumento: (0) Presente (1) Ausente 15. Folhas, bainha, posição do indumento: (0) Somente na face adaxial (1) Somente na face abaxial (2) Em ambas as faces 16. Folhas, bainha, tipo de indumento na face adaxial: (0) Lepidoto (1) Tomentoso (2) Flocoso (3) Viloso (4) Panoso (5) Seríceo 17. Folhas, bainha, tipo de indumento na face abaxial: (0) Lepidoto (1) Tomentoso (2) Flocoso (3) Viloso (4) Panoso (5) Seríceo (6) Estrigoso 18. Inflorescência, pedúnculo, tamanho em relação à roseta: (0) Incluso, escapo muito reduzido (1) Emergindo 36 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Tabela 1 - Continuação. 19. Inflorescência, pedúnculo, tipo de indumento: (0) Velutino (1) Tomentoso (2) Flocoso (3) Viloso (4) Lepidoto (5) Seríceo Ausente 20. Inflorescência, pedúnculo, cobertura pelas brácteas: (0) Completamente coberto, imbricadas (1) Parcialmente coberto, laxas 21. Inflorescência, pedúnculo, coloração: (0) Completamente alvo (1) Vermelho (2)V erde (3)Róseo (4) castanho 22. Inflorescência, brácteas pedunculares, tamanho em relação aos entrenós: (0) Mais longas (1) Mais curtas 23. Inflorescência, brácteas pedunculares, posição em relação ao escapo durante a antese: (0) Eretas (1) Patentes, 45º-90º (2) Completamente reflexas 24. Inflorescência, brácteas pedunculares, forma: (0) Ovais (1) Oblongas (2) Elípticas (3) Lanceoladas (4) Lineares 25. Inflorescência, brácteas pedunculares, forma do ápice: (0) Atenuado (1) Agudo (2) Apiculado 26. Inflorescência, brácteas pedunculares, projeção no ápice: (0) Presente (1) Ausente 27. Inflorescência, brácteas pedunculares, indumento: (0) Presente (1) Ausente 28. Inflorescência, brácteas pedunculares, tipo de indumento: (0) Lepidoto (1) Tomentoso (2) Flocoso (3) Viloso 29. Inflorescência, brácteas pedunculares, margem: (0) Inteira (1) Aculeada 30. Inflorescência, brácteas pedunculares, coloração: (0) Estramíneas com ápice vermelho (1) Verdes (2) Róseas (3) Vináceas (4) Alvas (5) Vermelhas 31. Inflorescência, tipo: (0) Racemo (1) Capítulo (2) Espiga (3) Corimbo 32. Inflorescência, flores, disposição: (0) Laxas (1) Congestas 33. Inflorescência, ramos, desenvolvimento: (0) Muito desenvolvidos (1) Pouco desenvolvidos 34. Inflorescência, viabilidade do ápice: (0) Estéril (1) Fértil 35. Inflorescência, flores, antese nos ramos: (0) Abrindo-se de baixo para cima (1) Abrindo-se desordenadamente 36. Inflorescência, brácteas primárias, tamanho em relação aos ramos da inflorescência: (0) Menores (1) Excedendo 37. Inflorescência, brácteas primárias, posição em relação ao escapo durante a antese: (0) Eretas (1) Patentes, 45º (2) Completamente reflexas 38. Inflorescência, brácteas primárias, forma: (0) Ovais (1) Oblongas (2) Elípticas (3) Lanceoladas 39. Inflorescência, brácteas primárias, forma do ápice: (0) Atenuado (1) Agudo (2) Obtuso 40. Inflorescência, brácteas primárias, projeção no ápice: (0) Presente (1) Ausente 41. Inflorescência, brácteas primárias, indumento: (0) Presente (1) Ausente 42. Inflorescência, brácteas primárias, tipo de indumento: (0) Lepidoto (1) Tomentoso (2) Flocoso (3) Viloso (6) 37 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Tabela 1 - Continuação. 43. Inflorescência, brácteas primárias, posição do indumento: (0) Somente no ápice (1) Em toda a bráctea primária (2) Somente na base 44. Inflorescência, brácteas primárias, margem: (0) Inteira (1) Aculeada 45. Inflorescência, brácteas primárias, coloração: (0) Vermelhas (1) Verdes (2) Róseas (3) Estramíneas 46. Inflorescência, bráctea floral, tamanho: (0) Diminuta (1) Excedendo/igualando o ovário (2) Excedendo/ igualando a sépala (3) Excedendo/igualando a pétala 47. Inflorescência, bráctea floral, cor: (0) Alva (1) Estramínea (2) Vermelha (3) Rósea (4) Castanha (5) Azul (6) Verde 48. Inflorescência, bráctea floral, forma: (0) Oval (1) Oblanceolada (2) Oblonga (3) Lanceolada (4) Linear (5) Triangular 49. Inflorescência, bráctea floral, margem: (0) Inteira (1) Aculeada 50. Inflorescência, bráctea floral, indumento: (0) Presente (1) Ausente 51. Inflorescência, bráctea floral, carena: (0) Presente (1) Ausente 52. Inflorescência, bráctea floral, tipo de indumento: (0) Lepidoto (1) Tomentoso (2) Flocoso (3) Viloso 53. Inflorescência, bráctea floral, posição do indumento: (0) Somente no ápice (1) Em toda a bráctea floral 54. Inflorescência, bráctea floral, ápice: (0) Agudo (1) Atenuado (2) Obtuso (3) Arredondado 55. Flor, sépala, forma: (0) Oval (1) Oboval (2) Oblonga (3) Lanceolada (4) Linear (5) Triangular (6) Elíptica 56. Flor, sépala, simetria: (0) Simétrica (1) Assimétrica 57. Flor, sépala, cor: (0) Alva (1) Castanha (2) Azul (3) Verde (4) Rósea (5) Estramínea 58. Flor, sépala, indumento: (0) Presente (1) Ausente 59. Flor, sépala, tipo de indumento: (0) Lepidoto (1) Tomentoso (2) Flocoso (3) Viloso 60. Flor, sépala, posição do indumento: (0) Somente no ápice (1) Em toda a sépala (2) Somente na base 61. Flor, sépala, ápice: (0) Agudo (1) Atenuado (2) Obtuso (3) Arredondado (4) Retuso (5) Apiculado 62. Flor, sépala, consistência: (0) Membranácea (1) Cartácea (2) Coriácea 63. Flor, sépala, carena: (0) Presente (1) Ausente 64. Flor, sépala, margem: (0) Inteira (1) Aculeada (2) Crenada 65. Flor, sépala, concrescência: (0) Livres (1) Conatas 38 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Tabela 1 - Continuação. 