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Artigo de revisão Tropical Conservation Science Volume 12: 1-21 ! The Author (s) 2019 Article Reuse Guidelines: sagepub.com/journals- permissions DOI: 10.1177 / 1940082919877479 journals.sagepub.com/home/trc Uma revisão do conhecimento atual de Zamiaceae, com ênfase em ZamiaDa américa do sul Rosane Segalla1,2 , Francismeire Jane Telles3, Fábio Pinheiro4e Patr- ıcia Morellato2 Resumo Zamiaceae, uma família da antiga ordem Cycadales, está distribuída nas regiões tropicais e subtropicais do Velho e do Novo Mundo. Aqui, apresentamos uma revisão sistemática de Zamiaceae com ênfase emZamia espécies da América do Sul. Nosso objetivo é (a) estabelecer o conhecimento atual, (b) identificar lacunas de pesquisa, e (c) indicar direções para estudos futuros, discutindo a ecologia e a conservação das espécies sul-americanas. A pesquisa recuperou 508 artigos, classificados em 11 tópicos de pesquisa: taxonomia e sistemática, morfologia, bioquímica, genética, filogeografia, ecologia de populações, biologia reprodutiva, interações ecológicas, propagação de plantas, conservação e revisões. O número de publicações dobrou no século 21, principalmente com foco na genética (n ¼60), taxonomia e sistemática (n¼ 52), morfologia(n¼ 36), interações ecológicas (n¼30), e um interesse crescente na ecologia populacional (n¼29) e conservação(n¼ 32). Os estudos estão concentrados na América do Norte e Central (54% de todos os estudos) com apenas 6% (29) abordando espécies da América do Sul.Zamia. No geral, estudos apontam o papel fundamental dos polinizadores na promoção do fluxo gênico por meio da dispersão do pólen entre as populações de Zamiaceae. Portanto, é necessário investigar a história natural, ecologia, biologia reprodutiva, genética e filogeografia, especialmente para as espécies da América do Sul. Além disso, a implantação de coleções in situ e ex situ e bancos de germoplasma vinculados a jardins botânicos são essenciais para a conservação e restabelecimento das populações locais de populações criticamente ameaçadas de extinção.Zamia espécies na América do Sul. Concomitantemente, sugerimos estudos que modelem a distribuição deZamia espécies em cenários futuros de mudanças climáticas. Palavras-chave sistema reprodutivo, interações ecológicas, conservação de cicadáceas, dispersão de sementes, filogeografia Introdução A família Zamiaceae, juntamente com Cycadaceae e Stangeriaceae, formam um grupo monofilético pertencente à ordem Cycadales, uma linhagem antiga de plantas vasculares (Donaldson, Dehgan, Vovides, & Tang, 2003; Grobbelaar, 2002; Norstog & Nicholls, 1997; Walters, Osborne, & Decker, 2004). Embora Cycadales ocupe uma posição filogenética chave entre as plantas terrestres atuais, exibindo características que fazem a transição entre plantas vasculares sem sementes e plantas com sementes mais derivadas, os aspectos ecológicos e reprodutivos das espécies de Zamiaceae ainda são pouco explorados (Krieg, Watkins, Chambers, & Husby, 2017), especialmente no gêneroZamia da América do Sul. Compreensão deZamia evolução, incluindo a evolução das estratégias reprodutivas e interações mutualísticas (Tang, Xu, et al., 2018; Vovides, 2000), são fundamentais para a sua conservação. 1Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso, Cáceres, Brasil 2Departamento de Botânica, Laborato - rio de Fenologia, Instituto de Biociências, Universidade Estadual Paulista UNESP, Rio Claro, Brasil 3Programa de Po- s-Graduaç ~ ao em Ecologia e Conservaç ~ ao de Recursos Naturais, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, Brasil 4Departamento de Biologia Vegetal, Instituto de Biologia, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, Brasil Recebido em 31 de janeiro de 2019; Aceito em 30 de agosto de 2019 Autor correspondente: Rosane Segalla, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso, Campus Cáceres, Avenida dos Ramires, s / n, CEP: 78200-000, MT, Brasil. Email: rosane.segalla@cas.ifmt.edu.br Creative Commons Não Comercial CC BY-NC: Este artigo é distribuído sob os termos da Licença Creative Commons Atribuição-Não Comercial 4.0 (http://www.creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/) que permite o uso não comercial uso, reprodução e dis- tributação do trabalho sem permissão adicional, desde que o trabalho original seja atribuído conforme especificado nas páginas SAGE e Open Access (https: // us. sagepub.com/en-us/nam/open-access-at-sage). Traduzido do Inglês para o Português - www.onlinedoctranslator.com https://orcid.org/0000-0002-2821-687X mailto:rosane.segalla@cas.ifmt.edu.br http://us.sagepub.com/en-us/journals-permissions http://dx.doi.org/10.1177/1940082919877479 journals.sagepub.com/home/trc http://crossmark.crossref.org/dialog/?doi=10.1177%2F1940082919877479&domain=pdf&date_stamp=2019-10-22 https://www.onlinedoctranslator.com/pt/?utm_source=onlinedoctranslator&utm_medium=pdf&utm_campaign=attribution 2 Ciência da Conservação Tropical Zamiaceae é composta por sete gêneros e 235 espécies, de acordo com a análise cladística de Stevenson (1990) e classificação formal de Stevenson (1992):Ceratozamia Brongniart (31), Dioon Lindley (16),Encephalartos Lehmann (65), Lepidozamia Regel (2),Macrozamia Miquel (41), Microcycas (Miq.) A. DC. (1), eZamia L. (80) (Calonje, Stevenson, & Osborne, 2019), que são distribuídos por toda a África, Américas, Austrália e Grandes Antilhas (Donaldson et al., 2003; Stevenson, 2004a; Taylor, Haynes, Stevenson, Holzman , & Mendieta, 2012; Walters et al., 2004). Nas Américas, as espécies de Zamiaceae ocorrem desde o nível do mar até uma altitude de 2.500 m, em solos calcários bem drenados e diferentes tipos de habitat, como florestas tropicais, savanas, dunas, pântanos e desertos (Lopez- Gallego, 2015; Stevenson, 2004a ; Whitelock, 2002). A maior diversidade de espécies é encontrada nos gêneros. Ceratozamia, Dioon, e Zamia, todos endêmicos para o Novo Mundo (Lopez-Gallego, 2015; Stevenson et al., 2003; Stevenson, 2004a; Taylor et al., 2012; Walters et al., 2004). Daqueles,Zamia é considerado o gênero mais diverso das cicadáceas existentes em termos de ecologia e morfologia (Calonje, Stevenson, et al., 2019; Norstog & Nicholls, 1997). MuitosZamia as populações sofrem com a perda de habitat e frequentemente ocorrem em populações pequenas e disjuntas (Calonje, Meerow, et al., 2019; Mankga & Yessoufou, 2017; Stevenson, 1993; Walters et al., 2004). Informações relativas Zamia populações (estrutura, dinâmica, interações, etc.) são escassas e uma das explicações é o difícil acesso às populações, dada a sua distribuição remota, dificultando as pesquisas e ações de conservação das espécies, embora muitas estejam ameaçadas de extinção e ocorram fora de áreas protegidas (Calonje, Stevenson, et al., 2019; Donaldson, 2003; Lopez- Gallego, 2015; Mankga & Yessoufou, 2017; Stevenson et al., 2003). A maioria das áreas ondeZamia espécies que ocorrem na América do Sul também são consideradas focos de biodiversidade (Stevenson et al., 2003). Nesta revisão, objetivamos reunir informações sobre a família Zamiaceae a partir de um levantamento sistemático de estudos em diferentes bancos de dados. Nós nos concentramos principalmente na ecologia e biologia reprodutiva deZamia, especialmente