CRIPTO2.Ecologia de briófitas (2016)

Prévia do material em texto

03/04/2016 
1 
IB609 
Biologia e Taxonomia de 
Criptógamas II 
Ciências Biológicas UFRRJ 
Prof. Nivea Dias 
Departamento de Botânica 
“Briófitas” 
• Esporófito monoesporangiado 
• Ciclo de vida (geração gametofítica dominante / 
 esporofítica dependente) 
• Características estruturais (ausência sistema 
vascular e raízes) 
• Características reprodutivas (anterozóide 
biflagelado) 
Dispersão pelo vento 
Água 
Ciclo de vida 
Fonte: Gerriene & Gonez (2011) 
Parafilético 
Três Divisões 
Bryophyta 
Marchantiophyta 
Anthocerotophyta 
TRÊS DIVISÕES 
Bryophyta 
Marchantiophyta 
Anthocerotophyta 
03/04/2016 
2 
FILOGENIA: hepáticas 
Shaw et al. (2011) 
FILOGENIA: musgos 
Shaw et al. (2011) 
Ernst Haeckel 
 
http://sts-dev.anu.edu.au/artandthebryophyte/ Ernest Haeckel Renzaglia et al. (2007) 
Goffinet (2000) Goffinet (2000) 
03/04/2016 
3 
Regiões Nº espécies 
Mundo 15-18.000 
Neotrópico 4.000 
Brasil 1.700 
Rio de Janeiro 900 
 
Diversidade 
de “briófitas” 
 
 G. W. Prescott 
Estratégias reprodutivas 
1) Sexuada 
Esporos 
2) Reprodução assexuada 
Estruturas assexuadas 
 
Especializadas 
Ex.: gemas e partes caducas 
 
Não especializadas 
Ex.: fragmentos 
Reprodução 
AS Maciel -Silva 
Reprodução assexuada - gemas 
Marchantia polymorpha 
Lophozia bicrenata 
Tetraphis pellucida Tortula papillosa Syrrhopodon sp. 
Reprodução assexuada 
Calypogeia sp. 
Foto: G Shepherd 
03/04/2016 
4 
Sistema sexual 
• Monóicas (bissexuais) x dicóicas (unissexuais); 
 
• Dióica – ancestral; 
 
• Musgos dióicos reprodução sexuada assexuada; 
 
• Pouco dimorfismo sexual – diferentes respostas à variáveis 
ambientais. 
Monoicismo x dioicismo 
1. Táxons monóicos têm distribuição limitada, apesar de sua maior 
frequência de produção de esporófitos/esporos; 
2. Briófitas de hábitats mais especializados (ex.: troncos em 
decomposição ou folhas) - geralmente monóicas; 
3. Táxons com gametófitos pequenos - monóicos; 
4. Maioria das briófitas anuais são monóicas. Ex.: Ephemeraceae, 
Funariaceae, Splachnaceae; 
5. Táxons monóicos têm vários meios para impedir a auto-fecundação. 
Monóica 
Foto: G Shepherd 
Foto: G Shepherd - planta feminina Perigônio 
Polytrichadelphus 
Foto: G Shepherd 
03/04/2016 
5 
Esporófito 
Foto: G Shepherd 
Distribuição 
geográfica 
Dispersão x Estabelecimento 
ESPOROS - Dispersão a longas distâncias e maiores números 
 Colonização 
 
Distribuição Geográfica 
Musgos – Dentes de peristômio 
Resposta a mudanças de umidade 
Dispersão de esporos 
Cápsula - esporângio 
MUSGOS 
Fotos: GJ Shepherd 
Peristômio 
Plagiothecium 
Foto: GJ Shepherd 
03/04/2016 
6 
Peristômio 
Pyrrhobryum 
Plagiothecium 
Fotos: GJ Shepherd 
Tortella 
Peristômio Fotos: GJ Shepherd 
Sphagnum – Mecanismos de “explosão” 
Perda de água dentro do esporângio 
Dispersão de esporos 
Sphachnum – dispersão mediada por moscas 
Manchas de excrementos 
Dispersão de esporos 
Hepáticas – Elatérios 
Resposta a mudanças de umidade 
 