66. Flor, pétala, posição do ápice durante a antese: (0) Cuculado (1) Ereto (2) Recurvado 67. Flor, pétala, consistência: (0) Membranácea (1) Cartácea 68. Flor, pétala, cor da lâmina: (0) Alva (1) Rósea (2) Vermelha (3) Lilás (4) Roxa (5) Vinácea (6) Verde (7) Azul (8) Nigrescente (9) Amarela 69. Flor, pétala, cor da margem: (0) Igual a da lâmina (1) Distinta da lâmina 70. Flor, pétala, ápice: (0) Agudo (1) Atenuado (2) Obtuso (3)Arredondado 71. Flor, pétala, forma: (0) Oblanceolada (1) Oblonga (2) Oboval (3) Elíptica (4) Linear (5) Triangular 72. Flor, pétalas, concrescência: (0) Livres (1) Conatas 73. Flor, pétalas, tipo de concrescência (0) Até 1/3 (1) Além de 1/3 74. Flor, pétala, apêndice: (0) Presente (1) Ausente 75. Flor, pétala, calosidade: (0) Presente (1) Ausente 76. Flor, pétala, indumento: (0) Presente (1) Ausente 77. Flor, estames, comprimento em relação às pétalas: (0) Excedendo as pétalas (1) Não excedendo as pétalas 78. Flor, estames, posição em relação às pétalas: (0) Exsertos (1) Inclusos 79. Flor, estames, coloração das anteras: (0) Alvas (1) Amarelas 80. Flor, estames, concrescência em relação às pétalas: (0) Adnatos (1) Livres 81. Flor, estames, inserção das anteras: (0) Basifixas (1) Dorsifixas 82. Flor, estames, forma das anteras: (0) Oblongas (1) Sagitadas (2) Elípticas 83. Flor, ovário, forma: (0) Oval (1) Elíptico (2) Oblongo (3) Oboval 84. Flor, hipanto, indumento: (0) Presente (1) Ausente 85. Flor, hipanto, tipo de indumento: (0) Viloso (1) Tomentoso (2) Flocoso 86. Flor, ovário, sulcos: (0) Presentes (1) Ausentes 87. Flor, ovário, posição: (0) Súpero (1) Ínfero 88. Fruto, tipo: (0) Baga (1) Cápsula 89. Fruto, concrescência das paredes externas: (0) Livres (1) Concrescidas 90. Fruto, pétalas: (0) Persistentes (1) Caducas 39 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Tabela 1 - Continuação. 91. Fruto, cor: (0) Castanho (1) Verde (2) Laranja (3) Amarelo (4) Vináceo (5) Róseo (6) Vermelho (7) Alvo 92. Sementes, apêndice: (0) Presente (1) Ausente 93. Anatomia foliar, superfície adaxial, contorno: (0) Liso a levemente ondulado (1) sulcado 94. Anatomia foliar, superfície abaxial, contorno: (0) Liso a levemente ondulado (1) Sulcado 95. Anatomia foliar, células epidérmicas da face adaxial, tipo de espessamento: (0) Parede periclinal interna fortemente espessada, lúmen reduzido (1) Parede periclinal interna com tênue espessamento, lúmen amplo (2) Parede periclinal externa fortemente espessada, lúmen reduzido 96. Anatomia foliar, células epidérmicas da face abaxial, tipo de espessamento: (0) Parede periclinal interna fortemente espessada, lúmen reduzido (1) Parede periclinal interna com tênue espessamento, lúmen amplo (2) Parede periclinal externa fortemente espessada, lúmen reduzido 97. Anatomia foliar, tricoma, número de células do pedículo: (0) Duas (1) Mais que duas 98. Anatomia foliar, tricoma na face adaxial: (0) Presente (1) Ausente 99. Anatomia foliar, aparelho estomático, posição em relação à epiderme: (0) Mesmo nível (1) Abaixo (2) Acima 100. Anatomia foliar, hipoderme mecânica adaxial, espessamento: (0) Presente (1) Ausente 101. Anatomia foliar, hipoderme mecânica adaxial, número de camadas: (0) Uma (1) Duas (2) Três (3) Quatro (4) Cinco 102. Anatomia foliar, hipoderme mecânica adaxial, tipo espessamento das células: (0) Levemente espessadas (1) Fortemente espessadas 103. Anatomia foliar, hipoderme mecânica abaxial, espessamento: (0) Presente (1) Ausente 104. Anatomia foliar, hipoderme mecânica abaxial, número de camadas: (0)Uma (1) Duas (2) Três (3) Quatro (4) Cinco 105. Anatomia foliar, hipoderme mecânica abaxial, tipo espessamento das células: (0)Levemente espessadas (1) Fortemente espessadas 106. Anatomia foliar, hipoderme aqüífera adaxial,, tamanho: (0) Até 1/3 da espessura da lâmina (1) Maior que 1/3 da espessura da lâmina 107. Anatomia foliar, transição entre hipoderme aqüífera adaxial e parênquima clorofiliano: (0) Abrupta (1) Tênue 108. Anatomia foliar, hipoderme aqüífera adaxial, forma das células: (0) Arredondadas (1) Alongadas no sentido anticlinal 109. Anatomia foliar, parênquima braciforme, forma das células: (0) Com braços curtos (formando pouca lacunosidade) (1) Com braços longos (formando grande lacunosidade) 110. Anatomia foliar, feixes vasculares de maior calibre, espessamento (fibras): (0) Em calotas (1) Circundando totalmente 111. Anatomia foliar, células da bainha parenquimática do feixe, disposição: (0) Radiada (1) Não radiada 112. Anatomia foliar, feixes vasculares de menor calibre, forma das calotas espessadas (fibras): (0) Mais altas que largas (1) Mais largas que altas 40 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Tabela 1 - Continuação. 113. Anatomia foliar, parênquima clorofiliano paliçádico, forma: (0) Empaliçado (1) Não empaliçado (2) Empaliçado e não empaliçado 114. Anatomia foliar, epiderme adaxial, parede periclinal externa: (0) Lisa (1) Papilosa 115. Anatomia foliar, ráfides: (0) Presentes (1) Ausentes 116. Anatomia foliar, canais secretores: (0) Presentes (1) Ausentes 117. Anatomia foliar, fibras extravasculares: (0) Presentes (1) Ausentes 118. Anatomia foliar, hipoderme aqüífera: (0) Presente (1) Ausente 119. Anatomia foliar, hipoderme aqüífera, posição: (0) Face adaxial (1) Face abaxial (2) Ambas as faces 41 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Tabela 2 – Matriz de caracteres. Dados não observados são indicados por “?”e dados não-aplicáveis por “-” Espécies/caráter Aechmea gustavoi Aechmea mollis Ananas fritzmuelleri aff. tubulosa Bromelia Bromelia antiacantha Bromelia arenaria Bromelia auriculata Bromelia balansae Bromelia binotii Bromelia chrysantha Bromelia goyazensis Bromelia grandiflora Bromelia hemispherica Bromelia horstii Bromelia interior Bromelia irwinii Bromelia k aratas Bromelia lagopus Bromelia lindevaldae Bromelia macedoi Bromelia minima Bromelia morreniana Bromelia pinguin Bromelia reversacantha Bromelia scarlatina Bromelia serra Bromelia tubulosa Bromelia villosa Canistropsis selloana Cryptanthus bromelioides Encholirium spectabile Fascicularia bicolor Fernseea itatiaiae Neoregelia cruenta Nidularium procerum Orthophytum burlemarxii Puya nana Quesnelia edmundoi 1 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 ? 