as espécies da América do Sul. Nosso objetivo é (a) estabelecer o conhecimento atual, (b) identificar lacunas de pesquisa, e (c) indicar direções para estudos futuros, enfatizando a ecologia e conservação das espécies subestimadas da América do Sul.Zamia, no âmbito da revisão da literatura de Zamiaceae. Cycads e a International Union for Conservation of Nature usando o mesmo termo. Publicações indexadas (DOI, ISSN e ISBN), bem como os papéis clássicos e monografias relevantes não indexados (listados em Arquivos em Suplemento de Dados - FDS) foram incluídos nesta revisão. Dados não publicados foram incluídos apenas se dos autores desta revisão. Após a compilação, realizamos uma classificação sistemática dos estudos,resumindo os temas mais importantes apontados em cada artigo revisado, resultando em 11 tópicos de pesquisa: taxonomia e sistemática, morfologia, bioquímica (composição bioquímica), genética, filogeografia, ecologia populacional, reprodutiva biologia, interações ecológicas (mutualismo e antagonismo), propagação de plantas, conservação e revisões. Após a classificação, para cada estudo, extraímos as seguintes informações: ano de publicação, região geográfica (região principal ou área de distribuição local), espécie em estudo e, se aplicável, o tipo de interação (mutualismo / antagonismo / outro) e agente de interação (nome da espécie em interação). Todos os estudos pesquisados e informações adicionais podem ser encontrados no FDS. Considerando o pequeno número de publicações na América do Sul (FDS) e a fim de mostrar a distribuição atual da Zamia nesta região em diferentes tipos de vegetação, de acordo com a classificação de Olson et al. (2001), criamos um mapa de distribuição deZamia espécies usando os dados disponíveis no Global Biodiversity Information Facility (2019), SpeciesLink (2018), e publicações apresentando coordenadas geográficas ou indicações de localidades das espécies (Segalla & Calonje, 2019). A classificação de Olson foi extraída de http://www.worldwildlife.org/publications/ terrestrialecoregions-of-the-world) e a manipulação de dados geoespaciais foi feita usando QGIS (http // qgis.osgeo. Org). Para identificar as lacunas de conhecimento e orientar esforços futuros, também compilamos informações deZamia espécies da América do Sul, incluindo seu status de conservação de acordo com a União Internacional para Conservação da Natureza (IUCN; Calonje, Stevenson, et al., 2019 na Lista Mundial de Cycads — http: // www.cycadlist.org, 2013-2019, e Lista Vermelha de Espécies Ameaçadas - IUCN 2010-2019 em https:// www.iucnredlist.org) e possíveis causas para o declínio da população. O conhecimento de Zamiaceae ao longo do tempo, tópico de pesquisa, espécies e continentes Revisamos 508 estudos que abordaram Zamiaceae de acordo com nossos critérios de revisão (FDS). O primeiro estudo data de 1897 (Webber, 1897), descrevendo a dinâmica do tubo polínico deZamia integrifolia Lf (Webber, 1897). Este estudo foi acompanhado por publicações esparsas até a década de 1980, totalizando 34 artigos, a maioria relacionados à morfologia (n¼ 12), propagação (n¼ 5) e bioquímica Método de revisão Pesquisamos nos bancos de dados da Web of Science e do Google Scholar usando o termo Zamia * para compilar estudos sobre Zamiaceae e Zamia até junho de 2018. Também pesquisamos The Cycad Society, The World List of http://www.worldwildlife.org/publications/ terrestrial-ecoregions-of-the-world http://www.worldwildlife.org/publications/ terrestrial-ecoregions-of-the-world http//qgis.osgeo.org http//qgis.osgeo.org http://www.cycadlist.org https://www.iucnredlist.org Segalla et al. 3 Figura 1. Resumo da revisão Zamiaceae. (a) Número de publicações revisadas por década, entre 1871 e junho de 2018. (b) Número de publicações pesquisadas de acordo com os tópicos de pesquisa definidos na revisão: taxonomia e sistemática, morfologia, composição bioquímica, genética, filogeografia, ecologia populacional, biologia reprodutiva , interações ecológicas, propagação de plantas, conservação e revisões. (n¼4) de Zamiaceae. Agrupamos os estudos em cinco períodos, sendo o primeiro de 1891 a 1980 (Figura 1 (a)). A partir da década de 1980, a pesquisa sobre Zamiaceae mostrou um aumento significativo (n¼70) focando principalmente em taxonomia e sistemática (n¼15), interações ecológicas (n¼12), e um número semelhante de estudos em morfologia (n¼13). Do período de 1991 a 2000 ( n¼ 76), os pesquisadores mantiveram seu interesse em taxonomia e sistemática (n¼12) e interações ecológicas (n¼ 12), mas agora também se ramificou na genética (n¼ 11), com bioquímica, morfologia, ecologia populacional e propagação com números semelhantes de publicações (seis a nove estudos). O número de publicações dobrou após o século 21 (n¼328), com pesquisas enfocando genética (n¼ 60), taxonomia e sistemática (n¼ 52), comentários (n¼41), morfologia (n¼ 36), interações ecológicas (n¼30), e um interesse surpreendentemente crescente na ecologia populacional (n¼29) e conservação (n¼32) (Figura 1 (a) e (b)). Nossa revisão revelou que ao longo das décadas, os seguintes tópicos de pesquisa predominaram, com mais de 30 publicações sobre cada um: interações ecológicas ( n¼ 57), comentários (n¼ 49), ecologia populacional (n¼ 45), conservação (n¼ 36), e propagação (n¼ 32) (Figura 1 (b), FDS). Taxonomia e sistemática, genética e Os tópicos de pesquisa em morfologia tiveram mais de 60 publicações cada, indicando que a maioria dos estudos sobre Zamiaceae tem um aspecto mais descritivo / comparativo. Os tópicos de pesquisa menos estudados foram biologia reprodutiva (n¼25), bioquímica (n¼23), e filogeografia (n¼ 11). Atualmente, um enfoque multidisciplinar combinando dados morfológicos, anatômicos e moleculares tem sido utilizado para abordar questões relacionadas aos processos de especiação, considerando também as condições climáticas e a biogeografia das espécies, conforme descrito para os gêneros.Ceratozamia (Vovides, Stevenson, Pérez-Farrera, Lo - pez, & Avendan~ o, 2016) e Dioon (Vovides et al., 2018). O grande número de revisões e estudos enfocando taxonomia e sistemática, morfologia e genética podem estar ligados à existência de centros de pesquisa que contêm grandes herbários com importantes coleções de cicadáceas, como o Instituto Nacional de Botânico da África do Sul (África do Sul), o Montgomery Botanical Center em Miami (EUA) e Nong Nooch Tropical Garden (Tailândia) (Walters, 2003). No entanto, trabalho taxonômico adicional é necessário para resolver questões taxonômicas de espécies do Brasil, Venezuela e Colômbia (Calonje, Meerow, et al., 2019). O aumento gradual de estudos com foco em ecologia e conservação populacional é 4 Ciência da Conservação Tropical Figura 2. Número de espécies por gênero (barra preta), número de espécies estudadas (cinza claro) e de estudos por espécie (cinza escuro) na família Zamiaceae. muito provavelmente devido à crescente destruição de habitats adequados para as populações de cicadáceas em todo o mundo, um fator notável desde o início do século 21. Finalmente, o número reduzido de estudos abordando biologia reprodutiva, bioquímica e filogeografia poderia ser explicado pelo fato de esses tópicos de pesquisa serem mais caros em tempo e recursos, exigindo extenso trabalho de campo ou