Dispersão de esporos HEPÁTICAS 
Fotos: GJ Shepherd 
03/04/2016 
7 
Fotos: GJ Shepherd 
Elatérios e 
esporos 
Foto: GJ Shepherd 
ANTÓCEROS Cápsula 
Corte longitudinal do esporófito 
Antóceros – Pseudo-elatérios 
Resposta a mudanças de umidade 
 
Dispersão de esporos 
Millet, The Gust of Wind 
Vento 
 a conquista do espaço 
03/04/2016 
8 
Padrões de 
distribuição 
Dispersão pelo vento 
+ 
Vicariância 
 
• Espécies com distribuição 
transoceânica; 
• Baixo endemismo. 
 
Van Zanten & Pócs (1981); Schofield (2001); 
Heinrichs et al. (2009) 
• Cosmopolitas, exceto no ambiente marinho. 
• Padrões de distribuição mais amplos do que 
plantas com sementes. 
• Famílias e gêneros - cosmopolitas. 
• Táxons com padrões restritos, como as plantas 
com sementes. 
• Vegetação - condições microclimáticas e 
substrato para as briófitas. 
Fitogeografia 
Schofield (2001) 
Ampla distribuição - dispersão a longa distância 
 
EFICÁCIA dos DIÁSPOROS: 
 (esporos ou gemas) 
 
-Grande quantidade; 
-Pequenos (< 25m); 
-Resistentes a dissecação; 
-Ambientes adequados; 
-Habilidade para competir com a 
vegetação autóctone; 
-Sucesso na migração; 
-Nichos disponíveis. 
Fitogeografia de briófitas 
 
© Malcolm Storey, www.bioimages.org.uk 
Filtros ambientais 
Fotos: J Vasconcelos-Neto 
Poiquiloidria Filtros locais x regionais 
03/04/2016 
9 
Filtros locais x regionais 
Colonização de briófitas epífitas 
 
- Características físico-químicas da casca; 
- Altura e inclinação do forófito; 
- Condições climáticas, como temperatura, 
luminosidade e umidade; 
- Estado de conservação da floresta. 
Filtros locais 
Filtros locais 
Fatores físicos 
- Rugosidade 
- Dureza 
- Retenção hídrica 
- DAP 
- Porosidade 
Fatores químicos 
- pH 
- resinas 
- taninos 
- concentração de sal 
 
(Barkman 1958; Smith 1982; Frahm 1990; Bates 1992) 
Especificidade de forófito 
- Poucos estudos no Brasil 
(Lisboa 1976; Gottsberber & Morawetz 1993; Bastos 1999; Campelo & Pôrto 2007; Santos et al.. in prep.); 
- Maior parte dos trabalhos – ausência de especificidade; 
- Lisboa (1976) – AMAZÔNIA, poucas com exclusividade de pH; 
- Campelo & Pôrto (2007) – FLORESTA ATLÂNTICA NE, luminosidade o 
fator de maior influência na distribuição das briófitas. 
Filtros regionais 
CONDIÇÕES CLIMÁTICAS E AMBIENTAIS 
GRADIENTE CLIMÁTICO 
1) Vertical – zona de altura no forófito 
2) Altitudinal – cinturões de altitude 
 
GRADIENTE AMBIENTAL 
3) Horizontal – perda e fragmentação de hábitats 
Foto: G. Heinden 
Foto: A. Gambarini 
Foto: H. Cassiano 
Substratos colonizados 
FOTO: G Heiden 
03/04/2016 
10 
Substratos colonizados 
FOTO: G Heiden 
Substratos colonizados 
Substratos colonizados Substratos colonizados 
03/04/2016 
11 
Microambientes 
FONTE: Pócs (1982) 
Foco nas BRIÓFITAS! 
FOTO: D Costa 
Como estudá-las? Técnicas de coleta e armazenagem 
Técnicas de coleta e armazenagem 
Dra. Janice Glime 
Técnicas de coleta e armazenagem 
FOTO: J Nissila 
FOTO: J Glime 
http://www.bryoecol.mtu.edu 
03/04/2016 
12 
Técnicas de coleta: epífitas 
Coletar com a casca externa da 
árvore, se necessário. 
 
