Evolução de estratégias reprodutivas em melastomataceae
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Data de Publicação: | 2022 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFU |
Texto Completo: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/40908 https://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.338 |
Resumo: | In the plant reproduction cycle, there are two transport events in which vectors participate: pollination, when pollen grains dislocate between anthers and stigmas, and offspring dispersal when whole fruits or seeds are removed from their origin. Therefore, reproductive traits such as floral size and color, as well as the fruit constitution can evolve correlatedly, because they affect the attractiveness to vectors. Hence, this establishes different strategies, resulting from the attendance of one of these trends - a trade-off situation. We chose as a model the Melastomataceae family, one of the most diverse lineages among the angiosperms, that has both species with small and white flowers and species with large and colorful flowers, wherein clades distinguishable by the presence of fleshy or dry fruits, in Miconieae and Melastomateae, in that order. In this work, we aim to comprehend how the floral traits and type of fruit evolved, and how the evolution of Melastomataceae is correlated through comparative phylogenetic methods. It is expected that the evolution of large and colorful flowers is linked to dry fruits, whereas small and white flowers are associated with fleshy fruits. We have used data mining to obtain values for these reproductive attributes from papers and updated a pre-existing database. From these data, a reconstruction of the evolutionary history of flower size and color was made for Melastomataceae. Different petal size evolutionary scenarios, combined with the evolutionary history of color and fruit type in different evolutionary regimes were constructed, to investigate the correlation between the attributes. In the evolution of Melastomataceae, we infer that floral size is a labile trait, with the frequent increase, decrease, and reversals in its phylogeny, where petal size varies up to 2 orders of magnitude. We estimate that most flower color transitions occurred from white to colored. The best scenarios of correlated evolution were the one that ties the evolution of flower size to flower color and fruit type, followed by the other that considers only flower color is correlated to flower size, which suggests color as a strongly correlated attribute. to flower size. The optimal size estimated for flowers was greater for those colored with dry fruits, and the smallest for white flowers and fleshy fruits. The lability and correlated evolution between flower size and color and fruit type support the hypothesis of evolution of reproductive strategies in Melastomataceae: species with large and colorful flowers promote plant movement in the gametophytic phase, develop into dried fruits with local dispersion; and species with white and tiny flowers evolved correlated with fleshy fruits, favoring movement of the sporophyte. As expected, in Melastomataceae, there are either plants that invest more in attracting and rewarding pollinators or plants that invest more in attracting and rewarding dispersers. |
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Evolução de estratégias reprodutivas em melastomataceaeEvolution of reproductive strategies in melastomataceaeevolução floralcorrelação evolutivaatributos reprodutivosestratégias reprodutivaspolinizaçãodispersãoMelastomataceaefloral evolutionevolutionary correlationreproductive attributesreproductive strategiespollinationdispersalCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::ECOLOGIAEcologiaÁrvores - IdentificaçãoQuaresmeiraFlorestas - ReproduçãoODS::ODS 15. Vida terrestre - Proteger, recuperar e promover o uso sustentável dos ecossistemas terrestres, gerir de forma sustentável as florestas, combater a desertificação, deter e reverter a degradação da Terra e deter a perda da biodiversidade.In the plant reproduction cycle, there are two transport events in which vectors participate: pollination, when pollen grains dislocate between anthers and stigmas, and offspring dispersal when whole fruits or seeds are removed from their origin. Therefore, reproductive traits such as floral size and color, as well as the fruit constitution can evolve correlatedly, because they affect the attractiveness to vectors. Hence, this establishes different strategies, resulting from the attendance of one of these trends - a trade-off situation. We chose as a model the Melastomataceae family, one of the most diverse lineages among the angiosperms, that has both species with small and white flowers and species with large and colorful flowers, wherein clades distinguishable by the presence of fleshy or dry fruits, in Miconieae and Melastomateae, in that order. In this work, we aim to comprehend how the floral traits and type of fruit evolved, and how the evolution of Melastomataceae is correlated through comparative phylogenetic methods. It is expected that the evolution of large and colorful flowers is linked to dry fruits, whereas small and white flowers are associated with fleshy fruits. We have used data mining to obtain values for these reproductive attributes from papers and updated a pre-existing database. From these data, a reconstruction of the evolutionary history of flower size and color was made for Melastomataceae. Different petal size evolutionary scenarios, combined with the evolutionary history of color and fruit type in different evolutionary regimes were constructed, to investigate the correlation between the attributes. In the evolution of