análises tecnológicas caras nem sempre acessíveis, especialmente até recentemente no Novo Mundo. Considerando a diversidade de espécies, os gêneros de Zamiaceae mais estudados são Zamia, Encephalartos, Ceratozamia, Dioon, e Macrozamia (Figura 2). A maioria dos estudos concentra-se em morfologia e genética (FDS). Apesar do número de estudos, as informações ainda são escassas, principalmente paraZamia e Encephalartos (FDS). Além disso,Microcycas e Lepidozamia possuem poucas espécies e, portanto, estudos levantados (Figura 2, FDS). A maioria dos estudos de Zamiaceae estão concentrados no continente norte-americano (n¼273), correspondendo a 54% de todos os estudos encontrados em nossa pesquisa, seguido pela África(n¼73; 14%), Austrália (n¼54; 11%), América do Sul(n¼31; 6%), Europa (n¼23; 5%) e Ásia (n¼ 14; 3%). Os 7% restantes (n¼40) correspondem a comentários. Os estudos identificados como originários da América do Norte e da Europa são classificados como tal devido à afiliação dos autores principais. É interessante notar que, embora as espécies não ocorram naturalmente nessas áreas, uma parte considerável dos estudos tem sido feita por pesquisadores dessas regiões. Em relação às espécies do Novo Mundo, a grande maioria dos estudos foi realizada na América do Norte e Central (FDS). México, o país com mais estudos em Zamiaceae, detéma maior diversidade de cicadáceas nos Neotrópicos com uma alta porcentagem de espécies endêmicas (Lopez-Gallego, 2015; Nicolalde-Morejo- n et al., 2014; Vovides et al., 2003). Das 62 espécies de cicadáceas encontradas no México, 58 são endêmicas (Calonje, Stevenson, et al., 2019), das quaisZamia furfuracea Lf, Dioon eduleLindl., E Ceratozamia mexicana Brongn. são os mais estudados (Nicolalde-Morejo - n et al., 2014). México é também uma exceção em relação aos planos de ação para a conservação. O país tem desenvolvido ações de conservação local com base em coleções nacionais, jardins botânicos, investindo no uso sustentável de espécies de cicadáceas por meio de programas educacionais (Donaldson, 2003; Lázaro-Zermen ~ o, González- Espinosa, Mendoza, & Mart-ınez-Ramos, 2011; Pérez-Farrera, Quintana-Ascencio, Salvatierra, & Vovides, 2000; Pérez-Farrera & Vovides, 2006; Vovides, Iglesias, Luna, & Balcázar, 2013; Vite, Pulido & Vázquez, 2013). Seguindo este exemplo, a Austrália e a África do Sul também aumentaram o número de estudos relacionados com cicadácea (FDS). Esses estudos e esforços são necessários na América do Sul. No entanto, devido às inúmeras fronteiras políticas através da distribuição geográfica das cicadáceas nas Américas, os esforços de pesquisa têm evoluído lentamente (Terry et al., 2012). Em Zamiaceae, Zamia é o gênero com maior número de espécies (80), das quais 30 são encontradas em toda a América do Sul (Figura 3). Apesar de muitas espécies terem sido bem estudadas, outras ainda requerem pesquisa básica (Tabela 1). A taxa de perda de habitat aumentou mais rápido do que os dados de distribuição de espécies são atualizados, dando a impressão errada de que as populações estão estáveis quando na verdade os números estão diminuindo rapidamente e estão em perigo. Além disso, a natureza disjunta das populações torna difícil avaliar sua dinâmica ou Segalla et al. 5 Figura 3. Distribuição geográfica das 30 espécies de Zamiaceae da América do Sul considerando os diferentes tipos de vegetação onde ocorrem. estabilidade em diferentes cenários sem extenso trabalho de campo. Esta é uma limitação crítica na América do Sul (Donaldson et al., 2003; Stevenson, 1993). As 30 espécies de Zamia que ocorrem na América do Sul estão distribuídas entre Brasil, Colômbia, Equador, Peru e Venezuela (Calonje, Stevenson, et al., 2019). A Colômbia tem 21 espécies de Zamia com populações em todas as regiões biogeográficas (Lopez-Gallego, 2015). Cerca de 62% dessas espécies são consideradas endêmicas da América do Sul e estão distribuídas nos elementos florísticos do Choco. -, montane, R-ıo Magdalena Valley e Amazonian Basin (Lopez-Gallego, 2015; Stevenson, 2004b). Brasil e Bolívia possuem espécies que habitam os ecossistemas da Bacia Amazônica, Cerrado (Cerrado) e o áreas de transição entre os dois (Segalla & Calonje, 2019). Para espécies que afetam regiões semelhantes, mas cruzam fronteiras geográficas, esforços de pesquisa e planos conjuntos de conservação devem ser estabelecidos entre os países. Biologia Reprodutiva e Interações Ecológicas em Zamiaceae A maioria dos estudos com foco em interações ecológicas envolvem Ceratozamia, Dioon, e Zamia. Assim, nos concentramos nesses gêneros. Aspectos básicos da morfologia das estruturas reprodutivas, comuns a todas as cicadáceas, foram revisados anteriormente em outro lugar (Stevenson, 1993; Stevenson, 2004a; Terry et al., 2012). Ta be la 1 . V is ão g er al d os e st ud os p os sí ve is c om o g ên er o Za m ia D a Am ér ic a do S ul : E st ad o de c on se rv aç ão d as e sp éc ie s, c au sa s po te nc ia is d e de cl ín io p op ul ac io na l e tó pi co s pa ra e st ud os fu tu ro s. Tó pi co s su ge rid os p ar a es tu do s fu tu ro s N at ur al hi st ór ia e fe no lo gi a 1 Po pu la çõ es re st ab el ec im en to tr an sl oc aç õe s 6 Ex s itu co le çõ es / Ba nc o de g er m op la sm a 7 In te rn ac io na l co ns er va çã o aç õe s 10 Co ns er va çã o st at us Ca us as d a po pu la çã o de cl ín io d a çã o Po pu la çã o Re pr od ut iv o Ec ol óg ic o H ab ita t ca ra ct er ís tic as Et no bo tâ ni ca / Ec ot ur is m o 9 Za m ia ce ae T ax a di nâ m ic a 2 bi ol og ia 3 in te ra çã o 4 Fi lo ge og ra fia 8 Fo nt e 5 Za m ia a m az on um D W S te v. Q ua se a m ea ça - en ed / Vu ln er áv el Cr iti ca m en te am ea ça da s de e xt in çã o Q ua se a m ea ça - en ed / Vu ln er áv el Am ea ça da s de e xt in çã o Pe rd a de h ab ita t X X X X X X X X X X 1, 9 Za m ia a m pl ifo lia W . B ul l ex M as t. Za m ia b ol iv ia na (B ro ng n. ) A. D C. Pe qu en a ár ea d e oc up aç ão X X X X X 1, 9 Po pu la çã o fr ag m en ta da X X X X X X 1, 2 , 9 Za m ia b ra si lie ns is C al on je & S eg al la Za m ia c hi gu a Pa re ce r. Pe qu en a ár ea d e oc up aç ão X X X X X X X X X 13 Q ua se a m ea ça - en ed / Vu ln er áv el cr iti ca m en te Am ea ça da s de e xt in çã o Vu ln er áv el / Am ea ça da s de e xt in çã o Cr iti ca m en te am ea ça da s de e xt in çã o Cr iti ca m en te am ea ça da s de e xt in çã o Pe rd a de h ab ita t/ O ut ra s ca us as X 1, 7 , 9 Za m ia D is od on D W S te v. & S ab at o Za m ia e nc ep ha la rt oi de s D W S te v. Za m ia g en tr yi D od so n Pe qu en a ár ea d e oc up aç ão X X X 1, 9 Pe qu en a ár ea d e oc up aç ão X X X X X 1, 9 Pe qu en a ár ea d e oc up aç ão / Pe rd a de h ab ita t Pe qu en a ár ea d e oc up aç ão / Pe rd a de h ab ita t/ Co m ér ci o ile ga l Pe qu en a ár ea d e oc up aç ão / Fr ag m en ta do po pu la çã o Pe rd a de h ab ita t/ Pe tr ól eo e M in ér io ex pl or aç ão Pe rd a de h ab ita t X X X X X 1, 9 Za m ia h ui le ns is C al on je , Es qu iv el e S te v X X X X 1, 6 Za m ia h im en of ilí di a D W S te v. Cr iti ca m en te am ea ça da s de e xt in çã o X X X X X X 1, 9 Za m ia in có gn ita U M A. Li nd st r. & Id ár ra ga Vu ln er áv el X X 1, 7 , 8 , 9 Za m ia L ec oi nt ei D uc ke Q ua se a m ea ça - en ed / Vu ln er áv el D ad os