REGISTRAR 
- Preferências de hábitat 
(grupo ecológico de tolerância à luz do sol); 
- Tipo de casca do forófito; 
- Zona de altura; 
- Lado/Orientação (N, S, L, O). 
 
Epífilas 
Coletar com o substrato 
 
Identificação 
FOTO: G Shimizu 
Métodos de amostragem 
Lowman & Wittrnan (1996) 
FOTO: HC Oliveira (acervo pessoal) 
Protocolos de coleta 
Tamanho amostral mínimo 
Gradstein et al. (2003) 
- 5 árvores (75-80 % spp briófitas) 
- arbustos (20x20 m) 
Protocolos de coleta 
Gradstein et al. (2003) 
- 50 % das briófitas podem ser 
restritas ao dossel 
(Gradstein 1992; Gradstein et al.. 2001) 
FONTE: Pócs (1982) 
03/04/2016 
13 
bioindicadoras 
Uso de briófitas como 
Indicadores? 
Heinki & Kowarick (2010) - CONTEXTO AMPLO: 
 
“Componente ou medida de fenômenos ambientalmente 
relevantes usado para descrever ou avaliar as 
condições ou alterações ambientais ou estabelecer um 
conjunto de metas ambientais” 
“Fenômenos ambientalmente relevantes sãopressões, estados e 
respostas, como definido pela OECD (2003)” 
OECD—Organisation for Economic Co-Operation Development, 2003. Core 
Environmental Indicators. Development Measurement and Use. OECD, Paris. 
Bioindicadores? Indicadores de degradação 
do hábitat 
FOTO: G Shimizu 
Indicadores de poluição 
FOTO: G Shimizu 
Indicadores de qualidade 
do hábitat 
03/04/2016 
14 
F
O
T
O
: 
 D
 
C
o
s
ta
 
Indicadores de condições 
ambientais 
Atributos importantes 
• Facilmente mensuráveis; 
• Sensíveis ao stress no sistema; 
• Respondem de maneira previsível; 
• São antecipatórios - mostram uma mudança iminente no sistema ecológico; 
• Preveem mudanças que podem ser evitadas por ações 
de manejo. 
Dale & Beyeler (2001) 
Briófitas: bioindicadoras 
• Comuns e encontradas em grandes quantidades; 
• Fácil amostragem e identificação; 
• Sensíveis ao stress ambiental; 
• Resposta rápida a mudanças no ambiente. 
 
Foco dos trabalhos: 
comunidades de briófitas 
FONTE: Fundação CIDE 2003 
Briófitas x Fitofisionomias 
 alguns trabalhos na Floresta Atlântica 
F
ot
o:
 D
P
 C
os
ta
 
Santos & Costa (2010). The Bryologist 
Altitudinal zonation of liverworts in the 
Atlantic Forest, Southeastern Brazil 
03/04/2016 
15 
3 
1 
4 8 11 
Área de estudo 
12 
Grandes blocos de remanescentes florestais (Rocha et al. 2003) 
Áreas de estudo 
1) PE do Desengano 
2) REBIO Poço das Antas 
3) Nova Friburgo 
4) PARNA da Serra dos Órgãos 
5) RPPN El Nagual 
6) APA Petrópolis 
7) REBIO Tinguá 
8) PARNA Tijuca 
9) RESEC Rio das Pedras 
10) Ilha Grande 
11) APA Cairuçu 
12) PARNA Itatiaia 
Fonte: Fundação SOS Mata Atlântica (2002) 
Áreas de estudo 
F
ot
o:
 D
P
 C
os
ta
 