0 ? ? 0 0 1 0 0 1 1 0 0 0/1 1 0/1 0 1 0 0 1 ? 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 ? 2 0/1 0 1 1 1 2 2 0 1 1 1 1 0 2 0 1/2 1 1 0 1 0/1 2 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0/1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 1 5 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0/1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 2 0 2 2 2 2 1/2 2 2 2 2 0/2 0 0 2 2 0 2 0 0/2 2 2 0 2 2 2 0 0/2 – 0 2 2 2 0 0 2 0 2 0 1/2 0 4 1/2 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 ? 0/1 0 1 0/2 0/2 0 0 0 0 0 1 0 – 1 1 1 ? 4 1 1/2 0 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 10 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0/1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1/2 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0/1/2 0/3 0 0 0 0 0/2 0 0 1 0 0 1/2 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1/2 0 1 1 1 2 2 1 2 1/2 1 2 1 1/2 0 0/2 0 1 0 0 0 1/2 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0/1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 15 2 2 2 2 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 – 2 2 0 0 0 5 – 5 5 0 4 4 4 3/5 0 4 5 1 2 5 3/4 2/4/5 4 2 2 4/5 0 4 – 5 0 0 0 0 2 0 0 – 0 0 0 0 0 5 2 5 5 3 2 4 4 3.5 2 4 4/5 1 5 5 3/4 2/5 4 6 2 4 0 4 1 5 0 0 0 0 2 0 0 – 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 ? 0 1 0 1 0 0 20 – 3 4 2 2 1/2 1 3 2 2 1 5 1 2 1 3 1 3 1 0 1 2 2 3 ? 1 2 3 4 – – ? 3 – 4 – 2 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0/1 1 0 0 0 0 0 0 0 0/1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 – 0 1 4 ? 2 0 2 0 0 2 1/2 2 0 ? ? ? 0 3 ? 0 ? 0 ? ? ? 2 ? 0/1 ? 0 2 ? 2 ? 3 2 2 ? ? 1/2 0 1 0 0 0 0 0 1 0 2 0 1 0 1 0 1/2 0 2 0 1 0 1 0 1 0 ? 0 2 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0/1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 25 4 2 3 3 3 4 1 3 1 3 1 1 4 0 1/3 2 0 0 0 3 1 3 4 3 0 3 4 3 3 3 4 0/1 0 0 3 3/4 4 3 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 3 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 1 2 2/3 0 2 1 3 0 2 0/1 2 3 3 2 2 2 2 2 2 2 1 1 3 2 0 0 2 2 0 0 0 2 0 30 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 5 1 5 1 1 2 5 3 0 0 0 0 0 3 0 0 0 0 1 0 0 0 0 3 1 0 0 3 2 0 2 0 5 3 0 3 0 3 0 3 0 3 ? 3 0 0 2 0 5 3 0 0 4 3 0 3 1 1 1/5 1 3 0 5 1 2 0 1 3 1 3 5 1 1 3 5 2 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0/1 1 1 1 1 1 1 1 0/1 1 0 1 1 1 1 1 – 1 – 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 – 1 1 1 1 1 1 1 1 1 – – – – 1 – 1 1 35 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ? 1 ? 0 0 1 0 0 0 0 1 ? 0 1 0 0 ? 0 1 0 – ? 0 1 1 0 ? 0 0 0 0 0 0 ? 0 0 ? 0 – 0 – 0 0/1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0/1 1 1 1 0 – 1 0/1 0 ? 1 1 1 1 1 – – – – 1 – 1 0 – 0 – 1 2 1 0 0/1 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0/1 0 0 – 0 0 0/1 1 0 0 0 1 1 – – – – 0 – 0 1 – 0 – 0 1 3 1 0 1 3 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1/3 – 0/1 0 0/3 3 0 2 0 0 3 – – – – 0 – 0 0 40 – 1 – 0/1 0/1 0 1 0/1 0/1 0 1 2 1/2 1 1/2 1 1 0/1 1 0/1 – 0 0/1 0/1 0 0/1 0 1 0 0 – – – – 1 – 0 1 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Tabela 2 – Continuação. Espécies/caráter Aechmea gustavoi Aechmea mollis Ananas fritzmuelleri aff. tubulosa Bromelia Bromelia antiacantha Bromelia arenaria Bromelia auriculata Bromelia balansae Bromelia binotii Bromelia chrysantha Bromelia goyazensis Bromelia grandiflora Bromelia hemispherica Bromelia horstii Bromelia interior Bromelia irwinii Bromelia k aratas Bromelia lagopus Bromelia lindevaldae Bromelia macedoi Bromelia minima Bromelia morreniana Bromelia pinguin Bromelia reversacantha Bromelia scarlatina Bromelia serra Bromelia tubulosa Bromelia villosa Canistropsis selloana Cryptanthus bromelioides Encholirium spectabile Fascicularia bicolor Fernseea itatiaiae Neoregelia cruenta Nidularium procerum Orthophytum burlemarxii Puya nana Quesnelia edmundoi – 1 – 1 1 0/1 1 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 – 1 1 1 1 1 0 0/1 1 1 – – – – 1 – 0 1 – 0 – 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 – 0 0 0 0 0 0 0 0 0 – – – – 0 – 0 0 – 3 – 0 2 2 2 2 0/2 2 2 3 2 2 2 2 3 3 2 2 – 2 2 2 0 0 0/1 3 0 0 – – – – 0 – 2 0 45 – – 1 0 – – 1 1 1 1 2 1 1 1 1 1 1 0/1 1 1 1 1 1 0 1 1 2 1 1 1 1 1 1/2 1 1 1 1 1 0 1 – – 2 1 1 0/1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 – – – – – – – – 1 0 – – 1 1 1 0 – 0 – 3 3 3 3 3 3 1 3 3 1 3 2/3 2 ? 3 3 3 – ? 3 3 0 3 0 3 1 0/1 – – – – 0 – 3 0 3 1 3 1 0 0 1 1 0 1 1 2 1 1 1 0 1 2 1 1 1 0 1 1 0 2 1 2 1 1/2 0/1 2 1 1 1 2/3 2 2 4 0 3 1 3 1 1 1 0 6 1 1 1 1 1 ? ? 1 1 1 1 ? 1 1 1 1 1 1 2 0 4 5 3 6 6 2/6 1 2 5 0 0 2 0 4 4 3 0/3 0 2 1/4 4 5 0 0 4 4 2 4 1/4 2 4 3 2 2 4 4 0 3 3 0/2 3 3 3 0 3 0/2 50 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 ? 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 3 0 0 2 2 0 0 3 2 0 3 2 – 0 2 3 3 2 1 2 2 2 0 2 2 1 3 0 0 – 0 0 – 0 – 2 – 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 – 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 – 1 1 – 1 – 1 – 55 1 1 0 2 1 0 0 4 0 1 1 1 0 4 0 3 0 1 0 3 0 3 0/3 3 0 5 0 3 0 3 0 0 0 3 0 3 3 6 0 3 0 2 0 1 1 4 0 3 2 4 0 3 0 4 0 3 0 3 0 3/4 0 0 0/2 0/2 1 2 1 0 0 6 0 0 1 4 0 2 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 ? 0 1 0 1 1 1 1 0 4 5 4 0 5 5 0 3 5 5 5 5 4 4 1 0 5 0 0 ? 5 3/5 5 5 0 0 3 0 3 2 4 3 3 3 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 60 0 3 0 0 2 2 0 2 2 2 3 3 2 3 0 2 3 3 2 1 1 1 2 0 2 2 1 3 0 0 – 1 2 – 0 – 2 – 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 2 1 1 0 0 1 1 1 2 1 1 1 1 2 1 1 0 1 1 0 – 1 1 – 1 – 1 – 1 0 0/2 3 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 0 0 0 1 3 3/4 3 2 1 0/3 0 0 0 1 0 0 0/2 4 0 1 0 0 0 4 2 2 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 ? 