d ef ic ie nt es X X X 1, 9 Za m ia li nd en ii Re ge l ex A nd ré Za m ia m ac ro ch ie ra D W S te v. Za m ia li nd os en si s D W St ev ., D . C ár de na s & N . Ca st a ~ no Za m ia m an ic at a Li nd en e x Re ge l Pe rd a de h ab ita t X X X X 3, 9 Cr iti ca m en te am ea ça da s de e xt in çã o Am ea ça da s de e xt in çã o Pe rd a de h ab ita t X X X X X X 1, 9 Pe rd a de h ab ita t/ Ag ríc ol a ex pa ns ão X X X X X X 1, 9 ,1 0 Q ua se a m ea ça - en ed / Vu ln er áv el Am ea ça da s de e xt in çã o U so a tu al d a te rr a e oc up aç ão X X X 1, 9 Za m ia m el an or rh ac hi s D W S te v. Pe rd a de h ab ita t / p eq ue na á re a de o cu pa çã o X X X X 1, 9 (c on tín uo ) Ta be la 1 . C on tín uo . Tó pi co s su ge rid os p ar a es tu do s fu tu ro s N at ur al hi st ór ia e fe no lo gi a 1 Po pu la çõ es re st ab el ec im en to tr an sl oc aç õe s 6 Ex s itu co le çõ es / Ba nc o de g er m op la sm a 7 In te rn ac io na l co ns er va çã o aç õe s 10 Co ns er va çã o st at us Ca us as d a po pu la çã o de cl ín io d a çã o Po pu la çã o Re pr od ut iv o Ec ol óg ic o H ab ita t ca ra ct er ís tic as Et no bo tâ nica / Ec ot ur is m o 9 Za m ia ce ae T ax a di nâ m ic a 2 bi ol og ia 3 in te ra çã o 4 Fi lo ge og ra fia 8 Fo nt e 5 Za m ia m on ta na A . B ra un Cr iti ca m en te am ea ça da s de e xt in çã o Q ua se a m ea ça - en ed / Vu ln er áv el Q ua se a m ea ça - en ed / Vu ln er áv el Am ea ça da s de e xt in çã o Pe qu en a ár ea d e oc up aç ão / Pe rd a de h ab ita t Po pu la çã o fr ag m en ta da / U so a tu al d a te rr a e oc up aç ão Pe rd a de h ab ita t X X X X X 1, 9 Za m ia m ur ic at a W ill d. X X X X X 1, 7 , 9 Za m ia o bl iq ua A . B ra un X X X 1, 7 , 9 Za m ia o lig od on ta E . Ca ld er o- n & D W S te v. Za m ia p au ci fo lio - la ta C al on je Za m ia p oe pp ig ia na M ar t. E Ei ch le r Za m ia p yr op hy lla C al on je , D W S te v. E A. L in ds tr . Za m ia re st re po i ( D W St ev .) A. L in ds tr . Za m ia R oe zl ii Li nd en Pe rd a de h ab ita t/ Co m ér ci o ile ga l X X X X X 1, 1 2 Am ea ça da s de e xt in çã o Pe rd a de h ab ita t / p eq ue na á re a de o cu pa çã o Pe rd a de h ab ita t X X X X X X 1, 9 ,1 1 Q ua se a m ea ça da X X X X 1, 9 Cr iti ca m en te am ea ça da s de e xt in çã o Pe rd a de h ab ita t / c or re nt e us o da te rr a e oc up aç ão Pe rd a de h ab ita t / p eq ue na á re a de o cu pa çã o U so a tu al d a te rr a e oc up aç ão Po pu la çã o fr ag m en ta da / U so a tu al d a te rr a e oc up aç ão Ex pl or aç ão / pe rd a de m in ér io do h ab ita t D ad os d ef ic ie nt es X X X X X 4, 9 Cr iti ca m en te am ea ça da s de e xt in çã o Vu ln er áv el X X X 1, 7 , 9 X X X X X 1, 7 Za m ia to lim en si s Ca lo nj e, H E Es qu iv el & D . W . S te v. Za m ia u le i D am m er Cr iti ca m en te am ea ça da s de e xt in çã o X X X X X 5, 6 , 7 , 9 Q ua se a m ea ça da X X X X 1, 7 , 9 Za m ia u re p B. W al ln . Cr iti ca m en te am ea ça da s de e xt in çã o Cr iti ca m en te am ea ça da s de e xt in çã o X X X X X X X 1, 9 Za m ia w al lis ii A. B ra un Pe rd a de h ab ita t / p eq ue na á re a de o cu pa çã o / Co m ér ci o ile ga l X X X X 1, 7 , 9 Fo nt e: (1 ) I nt er na tio na l U ni on fo r C on se rv at io n of N at ur e (IU CN ) 2 01 3– 20 19 , ( 2) S ke lle y & S eg al la (2 01 9) , ( 3) L in ds tr o €m (2 01 0) , ( 4) C al on je e t a l. (2 01 0) , ( 5) C al on je , K ay e G rif fit h (2 01 1) , ( 6) C al on je , E sq ui ve l, M or al es , M or a- Li zc an o e St ev en so n (2 01 2) , ( 7) L op ez -G al le go (2 01 5) , ( 8) V al en ci a- M on to ya , T ub er qu ia , G uz m án e C ar do na -D uq ue (2 01 7) , ( 9) C al on je e t a l. (2 01 9) , ( 10 ) S te ve ns on e t a l. (2 01 8) , ( 11 ) C al on je e t a l. (2 01 8) , ( 12 ) C al de ro - n -S áe nz e St ev en so n (2 00 3) , e (1 3) S eg al la e C al on je (2 01 9) . 8 Ciência da Conservação Tropical Figura 4. Linha do tempo dos principais estudos considerando a biologia reprodutiva de Zamiaceae. Interações Mutualísticas: Plantas-Polinizadores 2009). Essa ideia foi refutada apenas na década de 1980 com os estudos experimentais clássicos de Norstog, Stevenson e Niklas (1986); Tang (1987); Norstog e Fawcett (1989); Vovides (1991); e Tang (1993) confirmando que besouros dos gênerosPharaxonotha A polinização de diferentes espécies de Zamiaceae parece ser mediada por insetos específicos do hospedeiro, normalmente Coleoptera e Thysanoptera (Franz & Skelley, 2008; Tang, Skelley, & Pérez-Farrera, 2018; Terry et al., 2004; Terry, Forster, Moore, Roemer, & Machin, 2008; Valencia- Montoya et al., 2017). Preparamos uma linha do tempo dos principais estudos que abordam a biologia da polinização de espécies de Zamiaceae (Figura 4). Historicamente, a polinização de Zamiaceae foi atribuída exclusivamente à anemofilia. Tal como acontece com outras gimnospermas, o vento foi considerado o único agente facilitador da polinização (Terry, Roe, Tang, & Marler, (Curculionoidea: Erotylidae) e Rhopalotria (Curculionoidea: Belidae) são os polinizadores de diferentes espécies de Zamia. Tais estudos estimularam novas pesquisas experimentais, corroborando a polinização de insetos emZamia espécies. Na verdade, pesquisas sobre polinização publicadas após esses primeiros estudos frequentemente relatam besouros como polinizadores de Zamiaceae, bem como de angiospermas basais (Ollerton, 2017), sugerindo um processo evolutivo Segalla et al. 9 entre cicadáceas e besouros agindo como polinizadores (Walters et al., 2004). Pharaxonotha tem sido comumente descrito como um agente mutualístico de Zamia e também foi encontrado em estróbilos de espécies de outros gêneros, comoCeratozamia, Dioon, e Microcycas (Chaves e Genaro, 2005; Franz e Skelley, 2008). Recentemente, uma nova espécie dePharaxonotha Reitter (Coleoptera: Erotylidae) foi encontrado habitando o estróbilo masculino de Zamia boliviana (Brongn.) A.DC. da América do Sul central (Skelley & Segalla, 2019), e uma nova espécie do gêneroCeratophila Tang, Skelley e Pérez-Farrera (Erotylidae: Pharaxonothinae) foram descritos habitando estróbilos machos de Ceratozamia no México (Tang, Xu, et al., 2018). Pesquisas de coleópteros que habitam o estróbilo de outros gêneros cicadáceas no Novo Mundo, incluindo Dioon, Microcycas, e Zamia, indique aquilo Ceratophila está restrito a Ceratozamia, o único hospedeiro conhecido desses besouros (Tang, Xu, et al., 2018). A existência e a natureza das interações de insetos com espécies de cicadáceas da América do Sul, especialmente no que se refere à ecologia e biologia reprodutiva, ainda precisam de amplo esforço de investigação. Análises filogenéticas moleculares e morfológicas de besouros presentes em cicadáceas do Novo Mundo sugerem que o tipo de polinizador pode impactar a estrutura genética da população de suas espécies hospedeiras (Tang, Skelley, et al., 2018). As novas descobertas indicam que esta é uma via de pesquisa frutífera (Tang, Skelley, et al., 2018), aplicável principalmente à conservação de cicadáceas sul-americanas. Nas regiões tropicais, o tamanho e a vida útil do estróbilo são curtos, limitando a atratividade de visitantes que possuem longos períodos reprodutivos e atua como uma barreira para a colonização de certas espécies (Terry et al., 