F
ot
o:
 G
 H
ei
de
n 
F
ot
o:
 N
D
 S
an
to
s 
F
ot
o:
 D
P
 C
os
ta
 
F
ot
o:
 N
D
 S
an
to
s 
F
ot
o:
 G
 H
ei
de
n 
31 
28 
45 
30 
35 
17 
58 63 18 19 
111 238 167 173 
Número total de táxons por formação de Mata Atlântica 
Riqueza de espécies – 360 táxons 
 
 
 
 
Altitudinal Zonation 
Distribuição espacial de 
briófitas na Floresta Atlântica, 
sudeste do Brasil 
 
Dra. Luiza Sumiko Kinoshita 
Orientadora 
 
Dra. Denise Pinheiro da Costa 
Dr. George John Shepherd 
Co-orientadores 
Áreas de estudo 
F
ot
o:
 D
P
 C
os
ta
 
F
ot
o:
 G
 H
ei
de
n 
F
ot
o:
 N
D
 S
an
to
s 
F
ot
o:
 D
P
 C
os
ta
 
F
ot
o:
 N
D
 S
an
to
s 
F
ot
o:
 G
 H
ei
de
n 
- 10 Unidades de Conservação 
- 26 localidades 
Que variáveis geoclimáticas atuam como filtros sobre a 
flora de hepáticas? 
Resultados e Discussão 
PRECIPITAÇÃO 
TEMPERATURA 
ALTITUDE 
10 m 50 m 
450 m 800 m 
950 m 1170 m 
03/04/2016 
16 
Resultados 
Diversidade beta 
POLYTRICHACEAE 
Resultados 
Diversidade beta 
SPHAGNACEAE 
Diversidade beta 
Resultados 
JAMESONIELLACEAE 
Diversidade beta 
Resultados 
RADULACEAE 
Resultados 
Diversidade beta 
PLAGIOCHILACEAE 
Diversidade beta 
Resultados 
PILOTRICHACEAE 
03/04/2016 
17 
Diversidade beta 
Resultados 
CALYMPERACEAE 
NOVO CRONOGRAMA! 
 
 
 
 
 
- 28/03 (8:00 às 16:00 h) – Morfologia de briófitas 
 (10:00 às 12:00 h e 13:00 às 15:00 h) - Aulas práticas: morfologia de briófitas 
- 04/04 (08:00 às 10:00 h) – Ecologia de briófitas 
 (10:00 às 12:00 h e 13 às 15:00 h) – Aulas práticas: morfologia de briófitas 
- 11/04 (08:00 às 10:00 h) - PROVA TEÓRICA I 
 (10:00 às 12:00 h e 13:00 às 15:00 h) – ELABORAÇÃO PROJETOS 
- 18/04 (08:00 às 17h) – CAMPO 
- 25/04 (08:00 às 10:00 h) - Metodologia Científica 
 (10:00 às 12:00 h e 13:00 às 15:00 h) – ELABORAÇÃO PROJETOS 
- 02/05 (8:00 às 10:00 h) - Projetos sobre ecologia de briófitas 
 (10:00 às 12:00 h e 13:00 às 15:00 h) – APRESENTAÇÃO PROJETOS 
- 09/05 (08:00 às 10:00 h) – Origem e evolução das plantas vasculares. 
 (10:00 às 12:00 e 13:00 às 15:00 h) – Evolução plantas vasculares 
- 16/05 (08:00 às 10:00 h) - livre! 
 (10:00 às 12:00 h e 13:00 às 15:00 h) – APRESENTAÇÃO E ENTREGA 
DOS RELATÓRIOS FINAIS DOS PROJETOS