0 1 0 0 1 0 1 0 1 2 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 65 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 2 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0/2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 ? 1 1 1 2 2 2 2 0 ? 2 1 2 1 ? 1 2 2 2 ? 2 1 2 0 0 2 2 2 1 2 1 2 0 2 ? 0 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 9 4 4 4 4 3 1/2 4 9 4 ? 0/4 1 1 4 1 4 1 1 5 0 1 3/4 4 0/3/4 0 4 3 0 6 7 4/8 1 4/7 0 6 3 70 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 ? 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 3 3 3 3 3 0 3 0 3 3 3 3 0 0 0 3 0 2 3 0 3 3 3 2 0 0/4 2 2 3 0 3 3 1 3 5 4 0 2 0 1 4 1 1 1 3 4 1 1 1 3 4 4 4 4 1 4 1 1 1 1 4 1 0 4 3 3 0 0 4 0 3 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 – 1 – – 1 – – – 0 – – – – – – 1 0 0 0 1 0 – 0 – 1 0 0 0 – – – 0 1 – – – 75 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 80 0 1 0 0 0 0 ? 0 ? ? 0 0 0 0 0 ? 0 0 0 0 0 ? 0 0 0 0 0 0 ? 0 1 1 0 0 ? 1 1 0 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Tabela 2 – Continuação. Espécies/caráter Aechmea gustavoi Aechmea mollis Ananas fritzmuelleri aff. tubulosa Bromelia Bromelia antiacantha Bromelia arenaria Bromelia auriculata Bromelia balansae Bromelia binotii Bromelia chrysantha Bromelia goyazensis Bromelia grandiflora Bromelia hemispherica Bromelia horstii Bromelia interior Bromelia irwinii Bromelia karatas Bromelia lagopus Bromelia lindevaldae Bromelia macedoi Bromelia minima Bromelia morreniana Bromelia pinguin Bromelia reversacantha Bromelia scarlatina Bromelia serra Bromelia tubulosa Bromelia villosa Canistropsis selloana Cryptanthus bromelioides Encholirium spectabile Fascicularia bicolor Fernseea itatiaiae Neoregelia cruenta Nidularium procerum Orthophytum burlemarxii Puya nana Quesnelia edmundoi 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 ? 0 ? ? 1 1 0 1 1 1 1 1 ? 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 ? ? 1 1 1 1 2 0 ? 1 2 1 1 1 ? 1 ? 0 1 1 1 0 1 1 ? 1 ? 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 ? 1 0 0 1 3 3 0 1 2 1 1 1 1 2 2 2 1 2 1 2 2 2 2 1 3 1 1/3 1 1 2 2 2 0 0 0 3 2 2 1 0 0 3 85 1 1 ? 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 – ? 0 1 1 1 – 1 – – ? 2 2 2 2 0 2 2 0 0 1 1 1 2 0 0 1 1 1 2 2 2 2 1 0 0 – – – ? 2 – – – – – 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ? 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 90 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 ? 1 1 0 0 0 ? ? 0 ? 0 0 0 ? 1 1 0 0 ? 0 ? ? 1 ? 0 1 ? 0 1 1 1 1 0 6 3 1/3 2/3 ? ? ? 1 3 ? 0 3 ? 1 ? 1 1 0 ? 0 0 3 4 3 1 ? ? 1 ? 0 ? ? 5 0 0 0 7 0 ? ? 1 1 0 1 1 1 ? ? 1 ? ? 1 ? 1 1 1 1 1 1 ? 1 0 1 ? 1 ? ? 0 1 ? 1 ? ? ? ? 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 95 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 2 0 0 0 1 1 ? 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 ? 1 0 1 0 ? ? 1 ? 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 ? 0 ? 0 0 1 1 ? 100 0 0 2 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0/1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 2 2 1 2 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 1 0 1 1 2 1 1 0 1 1 2 – 1 2 2 1 2 1 1 0 1 1 0 2 0/1 1 0 – 2 0 ? 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0/1 0 1 0 1 1 0 0/1 1 – 0 0/1 1 1 0/1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 – 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 105 1 0 2 0 2 2 3 2 1 4 2 2 3 1 2 3 4 1 3 2 1 1 2 1 1 3 1 1 0 0 2 0 ? 0 1 0 2 0 1 0 1 1 1 1 1 0/1 1 0/1 0 0/1 1 1 0 0/1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 – 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 110 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 2 1 2 2 1 2 2 1 2 2 2 1 2 2 2 2 1 1 2 1 2 1 2 1 1 2 1 ? 1 1 2 1 1 115 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 ? 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 ? 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 ? 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 120 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 2 0 0 0 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Resultados & Discussão A análise cladística gerou duas árvores igualmente parcimoniosas com 796 passos, índice de consistência (IC) 0,274; índice de retenção (IR) 0,440; e índice de consistência rescalonado (CR) 0,121. A árvore de consenso estrito é mostrada na Figura 1. Dos 120 caracteres utilizados 108 são informativos. O baixo índice de consistência obtido reflete o grande número de caracteres homoplásticos, tal fato é recorrente em todas as filogenias de Bromeliaceae baseadas em caracteres morfológicos (Forzza 2001, Faria et al. 2004, Sousa 2004, Sousa et al. 2007, Almeida 2006, Hornung-Leoni & Sosa 2008). Contudo, filogenias morfológicas ainda são extremamente importantes na família já que caracteres moleculares são pouco informativos no nível de espécie (Faria 2006) e mesmo em níveis hierárquicos superiores (Terry et al.1997). Da mesma forma que o índice de consistência, os baixos valores de sustentação dos clados em Bromeliaceae se repetem em todas as análises publicadas, tanto morfológicas quanto moleculares (Faria 2006, Faria et al. 2004, Horres et al. 2007, Schulte et al. 2005, Hornung-Leoni & Sosa 2008). Apenas quatro clados na árvore obtida possuem sustentação maior que 50% de bootstrap: Bromelia antiacantha/B. binotii (77%); B. villosa/B. lagopus (54%); B. goyazensis/B. serra (57%) e Aechmea mollis/Quesnelia edmundoi (57%). A posição basal de Bromelia e Fernseea, e de grupo irmão das demais Bromelioideae, obtidos em estudos filogenéticos baseados em caracteres moleculares (Terry et al. 1997, Givinish 2004, 2007, Schulte et al. 2005), são corroboradas na presente análise. Faria (2004) sugere a proximidade de Fernseea à Billbergia e Quesnelia, emergindo no meio das Bromelioideae. Tal posição contradita no presente estudo, está atrelada a ausência de Bromelia e Puya em Faria (2004), além da inserção de novos caracteres na presente análise, como os anatômicos. Bromelia com a atual circunscrição é parafilético devido ao posicionamento de Fernseea itatiaiae dentro do gênero (Clado A). Três sinapomorfias sustentam o clado Bromelia + Fernseea: indumento flocoso na face abaxial da bainha foliar, ovário oblongo e hipoderme mecânica na face abaxial com quatro camadas. 