2012). Estrategicamente, essa característica promove maior atividade dos besouros para se deslocarem de uma planta para outra, favorecendo a dispersão do pólen em distâncias maiores (Terry et al., 2012). escala, a dispersão de sementes atua localmente, determinando a estrutura das populações (Cabrera-Toledo, González-Astorga, & Flores-Vázquez, 2012). A Tabela 2 resume os estudos que abordam os agentes de dispersão de sementes em espécies de Zamiaceae e mostra que, em geral, os mecanismos de dispersão de sementes precisam ser investigados para a maioria das espécies. A relação entre dispersão e recrutamento ainda é pouco entendida para a maioria das espécies de Zamiaceae. Gregory e Chemnick (2004) observaram que emDioonespécies a maioria das sementes que germinam perto da planta-mãe não sobrevivem. Segundo esses autores, a sobrevivência das mudas é determinada pelo período de armazenamento das sementes e pela profundidade de soterramento, pois as sementes enterradas mais profundamente no solo têm maior probabilidade de evitar a predação e germinar com sucesso. O recrutamento de sementes próximo à planta-mãe também sugere quea dispersão de sementes por animais não é tão eficaz (Pérez-Farrera et al., 2000). Por exemplo,Ceratozamia matudae Lundell interage muito pouco com predadores e dispersores devido ao grande tamanho de suas sementes (2–3 cm de diâmetro) e devido à sua alta concentração de neurotoxinas (Pérez-Farrera et al., 2000). oC. matudaeas plantas são normalmente encontradas em áreas com topografia íngreme (Pérez-Farrera et al., 2000) e a gravidade pode ser responsável pela limitada dispersão local de sementes (Jones, 1993). Potenciais diferenças nas distâncias de dispersão de pólen ou sementes entre habitats de floresta nativa e degradada, como emZamia Fairchildiana LD Go - as populações de mez são difíceis culto a avaliar, dado o conhecimento limitado de sua biologia de polinização e dispersão (Lopez-Gallego & O'Neil, 2010). Outras relações com espécies deZamia, como associações oportunistas com formigas como agente de remoção de sarcotesta fresca (Lázaro-Zermen~ o et al., 2011), também são importantes como mantenedores de serviços ecológicos, mas são mal compreendidos. A dispersão de sementes e outros aspectos da história natural deZamia espécies, assim como outras ao redor do mundo, requerem mais pesquisas (Lopez-Gallego, 2015). Interações antagonistas: herbívoros e predadores de sementes Interações Mutualísticas: Dispersores e Consumidores de Semente Zamia As espécies, como muitas outras espécies de plantas, produzem uma variedade de substâncias tóxicas secundárias (aleloquímicos) para se defenderem de antagonistas, principalmente herbívoros. Flavonas diméricas, metilazoglucosídeos cíaseína contendo nitrogênio, macrozamina e várias neocassinas estão entre os aleloquímicos mais importantes e palatáveis apenas para algumas espécies animais (Brenner, Stevenson, & Twigg, 2003; Prado, 2011; Schneider, Wink, Sporer, & Lounibos, 2002). A Tabela 3 resume os estudos que abordam as interações antagonistas, como herbivoria e predação, em Zamiaceae do Novo Mundo. Em geral, os estudos indicam que existe uma alta dependência dos animais da planta hospedeira (Tabela 3). No entanto, os mecanismos envolvidos no A dispersão de sementes por animais é uma relação mútua facultativa relevante para o fluxo gênico e manutenção de espécies de plantas. Pássaros, roedores e provavelmente muitos outros animais dispersam sementes de cicadácea ingerindo a sarcotesta e deixando cair a camada rochosa e seu conteúdo para longe da planta-mãe (Hill & Osborne, 2001; Taylor & Holzman, 2012), mas esses eventos precisam ser melhores estudado em espécies de Zamiaceae (Lopez-Gallego, 2015). A dispersão das sementes mantém a estrutura genética local das espécies ainda mais do que a dispersão do pólen (Dow & Ashley, 1996; Dyer, 2007; Ortego, Bonal, & Mun~ oz, 2010). Embora a dispersão do pólen pode promover alta diversidade em uma escala global 10 Ciência da Conservação Tropical Mesa 2. Compilação de estudos sobre dispersão e predação de sementes em diferentes espécies da família Zamiaceae. Geográfico região / paísTaxa de Zamiaceae Dispersores de sementes e predadores Fonte Ceratozamia matudae Lundell Peromyscus mexicanus (Saussure, 1860); Pecari tajacu Linnaeus, 1758 Peccaries (Tayassuidae) México Pérez-Farrera et al. (2000) Ceratozamia mirandae Vovides, Pérez-Farr. & Iglesias Dioon edule Lindl. Dioon merolae De Luca, Sabato e Vázq.Torres México Pérez-Farrera et al. (2006) P. mexicanus P. mexicanus México México Vovides et al. (2003) Lázaro-Zerme ~ no, González-Espinosa, Mendoza, e Mart-ınez-Ramos (2011) Chemnick (2013) Ekué et al. (2008) Snow e Walter (2007) Hall e Walter (2013) Burbidge e Whelan (1982) Dioon spinulosum Dyer ex Eichler Encephalartos barteri subsp. Barteri Macrozamia Lúcida LAS Johnson Macrozamia miquelii (F. Muell.) A.DC. Macrozamia riedlei (Gaudich.) CA Gardner Zamia amblifilídia DW Stev. Pássaros, quatis e roedores Grandes mamíferos e grandes pássaros voadoresTrichosurus Vulpecula, Rattus fuscipes Trichosurus vulpecula Pássaros, papagaios e marsupiais México Benin / África Queensland, Austrália Queensland, Austrália Austrália Ocidental Mamíferos pequenos e médios Porto Rico Negron-Ortiz e Breckon (1989) Ir- mez (1993)Zamia Fairchildiana LD Go - mez Saltator spp. (Cardinalidae), Ramphocelus passerinii Bonaparte, 1831 Dasyprocta punctata Gray, 1842 Mockingbird (Mimidae) Costa Rica Zamia lindenii Regel ex André Zamia Pumila EU. Equador Flórida / EUA Lindstro€m (2010) Eckenwalder (1980) Observação. São fornecidas espécies de interação, região geográfica de estudo e referências. a interação entre os agentes antagonistas e as substâncias químicas não é totalmente compreendida (Prado, 2014). As interações de antagonistas com Lepidoptera e Coleoptera foram observadas para muitas espécies de Zamiaceae. Por exemplo, borboletas do gêneroEumaeus (Lepidoptera: Lycaenidae) são herbívoros cíclicos obrigatórios que consomem partes vegetativas e reprodutivas de muitas Zamiaceae neotropicais (Figura 5 (a) - (c)), enquanto besouros (Coleoptera: Chrysomelidae e Aulacoscelinae) agem como predadores (Cascante-Mar- ın & Araya, 2012; Castillo-Guevara & Rico-Gray, 2002; Contreras-Medina et al., 2003; Koi & Daniels, 2015; Pérez- Farrera & Vovides, 2004; Prado et al., 2011; Ruiz-Garc-ıa et al., 2015; Taylor et al., 2008). Esses estudos são limitados, no entanto, e fornecem apenas breves descrições das interações observadas. As diferentes adaptações necessárias para superar a toxicidade das cicadáceas não se restringem apenas à herbivoria ou predação, mas também aos possíveis ganhos do inseto com o uso de metabólitos secundários da planta (Prado, 2011). Os traços aposemáticos deEumaeus larvas que se alimentam de Zamia espécies, sugerem uma longa associação evolutiva onde os insetos são tolerantes às defesas da planta enquanto exploram os recursos livres de competição (Castillo- Guevara & Rico-Gray, 2002; Schoonhoven, van Loon, & Dicke, 2005). Prado, Rubio-Mendez, Yan~ ez-Espinosa e Bede (2016) recomendam estudos sobre os ciclos de vida de plantas e herbívoros para avaliar a preferência, o desempenho e os níveis de dano ao longo de diferentes estágios ontogenéticos entre indivíduos do