45 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Excluindo B. irwinii, quatro sinapomorfias sustentam Bromelia (Clado B): células da hipoderme aquífera arredondadas, pétalas oblongas, sépalas lanceoladas/lineares/triângulares e brácteas pedunculares patentes durante a antese. O clado que contém F. itatiaiae/B. irwinii é sustentado por sete sinapomorfias: folhas de 15º a 30º de inclinação em relação ao eixo central quando fértil, ápice da folha ereto, indumento tomentoso ou flocoso na face adaxial da bainha foliar, indumento viloso no pedúnculo, pedúnculo e brácteas pedunculares róseos e bráctea floral com margem inteira. Fernseea é composto por apenas duas espécies, endêmicas dos campos de altitude da Floresta Atlântica (Martinelli et al. 2008). Assim, diante dos resultados obtidos, acreditamos que uma nova análise com a inclusão de F. bocainensis E. Pereira & Moutinho deva ser realizada antes de propor mudanças nomenclaturais. Distiacanthus emerge como monofilético (Fig. 1) sendo sustentado por três sinapomorfias: presença de pecíolo (como indicado por Mez 1891), bráctea floral diminuta e células do parênquima braciforme com braços curtos. Porém, as duas espécies deste subgênero emergem aninhadas dentro de um clado maior (clado C) que também abriga três espécies de folhas não pecioladas, Bromelia aff. tubulosa, B. tubulosa e B. auriculata, pertencentes ao subgênero Karatas. O clado C é sustentado por nove sinapomorfias: indumento seríceo na face abaxial da bainha foliar, pedúnculo incluso na roseta foliar, inflorescência corimbosa, pétalas lineares, unidas e com concrescência maior que 1/3, hipoderme aqüífera atingindo até 1/3 da espessura da lâmina foliar, transição tênue entre hipoderme aqüífera e clorênquima e células do parênquima braciforme com braços curtos. A única politomia da árvore ocorre nesse clado, entre Bromelia aff. tubulosa e B. tubulosa, que, apesar de similares morfologicamente, algumas características principalmente relacionadas às sépalas, pétalas e anatomia foliar, ainda as justificam como espécies distintas. Nossos resultados indicam que os subgêneros Karatas e Bromelia são parafiléticos e que a inflorescência nidular, completamente imersa na roseta foliar, surgiu duas vezes na evolução de Bromelia (Fig. 3) e a inflorescência que supera em tamanho a roseta foliar devido a presença de um escapo é uma simpleisiomorfia (Fig. 3). Algumas espécies do subgênero Bromelia são basais no clado B e conseqüentemente no gênero (e.g. B. chrysantha e B. hemispherica). Ainda no clado B, está localizada grande parte das espécies do subgênero Karatas (Fig. 1). 46 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Nota-se uma tendência de redução nos ramos e pedúnculos ao longo da evolução do clado D. Na base deste clado encontram-se espécies de inflorescência ampla e laxa (e.g. Bromelia arenaria, B. binotii, B. antiacantha e B. pinguin). Já na base do clado E, as espécies ainda possuem inflorescência ampla, com pedúnculo emergindo a roseta, no entanto, suas flores passam a ter uma disposição congesta (B. balansae, B. reversacantha, B. interior, B. serra, B. goyazensis, B. horstii). No ápice do clado E emergem dois subclados onde a inflorescência está completamente inserida na roseta foliar, i.e. o pedúnculo é inconspícuo. No primeiro subclado, Bromelia minima, B. macedoi e B. lindevaldae, espécies de pequenas dimensões e de ocorrência quase que simpátrica em Goiás, emergem como um grupo, mesmo sem a utilização de dados métricos. No segundo subclado, Bromelia loagopus, B. villosa, B. grandiflora e B. karatas surgem unidas confirmando sua proximidade morfológica anteriormente sugerida por Leme & Siqueira Filho (2006). Estas espécies juntamente com B. superba, B. niduspuellae e B. poepegii formam um complexo de difícil delimitação taxonômica e merecem uma revisão. Bromelia arenaria, B. binotii e B. antiacantha, espécies de inflorescência laxa (sinapomorfia) que habitam principalmente regiões costeira da floresta atlântica, surgem juntas no clado F. Logo acima, emerge Bromelia pinguin, que intercala seu habitat entre regiões costeiras e desérticas. Ao longo do clado E, agrupam–se espécies de ocorrência predominante no cerrado, principal centro de diversidade do gênero, à exceção de B. karatas, igualmente bem representada na América Central e México, B. balansae, raramente encontrada em floresta atlântica, e B. serra que também ocorre na região do chaco e algumas áreas xéricas da Bolívia. O clado C inclui espécies restritas a ambientes florestais, B. morreniana, B. scarlatina e B. tubulosa na floresta amazônica e, B. aff. tubulosa e B. auriculata encontradas na floresta atlântica (Fig. 4). A filogenia aqui obtida demonstra que as espécies do cerrado (exceto por B. irwinii) tiveram uma única origem e que alguns táxons deste clado (e.g. B. serra e B. balansae) diversificaram seus locais de ocorrência posteriormente. Também é possível inferir que as espécies da floresta amazônica também formam um grupo. Entretanto, para entender o real processo de radiação biogeográfica necessita-se de um estudo que inclua todas as espécies do gênero. 