sexo masculino e feminino. Estudos biogeográficos como estratégia de conservação para espécies de Zamia A variabilidade é um requisito básico para a sobrevivência da planta e evolução adaptativa. Populações geneticamente relacionadas apresentam maiores graus de endogamia, o que traz consequências negativas para as gerações futuras (Linhart, 2014). A transferência de genes entre as populações é ainda mais importante devido ao declínio das populações de polinizadores, aumento na perda e fragmentação de habitat e mudanças na distribuição de espécies devido à mudança climática (Gutiérrez-Ortega, Yamamoto, et al., 2018b; Liu, Compton, Peng, Zhang, & Chen, 2015). De fato, vários estudos detectaram baixa diversidade genética e altos níveis de endogamia em Zamiaceae, particularmente nas espécies australianas deMacrozamia (Sharma, Jones, Forster, & Young, 1998; Sharma et al., 1999, 2004). Estudos de variação genética e estrutura em populações de cicadáceas deram resultados variáveis, principalmente em asiáticosCycas espécies (revisado por Liu et al., 2015), que Segalla et al. 11 Tabela 3. Compilação de estudos (1870–2019) Referente às interações antagônicas que envolvem as espécies de Zamiaceae do Novo Mundo. Zamiaceae Comportamento de o agente Geográfico regiãoAgente Gênero Taxa Fonte Aulacoscelis appendiculata (Cox & Windsor, 1999), (Coleoptera: Chrysomelidae) Aulacaspis yasumatsui (Hemiptera: Sternorrhyncha: Diaspididae) Zamia Zamia elegantissima Schutzman, Vovides & RS Adams Predação Panamá Prado, Ledezma, Cubilla-Rios, Bede e Windsor (2011) Dioon Dioon califanoi De Luca & Sabato Parasitismo México Howard et al. (1999) Dioon edule Lindl. Dioon merolae De Luca, Sabato e Vázq.Torres Dioon spinulosum Tintureiro ex Eichler Dioontomasellii De Luca, Sabato e Vázq.Torres Dioon rzedowskii De Luca De Luca, A. Moretti, A. Moretti, Sabato, Sabato & Vázq.Torres & Vázq.T Microcycas calocoma (Miq.) A.DC. Dioon edule Lindl. Parasitismo Parasitismo México México Howard et al. (1999) Howard et al. (1999) Parasitismo México Howard et al. (1999) Parasitismo México Howard et al. (1999) Parasitismo México Howard et al. (1999) Microcycas Parasitismo Cuba Howard et al. (1999) Aulacoscelis vogti (Monro- s, 1959), (Coleoptera: Orsodacnidae) Eumaeus atala (Poey, 1832), (Lepidoptera: Lycaenidae) Eumaeus childrenae (G. Gray, 1832), (Lepidoptera: Lycaenidae) Dioon Predação México Prado et al. (2011) Zamia Zamia integrifolia Lf Herbivoria Flórida Schneider et al. (2002) Zamia Zamia fischeri Miq. Herbivoria México Contreras-Medina, Ruiz- Jiménez e Vega (2003) Zamia cremnophila Vovides, Schutzman, & Dehgan Ceratozamia matudae Lundell Herbivoria México Jiménez-Pérez et al. (2017) Ceratozamia Herbivoria México Pérez-Farrera e Vovides (2004) Lázaro-Zerme ~ no et al. (2011)E. childrenae Dioon Dioon merolae De Luca, Sabato e Vázq.Torres Zamia Fairchildiana EU. D. Go- mez Herbivoria México Eumaeus godartii (Boisduval, 1870), Lepidoptera: Lycaenidae) Zamia Herbivoria Costa Rica Lopez-Gallego (2007) Zamia skinneri Warsz. ex A. Dietr. Zamia acuminata Oerst. ex Dyer Zamia stevensonii AS Taylor & Holzman Zamia incógnita A. Lindstr. & Idárraga Herbivoria Panamá Taylor, Haynes e Holzman (2008) Cascante-Mar-ın e Araya (2012) Taylor e Holzman (2012); Prado et al. (2014) Lopez-Gallego (2015); Valencia-Montoya et al. (2017) Clark et al. (1992) Herbivoria Costa Rica Herbivoria Panamá Herbivoria Colômbia Eumaeus minyas (Hübner, 1809), (Lepidoptera: Lycaenidae) Zamia Zamia Neurophyllidia DW Stev. Herbivoria Costa Rica Zamia Loddigesii Miq. Herbivoria México Castillo-Guevara e Rico- Gray (2002) González (2004)Zamia encephalartoides DW Stev. Zamia Boliviana (Brongn.) A.DC. Herbivoria Colômbia Herbivoria Brasil Segalla e Morellato (2019) (contínuo) 12 Ciência da Conservação Tropical Tabela 3. Contínuo. Zamiaceae Comportamento de o agente Geográfico regiãoAgente Gênero Taxa Fonte Eumaeus toxea (Godart, 1824) (Lepidoptera: Lycaenidae) Zamia Zamia poeppigiana Mart. E Eichler Herbivoria México Ruiz-Garc-ıa, Méndez-Pérez, Velasco-Garc-ıa, Sánchez-de la Vega e Rivera- Nava (2015) Lindstro€m (2010) Calonje et al. (2010) Eumaeus sp. Eumaeus sp. Zamia Zamia Zamia lindenii Regel ex André Zamia pyrophylla Calonje, D. W. Stev. & A. Lindstr.Zamia huilensis Calonje, HE Esquivel & DW Stev. Zamia nana A. Lindstr., Calonje, DW Stev. & AS Taylor Ceratozamia subroseophylla Mart.-Dom-ınguez e Nic.-Mor. Ceratozamia huastecorum Avenda ~ não, Vovides & Cast.-Campos Zamia boliviana (Brongn.) A.DC. Herbivoria Herbivoria Equador Colômbia Eumaeus sp. Zamia Herbivoria Colômbia Calonje et al. (2012) Eumaeus sp. Herbivoria Panamá Lindstro€m et al. (2013) Eumaeus sp. Ceratozamia Herbivoria México Mart-ınez-Dom-ınguez et al. (2016) Janbechynea elongata (Coleoptera: Polyphaga: Orsodacnidae) Janbechynea paradoxa (Monro- s, 1953), (Coleoptera: Chrysomelidae) Seirarctia echo (JE Smith, 1797), (Lepidoptera: Erebidae) Ceratozamia Herbivoria México Reyes-Ortiz et al. (2016) Zamia Predação Bolívia Prado et al. (2011) Zamia Pumila EU. Herbivoria EUA negro- n-Ortiz e Gorchov (2000) Observação. São apresentados os agentes interagentes (espécie animal-planta), comportamento, região geográfica do estudo e referências. pode estar relacionado à sua ocorrência em ilhas (Keppel, Lee, & Hodgskiss, 2002) e em paisagens naturalmente fragmentadas, pois isso pode facilitar o movimento do pólen e das sementes em algumas espécies, mas não em outras (Xiao, Ge, Gong, Hao, & Zheng, 2004; Xiao et al., 2005). Em geral, cicadáceas evoluíram sob condições locais limitantes e muitas populações são criticamente pequenas, conforme descrito por Silva, Donaldson, Reeves e Hedderson (2012) para Latifrons Encephalartos (Lehmann). Os altos níveis de diversidade genética dentroE. latifrons, apesar da estrutura genética fraca, sugere que as subpopulações remanescentes são remanescentes da população pânmica original com altos níveis de fluxo gênico (Silva et al., 2012). Esses padrões podem ser estendidos a outras espécies de cicadáceas que tinham distribuição de espécies originalmente pequena (Silva et al., 2012). Na verdade, os estudos genéticos podem esclarecer muitas questões demográficas em Zamiaceae, explicando o papel relativo do pólen e da dispersão de sementes em manter a integridade genética e coesão deZamia populações, e como essas espécies lidam com oscilações demográficas, como efeitos fundadores, gargalos e deriva genética. A investigação desses assuntos informa os tomadores de decisão sobre quais populações provavelmente são mais importantes para as iniciativas de conservação, e quais os procedimentos de gestão são os mais adequados para manter seu potencial evolutivo (Frankham, 2010; González- Astorga, Vovides, Cruz-Angon, Octavio-Aguilar, & Iglesias, 2005; González-Astorga, Vovides, Ferrer, & Iglesias, 2003; Cabrera- Toledo et al., 2010). As técnicas genéticas são importantes ferramentas de conservação quando associadas a outras informações biológicas, ecológicas e biogeográficas (Miyaki & Alves, 2006). Recentemente, o número de análises filogenéticas com Zamiaceae aumentou (Gutiérrez-Ortega, Kajita, & Molina- Freaner, 2014; Gutiérrez-Ortega, Jimenez-Cedillo, et al., 2018a; Gutiérrez-Ortega, Yamamoto, et al., 2018b ), oferecendo uma quantidade sem precedentes de