47 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) 57 Cryptanthus bromelioides Aechmea gustavoi Clado C 54 57 Clado E 77 Clado D Clado F Clado B Clado A n Figura 1 - Consenso estrito de duas árvores igualmente parcimoniosas com 796 passos. Números sobre os ramos mostram o valor do “bootstrap”. CI= 0,274; RI= 0,440, RC= 0,121.--- Subgênero Distiacanthus, subgênero Bromelia, subgênero Karatas. 48 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Cryptanthus bromelioides Aechmea gustavoi Figura 2- Distribuição dos estados do caráter nove: presença de pecíolo, ausência de pecíolo. 49 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Cryptanthus bromelioides Aechmea gustavoi Figura 3- Distribuição dos estados do caráter 18: pedúnculo incluso na roseta, pedúnculo emergindo à roseta. 50 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Cryptanthus bromelioides Aechmea gustavoi Figura 4- Cladograma mostrando a distribuição geográfica das espécies: Floresta Amazônica; Floresta Atlântica; América Central; Cerrado; Caatinga; Cordilheira dos Andes. 51 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) O clado que inclui os demais gêneros da subfamília possui como sinapomorfias: indumento lepidoto no pedúnculo, bráctea floral e sépalas, mais que duas células no pedículo das escamas e aparelho estomático acima do nível da epiderme. Ananas surge na base deste clado e, assim como em Givinish et al. (2004, 2007), em ramificação subseqüente à Bromelia, diferentemente de Terry et al. (1997), onde Ananas emerge em uma politomia juntamente com Bromelia, Cryptanthus, Orthophytum e o clado no qual os outros gêneros de Bromelioideae estão incluídos. Apesar de Ananas fritzmulleri ser facilmente confundido com Bromelia antiacantha quando estéril, a espécie aparece em clado distinto ao de Bromelia, tratando esta semelhança, provavelmente, apenas de convergência. Após a ramificação de Ananas o próximo agrupamento deste clado compreende Fascicularia bicolor, Ortophytum burlemarxii e Aechmea gustavoii. Embora sejam semelhantes em algumas características morfológicas às espécies de Bromelia com inflorescência nidular, o cladograma obtido demonstra que estas espécies são distantes filogeneticamente. Tal informação contrapõe-se a Schulte et al. (2005) que obteve Bromelia em uma politomia com Fernseea e Fascicularia + Ochagavia + Deinacanthon. Logo, a futura inclusão desses dois últimos gêneros torna-se necessária podendo assim, modificar a topologia da árvore aqui apresentada. Por outro lado, Ortophytum que aparecia em uma politomia em Terry et al. (1997) e Schulte et al. (2005), na presente análise apresenta-se melhor resolvido. Da mesma forma, Cryptanthus, surge melhor resolvido dentro de Bromelioideae, como grupo irmão do clado Canistropsis + Nidularium + Quesnelia + Aechmea sustentado por: forma da sépala lanceolada e células da hipoderme aqüífera arredondadas. Entretanto, novas espécies deste gênero devem ser incluídas em uma posterior análise a fim de testar seu monofiletismo contestado por Schulte et al.(2005). Em oposição à Schulte et al. (2005), Givinish et al. (2004, 2007) e Terry et al. (1997) Neoregelia e Nidularium não são irmãos havendo a ramificação de Cryptanthus e Canistropsis, este último ausente nas demais filogenias, entre esses gêneros. Talvez, a combinação dos caracteres morfológicos aqui utilizados aos moleculares gere uma hipótese mais conclusiva e consistente em relação a Neoregelia e Nidularium. Por fim, o gênero Aechmea, não emerge como monofilético, confirmando hipóteses anteriores de diversos outros autores (Schulte et al. 2005, Faria et al. 2004, Alemida 2006, Souza et al. 2007). 52 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Referências Bibliográficas ALMEIDA, V.R. 2006. Filogenia e circunscrição de Quesnelia Gaudch. (BromeliaceaeBromelioideae). Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 86p. BENZING, D.H. 1980. The biology of the bromeliads. Eureka, CA: Mad River Press, 305p. ____. 2000. Bromeliaceae: profile of an adaptive radiation. Cambrigde University Press, 590p. 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Botanical Journal of the Linnean Society. 129:315-332. 56 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Apêndice 1 Material testemunho Aechmea gustavoi J.A.Siqueira & Leme G.Martinelli 15377 (RB). Aechmea mollis L.B.Sm. G.Martinelli et al. 9689 (CEPEC, RB, US), J.G.Jardim et al. 3028 (CEPEC, RB), L.A.Mattos s.n. (CEPEC 727, RB), S.C.Santana et al. 890 (CEPEC, RB). Ananas fritzmuelleri Camargo R.F.Monteiro et al. 178 (RB). Cryptanthus bromelioides Otto & A.Dietr. A.M.F.S.Vaz s.n. (RB 259717), A.M.F.S.Vaz 365 (RB), A.P.Duarte 176 (RB), D.Sucre 3540 (RB), D.Sucre 4440 (RB), D.Sucre 5295 (RB), D.Sucre 5361 (RB), G.Martinelli 2843 (RB), G.Martinelli 5127 (RB), G.Martinelli 5137 (RB), G.Martinelli 8253 (RB), G.Martinelli et al.11689-A (RB), G.Martinelli 11689-B (RB), G.Martinelli et al. 11179 (RB), L.C.Gurken 2 (RB), L.C.Gurken 26 (RB), P.C.Hutchinson 8809 (RB), P.C.Hutchinson 8813 (RB), R.César & R.Marquete 124 (RB), R.Marquete et al. 683 (RB), R.Marquete 1176 (RB), R.Marquete et al. 1877 (RB), V.F.Ferreria 34 (RB). Encholirium spectabile Mart. ex Schult. & Schult f. C.Porto s.n. (RB 74879), D.Sucre & J.F.Silva 9216 (RB),G.Martinelli 5155 (RB, SPF), G.Martinelli 7669 (RB), G.Martinelli 7673 (RB, SPF), J.C. Kuhlman s.n. (RB 60436), J.C.S. Ancherle s.n. (ALCB 28635, RB), L.Coradin 1993 (CEN, RB), M.Fonseca s.n. (ASE, RB 173009), O.Lützelbeuny 1676 (RB), R.C.Forzza & R.Mello-Silva 3885 (RB, SPF), R.M. Harley 15153 (RB). Fascicularia bicolor (Ruiz & Pav.) Mez F.Billet 3731 (RB). Fernseea itatiaiae (Wawra) Baker A.Brade s.n. (RB 77532), C.Farney 34 (RB), E.Pereira 5781 (RB), G.Martinelli 480 (RB), G.Martinelli et al. 1088 (RB), G.Martinelli 1606 (RB), G.Martinelli & P.Maas 3219 (RB), G.Martinelli & M.Varnier 7767 (RB), H.C.Lima et al. 2538 (RB), R.C.Forzza 3722 (RB, SPF), M.Kuhlmann & O.Handro 947 (RB, SP), P.I.S.Braga 2573 (RB). 