dados moleculares. Essas inferências filogenéticas irão aprofundar nossa compreensão sobre a evolução do conservadorismo de nicho, características morfológicas associadas a estratégias reprodutivas específicas e taxas de especiação, conforme observado em outros grupos de plantas (Cardoso-Gustavson et al., 2018; Vasconcelos et al., 2019). Uma vez que as cicadáceas representam uma linhagem antiga de plantas com sementes, novas evidências sobre os mecanismos de diversificação obtidos usando múltiplas abordagens forneceriam uma estrutura sólida para a compreensão da evolução das plantas e das vias de especiação e também contribuiriam para a conservação desta. Segalla et al. 13 Figura 5. Interações ecológicas com Zamiaceae: (a) Larvas de Eumaeus sp. noZ. huilensis; (b) Larvas de Eumaeus sp. noZ. incognita; (c) Larvas de Eumaeus sp. noC. mirandae; (d) Pupas de Eumaeus sp. noZ. incognita; (e) Pupas de Eumaeus sp. noZ. manicata; (f) Eumaeus sp. adulto em Z. encephalartoides; e (g) Atta sp. (Formicidae), larvas deEumaeus sp. ePharaxonotha sp. em estróbilos de pólen deZ. incognita. Créditos das fotos: (a) e (f) —Machael Calonje; (b), (d) e (g) - Arturo Aristizabal; (c) —Chip Jones; e (e) —Cristina Lopez-Gallego. Fonte: Calonje, Stevenson, et al. (2019). Licença: CC BY-NC-SA 4.0. grupo de plantas carismático, mas ameaçado (Gutiérrez- Ortega, Yamamoto, et al., 2018b). A polinização cruzada, obrigatória em espécies dióicas (Canuto, Alves-Ferreira, & Côrtes, 2014), beneficia as populações de plantas de várias maneiras, principalmente pelo aumento da diversidade genética (Nybom, Weising, & Rotter, 2014). Contudo, Zamia as populações podem ser afetadas negativamente considerando seu sistema reprodutivo dióico, sofrendo pressões bióticas (presença de polinizadores e dispersores) e abióticas (relacionadas à perda e fragmentação de habitat), o que pode impedir o fluxo gênico entre as populações (Barrett, 2010; Donaldson, 2003; Laidlaw & Forster, 2012; Liu et al., 2015). Geralmente,Zamia espécies criticamente ameaçadas (Tabela 1), com menos de 250 indivíduos adultos, são encontradas em pequenos fragmentos isolados (Stevenson, Vovides, & Chemnick, 2003). Isso é particularmente problemático porque (a) todas as espécies são dióicas, (b) as plantas isoladas raramente se reproduzem e (c) a polinização depende de vetores especializados, como sucesso reprodutivo determinando a persistência das populações de plantas, aumentando as chances de extinção quando em desvantagem reprodutiva (Donaldson et al., 2003; Mora, Yán~ ez-Espinosa, Flores, & Nava-Zárate, 2013; Stevenson et al., 2003). Estudos sugerem que diferenças ambientais como resultado de distúrbios antrópicos em habitats florestais deZ. fairchildiana pode afetar significativamente a história de vida de subpopulações, particularmente sua taxa de crescimento e alocação para fecundidade, e a disponibilidade de parceiros para uma fêmea em uma determinada estação reprodutiva (Lopez-Gallego & O'Neil, 2010). Calonje et al. (2011) enfatizar Desafios e perspectivas, com ênfase em Zamia Da américa do sul Não somente Zamia espécies tendem a ser raras em seus habitats (baixa abundância e distribuição geográfica restrita) em comparação com outras espécies de plantas tropicais (Lopez- Gallego, 2015), mas também são principalmente endêmicas, com populações crescendo principalmente em áreas remotas com acesso restrito (Calonje , Meerow, et al., 2019; Stevenson, 1993). Embora a maioria dessas áreas de distribuição sejam consideradas focos de biodiversidade, muitas populações de Zamia ocorrem fora das áreas protegidas (Donaldson, 2003; Mankga & Yessoufou, 2017; Skelley & Segalla, 2019). Mudanças no uso da terra, superexploração de populações de plantas como ornamentais, redução ou perda de polinizadores e outros interatores devido a inseticidas e herbicidas são algumas das ameaças enfrentadas pelas populações (González, 2004; Lopez- Gallego, 2015; Taylor et al., 2012). Para preservar os múltiplos aspectos dos focos de biodiversidade, uma abordagem biogeográfica, associada ao estado atual de conservação das espécies, dinâmica populacional e ecologia (Lopez-Gallego, 2015; Mankga & Yessoufou, 2017) é necessária. No entanto, a implementação de tais estudos ainda representa um desafio para as cicadáceas sul-americanas (Schutzman, 2004). 14 Ciência da Conservação Tropical a importância de compreender a biologia reprodutiva de cicadáceas e técnicas de propagação, armazenamento e viabilidade de pólen, polinização manual, armazenamento de sementes e germinação, a fim de aumentar a disponibilidade dessas plantas raras e reduzir a demanda por plantas coletadas em áreas silvestres em áreas onde eles são econômica e culturalmente relevantes. Apesar dos atuais cenários políticos e ambientais de muitos países onde Zamia espécies ocorrem na América do Sul, as ações e estratégias de conservação devem ser integradas em um plano de ação mais amplo através das fronteiras, envolvendo os países e sub-regiões para facilitar melhores resultados para a conservação, não apenas de suas cicadáceas, mas também da flora neotropical e das interações a elas associadas. Com exceção da Colômbia, que desenvolveu recentemente um plano de ação para a conservação das cicadáceas, as espécies remanescentes de Zamia nos países da América do Sul faltam planos de conservação em seus territórios. Países como Colômbia e Brasil sofrem constantes conflitos agrários e econômicos, causando modificações irreversíveis de habitats de muitas espécies de cicadáceas (Lopez-Gallego, 2015; Segalla & Calonje, 2019; Skelley & Segalla, 2019). Iniciativas como o Programa Nacional de Cycads do México são recomendadas na América do Sul. Este projeto propõe prioridades como conservação ex situ e in situ, manejo sustentável, educação etnobotânica e aplicação da lei para a conservação das espécies de Zamiaceae. Um subcomitê especial foi estabelecido e as cicadáceas foram listadas, entre outras espécies de flora e fauna ameaçadas, como uma prioridade de conservação nacional (Lillo et al., 2000). Essas políticas e ações são muito importantes para pequenas populações endêmicas e podem ajudar no estabelecimento de santuários ou áreas protegidas com um grande número de indivíduos adultos e habitats menos perturbados (González- Astorga et al., 2005). Especialistas em Cycad no Novo Mundo, especialmente na América do Sul, têm o desafio de implementar ações de conservação para proteger as espécies de Cycads em um cenário marcado por uma grande extensão geográfica de seus territórios (Calonje, Meerow, et al., 2019), sociocultural e conflitos econômicos, dificuldades de acesso a populações remotas, associadas à falta de incentivos governamentais e financiamento para pesquisas. Mais esforços devem ser feitos para preservar as populações sul-americanas e igualmente suas interações com outros organismos (Lopez-Gallego, 2015; Walters et al., 2004; Mankga & Yessoufou, região, América Central e América do Sul). No entanto, apesar da importância dessas espécies para a biodiversidade e a manutenção de interações ecológicas (Franz & Skelley, 2008; Segalla & Calonje, 2019; Skelley & Segalla, 2019; Tang, Xu, et al., 2018; Valencia-Montoya et al. ., 2017), seu valor intrínseco para a ciência e a sociedade e o declínio contínuo de espécies especialmente Lepidoptera, Hymenoptera e Coleoptera (Sánchez-Bayo & Wyckhuys, 2019), não temos o conhecimento básico para muitas espécies de cicadáceas, especialmente quando se considera o gêneroZamia Na América do Sul. Como uma tentativa de direcionar pesquisas futuras comZamia espécies no continente sul-americano, listamos os tópicos que consideramos mais importantes, a fim de contribuir não só para a aquisição de informações básicas, mas também em campos aplicados como restauração e conservação de cicadáceas nesta região. 