57 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Neoregelia cruenta (Graham) L.B.Sm. A.Costa et al. 408 (RB), A.C.Brade 15217 (RB), C.Farney et al. 2323 (RB), C.P.Ferreira (RB, UEC), D.Fernandes et al. 786 (RB), E.M.C.Leme & E.Pereira 1306 (HB, RB), G.Martinelli 556 (RB), G.Martinelli 558 (RB), G.Martinelli 1503a (RB), G.Martinelli et al. 8243 (RB), G.Martinelli et al. 14967 (RB), G.Martinelli et al. 14979 (RB), G.Martinelli et al. 15034 (RB), G.Martinelli et al. 15878 (RB), P.Fiaschi et al. 1151 (CEPEC, RB), J. Jardim et al. 2832 (RB), J.Jardim et al. 4340 (CEPEC, RB), R.A.Kautsky s.n. (RB 325992), R.Braga & P.I.S.Braga 867 (RB), R.Marquete et al. 950 (RB), T.Wendt et al. 155 (RB), T.Wendt et al. 224 (RB). Nidularium procerum Lindm. C.N.Fraga et al. 1024 (RB), D.Fernandes et al. 426 (RB), P.C.A.Fevereiro et al. 44 (RB), T.Fontoura et al. 73 (RB). Orthophytum burlemarxii L.B.Sm. & Read A.M.Carvalho et al. 1065 (CEPEC, RB), G.Martinelli 5335 (RB), G.P.Lewis et al. CFCR 7268 (RB, SPF), R.C.Forzza & R.Mello-Silva 3825 (RB, SPF), S.P.S.Neves & A.A.Conceição 37 (HUEFS, RB). Puya nana Wittm. R.C.Forzza et al. 2293 (CTES, K, LPB, MBM, RB, SI, SPF), R.C.Forzza et al. 2318 (CTES, K, LPB, MBM, RB, SI, SPF). Bromelia antiacantha Bertol. A.Castellanos 23050 (RB), A.Duarte 421 (RB), A.Oliveira & D.Oliveira 1041 (RB), A.S.Grotta 327 (F), B.R.Silva 1076 (RB), B.R.Silva & T.Magalhães 962 (RB), B.R.Silva & C.Morado 976 (RB), B.R.Silva et al. 1285 (RB), B.R.Silva 1300 (RB), C.C.Paula et al. 1067 (VIC), C.N.Fraga et al. 1023 (RB), D.Fernandes & A.Oliveira 400 (RB), D.Fernandes & R.Loyola 767 (RB), D.Gonçalves et al. 36 (RB), D.Sucre & E. Pereira 1309 (RB), D.Sucre & P. I. Braga 3385 (RB), E. Pereira 10653 (MBM), G.Hatschbach 31076 (MBM), G.Martinelli & V.Flechmann 4108 (RB), G.Martinelli et al. 15871 (RB), G.Pabst 6572-A (HB), G. Tessmann s.n. (MBM 17507), Glaziou 12234 (C), I.Rover et al. s.n. (MBML 706), J.A.Jarenkow 495 (PACA), J.C.Lindeman & J.H.de Hass 5400 (RB), J.M.A. Braga et al. 4870 (RB), L.B.Smith 7929 (RB), L.S.Leoni et al. 2027 (HB), O.Camargo et al. 153 (PACA), P.R.Farág & F.C.P.Tatagiba 431 (RB), R.F.Monteiro et al. 263 (RB), R.N.Damasceno 699 (RB), R.M.Britez s.n. (MBM, UPCB), R.Reitz 1188 (PACA), T.Fontoura et al. 7 (RB), T.Wendt & F.D.Rocha 319 (RB), V.S.Fonseca 342 (RB), W.J.J.Colaris 1029 (U). 58 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Bromelia arenaria Ule A.M.Carvalho et al. 1642 (RB), C.C.Conceição et al. 1469 (RB), G.Martinelli & J.Costa 7785 (RB), R.C.Forzza & R.Mello-Silva 3834 (RB, SPF), S.B.Silva & G. C.P.Pinto 312 (HBR), Ule 7151 (F). Bromelia auriculata L.B.Sm. L.Lima-Verde 1222 (EAC, RB). Bromelia balansae Mez A.E.Ramos et al. 1632-A (HEPH), B.R.Silva et al. 1150 (RB, SPF), E.M.C.Leme 2869 (RB), G.Bernardello 931 (CORD), J.Dantas et al.s.n. (RB 251362), L.N.Alboff s.n. (LP, LPS 22237), P.L.Krieger 7631 (CESJ, MBM, SP), R.F.Monteiro et al. 206 (RB, SPF), R.S.Ramos & A.Castellanos 24086 (HB, PEL), V.C.Souza et al. 20726 (ESA, MBM, MT, RB, SPF). Bromelia binotii E. Morren ex Mez A.L.Costa s.n. (HRB 30996), B.R.Silva et al. 984 (RB), G.Hatschbach & J.T.Motta 64027 (MBM), H.B.Leod s.n. (F835856), J.R.Pirani et al. 2422 (RB, SPF), K.D.Barreto et al. 1821 (ESA), L.D.Meireles et al. 253 (ESA), R.F.Monteiro et al. 265 (RB), V.Demuner 1200 (MBML). Bromelia chrysantha Jacq. A.Fernandez 1473 (F, MY), B.Elias 989 (F), B. Elias 1261 (F), H.H.Smith 2344 (F), O.O.Miller 247 (F). Bromelia goyazensis Mez B.R.Silva et al. 1458 (RB), J.C.M.Miranda 126 (UB). Bromelia grandiflora Mez E.M.C.Leme 2200 (RB). Bromelia hemispherica Lam. G.B.H.Timbiriche 6229 (MO), G.B.H.Timbiriche 1221 (F, MO), P.C.Standley 11358 (F), R.M.Laughlin 859 (F). Bromelia horstii Rauh C.Fleming s.n. (RB). 59 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Bromelia interior L.B.Sm. A.P.Duarte 8215 & A.Mattos 615 (HBR, K, P, RB, UB, US), B.R.Silva et al. 1178 (RB, SPF), B.R.Silva et al. 1179 (RB, SPF), B.R.Silva et al. 1206 (RB, SPF), E.M.C.Leme 2555 (RB), R.F.Monteiro et al. 122 (RB), R.F.Monteiro et al. 124 (RB). Bromelia irwinii L.B.Sm. H.S.Irwin et al. 33100 (C, F, NY, US), H.S.Irwin et al. 32980 (F, NY, US). Bromelia karatas L. A.L.Coticio s.n. (ALCB, RB 434970), A.S.Ton 2659 (F), Brade 13989 (RB), B.R Silva 1071 (RB), E.Bello 2903 (F, MO, SEL), E.Matuda 17877 (F), J.A.Steyermark 51256 (F), J.A.Steyermark 61026 (F), J.G.Kuhlmann s.n. (RB 41423), P.Duss 3319 (F), W.E.Broadway s.n. (F 549478), W.R.Anderson 9547 (F, NY, UB). Bromelia lagopus Mez B.R.Silva et al. 1186 (RB), L.R.Noblick & Lemos 3954 (HUEFS, RB), R.F.Monteiro et al. 131 (RB), R.F.Monteiro et al. 129 (RB), R.F.Monteiro et al. 139 (RB). Bromelia lindevaldae Leme & Esteves B.R.Silva et al. 1223 (RB). Bromelia macedoi L.B.Sm. B.R.Silva et al. 1143 (RB), G.P.Silva et al. 1145 (CEN, RB), R.F.Monteiro et al.126 (RB), T.B.Cavalcanti et al. 1579 (CEN, RB). Bromelia minima Leme & Esteves B.R.Silva et al. 1253 (RB, SPF), E.E.Pereira 391(RB). Bromelia morreniana (Regel) Mez G.T. Prance et al. 16484 (INPA, NY). Bromelia pinguin L. B.Trujillo 8962 (F, MY), E. Matuda 17721 (F), E.Matuda 16753 (F), E.Matuda 17721 (F), H.LeSueur 65 (F, TEX), J.A.Stayermark 62868 (F), J.J.Rickecker 284 (F), K.Barringer et al. 2850 (F), L.O.Williams & R.P.Williams 18915 (EAP, F), L.Williams 9752 (F), M.Nee & K.Taylor 26625 (F), M.Nee 22284 (F), P.C.Standley & J.Chacón 5677 (F), P.C.Standley 9578 (F), R.M.Laughin 858 (F), Roadside 342 (F), T.B.Croat 9746 (F, MO), W.C.Burger & M.Burger (F). 