1. Distribuição de espécies - registros de estudos florísticos, mapeamento da distribuição atual de espécies e modelagem de ocorrência de espécies levando em consideração fatores ambientais e antrópicos, dados climáticos atuais e cenários futuros. Esses modelos podem ser úteis para entender como as condições ambientais influenciam a ocorrência e abundância deZamia espécies e podem prever e indicar adequação ambiental para ações de conservação. Suporte e recomendações para estudos dessa natureza podem ser encontrados em: Rodr- ıguez, Brotons, Bustamante e Seoane (2007); Pearson (2007); Feeley e Silman (2010); Guisan et al. (2013); Velazco, Galv ~ ao, Villalobos e Marco Ju- nior (2017); e Gomes et al. (2018). Outros estudos aplicados a planos de conservação de cicadáceas podem ser encontrados em: Lillo et al. (2000); Vovides, Pérez-Farrera e Iglesias (2010); Lopez- Gallego, Calonje e Idárraga-Piedrah-ıta (2011); Lopez- Gallego (2015); e Mistry, Schmidt, Eloy e Bilbao (2018) Vite, Pulido & Vázquez (2013). 2. Monitoramento populacional - para entender melhor a dinâmica populacional, incluindo os efeitos potenciais de curto e longo prazo das modificações do habitat na história de vida e distribuição espacial, variação genética, proporção sexual, fenologia e a relação com fatores abióticos. Os estudos comMacrozamia Riedlei(Gaudich.) CA Gardner (Ornduff, 1985, 1991);Zamia skinneri Warsz. ex A. Dietr. (Clark e Clark, 1987); Encephalartos transvenosus Stapf e Burtt Davy (Grobbelaar, Meyer, & Burchmore, 1989); Ceratozamia matudai (Pérez-Farrera & Vovides, 2004); C. mirandae Vovides, Pérez-Farr. & Iglesias (Pérez-Farrera et al., 2006);Macrozamia macdonnellii(F.Muell. Ex miq.) A.DC, Preece, Duguid e Albrecht (2007); Z. fairchildiana (LopezGallego & O'Neil, 2010, 2014); Z. fairchildiana (Lopez-Gallego, 2013); Dioon edule (Mora et al., 2013); Z. furfuracea(Octavio-Aguilar, Iglesias-Andreu, Observações Finais Esta revisão mostrou que o número de estudos envolvendo espécies da família Zamiaceae tem aumentado ao longo das décadas, principalmente dentro dos gêneros. Encephalartos (África), Lepidozamia e Macrozamia (Austrália),Dioon ( Honduras e México), e Zamia (Istmo Segalla et al. 15 Cáceres-González, & Galván-Hernández, 2017); e com Z. portoricensis Urb. (Lazcano-Lara & Ackerman, 2018) são bons modelos a seguir para estudos futuros relacionados a esses tópicos e oferecem insights úteis para estratégias de conservação.3. Ecologia reprodutiva - estudos detalhados de mecanismos de polinização, maturação de estruturas reprodutivas, ecologia de germinação de sementes, recrutamento de plântulas e a relação entre a temperatura do estróbilo e a atratividade para os polinizadores. Estudos envolvendo odor de cone, termogênese e polinizadores cicadáceas quanto aEncephalartos (Suinyuy, Donaldson, & Johnson, 2013a, 2013b, 2015) e Macrozamia do Velho Mundo (Terry et al., 2004; Terry, Roemer, Walter, & Booth, 2014; Terry, Roemer, Booth, Moore, & Walter, 2016) e Zamia do Novo Mundo (Valencia-Montoya et al., 2017) são recomendados para cicadáceas da América do Sul. Outros estudos sobre a percepção do sinal químico e cognição dos polinizadores de besouro, juntamente com os esforços para resolver a filogenia detalhada das cicadáceas e seus polinizadores associados, irão melhorar nossa compreensão do mutualismo de cicadinsetos (Suinyuy et al., 2015). 4. Investigação das interações ecológicas de diferentes espécies, incluindo os níveis de especialização de cada organismo interagente, bem como o impacto na aptidão dos indivíduos, com consequências para as gerações futuras. Os planos de conservação precisam garantir a existência contínua de interações-chave com simbiontes, polinizadores e agentes de dispersão, mas é igualmente importante conservar cicadáceas porque elas têm uma função-chave nas histórias de vida de outros organismos (Walters et al., 2004) . Uma vez que esses processos são descobertos, os dados resultantes provavelmente terão um impacto significativo sobretaxa conservação. 5. O uso de marcadores genéticos para estimar os níveis de troca gênica com base no pólen e na dispersão de sementes, a fim de avaliar o papel dos polinizadores e frugívoros na manutenção da diversidade genética; detectar processos demográficos, como eventos fundadores e gargalos, e estimar a importância das forças evolutivas, como deriva, fluxo gênico e seleção na formação dos padrões atuais de estrutura genética e diversidade observados em populações naturais, conforme recomendado por Gutiérrez-Ortega, Jimenez- Cedillo, et al. (2018a) e Gutiérrez-Ortega, Yamamoto, et al., (2018b). 6. O estabelecimento de coleções ex situ e o monitoramento da reprodução e germinação / propagação das espécies após distúrbios, tanto naturais quanto induzidos pelo homem, conforme indicado por Vovides et al. (2010); Calonje et al. (2011); Vovides et al. (2013); Griffith et al. (2015); e Griffith et al. (2017) paraZamia espécies. A implementação de coleções in situ e ex situ e bancos de germoplasma vinculados a jardins botânicos são úteis para promover a valorização das espécies tropicais. cicadáceas e podem estimular pesquisas científicas e educacionais voltadas à conservação do grupo. Agradecimentos RS agradece ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Mato Grosso, por permitir o desenvolvimento da tese de doutorado do “Programa de Po - s-graduaç ~ ao em Biologia Vegetal, UNESP — Rio Claro. ” Os autores agradecem a revisão de três revisores anônimos e de Paul E. Skelley, Wynand Van Eeden e Carine Smith, pois eles aprimoram substancialmente este manuscrito. Declaração de conflito de interesses O (s) autor (es) não declararam (em) nenhum potencial conflito de interesse com relação à pesquisa, autoria e / ou publicação deste artigo. Financiamento O (s) autor (es) divulgaram o recebimento do seguinte apoio financeiro para a pesquisa, autoria e / ou publicação deste artigo: PM recebe bolsa de produtividade em pesquisa do CNPq (311820 / 2018-2). Este trabalho teve o apoio do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) e da Coordenação de Pessoal de Nível Superior (CAPES). A FJT agradece a CAPES pela bolsa de pós-doutorado CAPES (PNPD-1659767), no “Programa de Po - s-Graduaç ~ ao em Ecologia e Conservação de Recursos Naturais ”, Universidade Federal de Uberlândia (UFU). FP recebeu bolsa de produtividade em pesquisa do CNPq (CNPq-300927 / 2016-9). ORCID iD Rosane Segalla https://orcid.org/0000-0002-2821-687X Material suplementar O material suplementar para este artigo está disponível online em http: //10.6084/m9.figshare.9758885. Referências Barrett, S. (2010). Compreendendo a diversidade reprodutiva das plantas. 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