60 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Bromelia reversacantha Mez B.R.Silva et al. 1187 (RB, SPF), B.R.Silva et al. 1190 (RB, SPF), B.R.Silva et al. 1226 (RB, SPF), R.C.Forzza et al.1072 (RB, SPF), R.C.Mendonça et al. 3130 (IBGE), R.F.Monteiro et al. 130 (RB). Bromelia scarlatina (Hort. ex Hérincq) E. Morren J.Treacy & J.B.Alcorn 52 (F), T.Plowman et al. 7032 (F, GH, USM), Bromelia serra Griseb. A.L.Cabrera & H.A.Fabris 16039 (C, LPS), A.L.Cabrera et al. 14640 (LPS), A.L.Cabrera & R.Kiesling 20276 (LPS), A.T.Hunziker & R.Subilis s.n. (CORD 24761), Castellanos s.n. (RB 34741), G.Bernardello 418 (CORD), G. Hieronymus s.n. (CORD), G.Martinelli 5887 (K, RB, UB, US), R.C.Forzza et al. 2320 (CTES, K, LPB, MBM, RB, SI, SPF), R.C.Forzza et al. 2289 (CTES, LPB, MBM, RB, SI, SPF), R.C.Forzza & R. Mello-Silva 3762 (RB, SPF), R.C.Forzza & R.Mello-Silva 3765 (RB, SPF), R.C.Forzza & R.Mello-Silva 3906 (RB, SPF), R.F.Monteiro et al. 232 (RB, SPF), R.F.Monteiro et al. 233 (RB, SPF), S.Venturi 2889, 8107 (LPS). Bromelia aff. tubulosa L.B.Sm. D.A.Folli 3674 (CVRD, RB), R.F.Monteiro et al. 280 (RB), R.F.Monteiro et al. 283 (RB), R.F.Monteiro et al. 319 (RB). Bromelia tubulosa L.B.Sm. M.J.Pires & N.T.Silva 1661 (INPA, MG). Bromelia villosa Mez B.R.Silva et al. 1234 (RB), C.A.M.Lindman 2431a (UB), D.Philcox & A.Ferreira 4568 (MBM), G.Argent et al. 6750 (UB), G.Hatschbach & C.Koczicki 33083 (MBM), G.Hatschbach 38328 (F), T.Plowman et al. 8813 (F). 61 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Apêndice 2 Figura 1 – A. Bromelia antiacantha, B. B. arenaria (Foto: E.M.C.Leme), C. B. binotii, D. B. goyazensis, E. B. serra, F. B. reversacantha. 62 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Figura 2 – A. Bromelia lagopus, B. B. macedoi, C. B. minima (Foto: E.M.C.Leme), D. B. scarlatina (Foto: T. Plowman), E. B. interior, F. B. villosa. 63 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Figura 3 – Caracteres vegetativos. Posição das folhas em relação ao eixo central durante a floração: A. 90º, B. 45º. Orientação dos acúleos: C. antrorso, D. retrorso, E. antrorso e retrorso. Pecíolo: F. presente, G. ausente. 64 Capítulo 2 – Filogenia morfológica de Bromelia (Bromeliaceae, Bromelioideae) Figura 4 – Caracteres vegetativos e florais. Tipo de indumento da bainha foliar na face abaxial: A. seríceo, B. flocoso. Disposição das flores na inflorescência: C. laxas, D. congestas. Tamanho da bráctea floral: E. diminuta, F. excedendo/igualando o ovário. Coloração e posição do ápice das pétalas: G. vermelhas/ereto, H. roxas/recurvado (BF = Bráctea floral). 65 CONCLUSÕES GERAIS Conclusões Gerais A estrutura anatômica foliar das espécies de Bromelia segue o padrão anteriormente descrito para a família (Tomlinson 1969). Entretanto, algumas características, e.g. forma das calotas de fibras dos feixes de menor calibre, presença de parênquima clorofiliano empaliçado, presença de ráfides, células epidérmicas com papilosidades, forma das células do parênquima braciforme, posição do aparelho estomático em relação à epiderme, são extremamente variáveis interespecificamente, provando sua considerável utilidade na taxonomia do gênero. Caracteres morfológicos, ainda que homoplásticos, são importantes na construção de hipóteses evolutivas de Bromeliaceae, visto que dados moleculares isolados já se mostraram muito pouco informativos no nível de espécie (Faria 2006) e de gênero (Terry et al. 1997). Assim, recomenda-se a combinação de caracteres morfológicos, incluindo palinológicos e anatômicos, com macromeleculares com a finalidade de se obter árvores com uma maior resolução e suporte (e.g. Sousa 2007). Assim como os caracteres de morfologia externa, os de anatomia foliar mostraram-se altamente homoplásticos. Contudo, associados, são bastante informativos para obtenção de uma hipótese filogenética no gênero e sustentam vários clados. Ainda que as delimitações genéricas sejam caóticas dentro de Bromelioideae, Bromelia mostrou-se como um grupo conciso dês de que Fernseea seja incluído no gênero. A posição basal do clado Bromelia/Fernseea obtida no presente estudo, corrobora as hipóteses filogenéticas geradas a partir de caracteres macromoleculares (Terry et al. 1997, Givinish 2004, 2007, Schulte et al. 2005). Este resultado evidencia que caracteres morfológicos, apesar de serem alvo de criticas constantes (Scotland et al. 2003), podem gerar informações preciosas à cerca da evolução de grupos. Os subgêneros Bromelia e Karatas são parafiléticos, em oposição ao Distiacanthus, que forma um grupo natural. A fragilidade dessa classificação infragenérica proposta por Mez (1891), anteriormente relatada por Smith & Downs (1979), é corroborada no presente estudo e deve ser ignorada. Por fim, os diversos clados obtidos na análise de parcimônia sugerem uma maior proximidade filogenética entre as espécies que ocorrem nos mesmos domínios fitogeográficos. Sendo assim, sugere-se um estudo aprofundado sobre o assunto, buscando o real centro de origem e radiação evolutiva do gênero. 67 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALMEIDA, V.R. 2006. Filogenia e circunscrição de Quesnelia Guadch. (BromeliaceaeBromelioideae). Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Rio de Janeiro, UFRJ, Rio de Janeiro, Brasil, 86p. BENZING, D.H. 1980. The Biology of the Bromeliads. Eureka, CA: Mad River Press, 305p. ____. 2000. Bromeliaceae: Profile of an adaptive radiation. Cambrigde University Press, 590p. CHASE, M.W.; STEVENSON, D.W.; WILKIN, P. & RUDALL, P.J. 1995. Monocot systematics: a combined analysis. In: P. J. RUDALL; P.J. CRIBB; D.F. CUTLER & C.J. HUMPHRIES (eds.), Monocotyledons: Systematics and evolution. Royal Botanical Gardens, Kew, pp. 109-137. 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