Melastomataceae, we infer that floral size is a labile trait, with the frequent increase, decrease, and reversals in its phylogeny, where petal size varies up to 2 orders of magnitude. We estimate that most flower color transitions occurred from white to colored. The best scenarios of correlated evolution were the one that ties the evolution of flower size to flower color and fruit type, followed by the other that considers only flower color is correlated to flower size, which suggests color as a strongly correlated attribute. to flower size. The optimal size estimated for flowers was greater for those colored with dry fruits, and the smallest for white flowers and fleshy fruits. The lability and correlated evolution between flower size and color and fruit type support the hypothesis of evolution of reproductive strategies in Melastomataceae: species with large and colorful flowers promote plant movement in the gametophytic phase, develop into dried fruits with local dispersion; and species with white and tiny flowers evolved correlated with fleshy fruits, favoring movement of the sporophyte. As expected, in Melastomataceae, there are either plants that invest more in attracting and rewarding pollinators or plants that invest more in attracting and rewarding dispersers.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoDissertação (Mestrado)Na reprodução das plantas, há dois eventos de transporte que podem ser realizados por vetores: a polinização, quando os grãos de pólen são levados das anteras até o estigma, e a dispersão, quando o propágulo é distanciado de sua origem. Dessa forma, atributos reprodutivos como o tamanho e a cor floral, assim como a consistência do fruto podem evoluir de maneira correlacionada, pois são determinantes para a atratividade de vetores, estabelecendo diferentes estratégias reprodutivas, resultantes do investimento preferencial em uma dessas demandas. Escolhemos como modelo a família Melastomataceae, uma família muito diversa dentre as angiospermas, encontramos tanto espécies com flores muito pequenas e brancas quanto espécies com flores grandes e coloridas, bem como há clados distinguíveis pela presença de frutos baga ou cápsula, em Miconieae e Melastomateae, nessa ordem. Nesse trabalho, procuramos compreender como os atributos florais e o tipo de fruto evoluíram em Melastomataceae, e como a evolução desses atributos podem estar correlacionadas, por meio de métodos filogenéticos comparativos. Espera-se que a evolução de flores grandes e coloridas esteja associada à evolução de fruto cápsula, ao contrário da evolução de flores brancas e diminutas, que estaria associada aos frutos baga. Utilizamos data mining para obtenção de valores para esses atributos reprodutivos a partir de artigos já publicados bemcomo uma base de dados moleculares preexistentes e com nomes atualizados. A partir desses dados, foi feita a reconstrução da história evolutiva do tamanho e da cor floral para Melastomataceae. Foram construídos diferentes cenários de evolução do tamanho da pétala, combinados com a história evolutiva da cor e tipo de fruto em diferentes regimes evolutivos, para averiguar a correlação entre os atributos. Todas as análises foram feitas no software R (R Core Team). Na evolução das Melastomataceae, inferimos que o tamanho floral é um atributo lábil, com aumento, diminuição e reversões frequentes na sua filogenia, onde o tamanho da pétala varia até 2 ordens de grandeza. Estimamos que a maioria das transições na cor das flores ocorreu de brancas para coloridas. Os melhores cenários de evolução correlacionada foram: o que atrela a evolução do tamanho da flor à cor da flor e o tipo de fruto, seguido do que considerou apenas a cor da flor correlacionada ao tamanho da flor, que sugere a cor como atributo fortemente correlacionado ao tamanho floral. O tamanho ótimo estimado para flores foi maior para as coloridas com frutos cápsulas,e o menor para flores brancas e frutos baga. A evolução lábil e correlacionada entre o tamanho e a cor da flor e o tipo de fruto suporta a hipótese de evolução de estratégias reprodutivas em Melastomataceae: espécies com flores grandes e coloridas promovem o movimento das plantas na fase gametofítica, se desenvolvem em frutos cápsulas com dispersão local; e espécies com flores brancas e diminutas evoluíram correlacionadas a frutos baga, favorecendo a movimentação nessa fase esporofítica. Como esperado, em Melastomataceae, há tanto plantas que investem mais na atração e recompensa de polinizadores e quanto plantas que investem mais na atração e recompensa de dispersores.2025-11-24Universidade Federal de UberlândiaBrasilPrograma de Pós-graduação em Ecologia e Conservação de Recursos NaturaisMelo, Lílian Rodrigues Ferreira Dehttp://lattes.cnpq.br/0302161134783193Brito, Vinicius Lourenço Garcia dehttp://lattes.cnpq.br/7087539258317915Reginato, Marclohttp://lattes.cnpq.br/7208562891918110Bochorny, Thuanehttp://lattes.cnpq.br/5622167681489089Egea, Marcelo Mongehttp://lattes.cnpq.br/1101161487875507Marra, Camilla Cristina Teles2024-01-04T13:36:42Z2024-01-04T13:36:42Z2022-09-29info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfMARRA, Camilla Cristina Teles. Evolução de estratégias reprodutivas em melastomataceae. 2022. 47 f. Dissertação (Mestrado em Ecologia, Conservação e Biodiversidade) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2022. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.338.https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/40908https://doi.org/10.14393/ufu.di.2022.338porinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccessreponame:Repositório Institucional da UFUinstname:Universidade Federal de Uberlândia (UFU)instacron:UFU2024-01-25T17:57:13Zoai:repositorio.ufu.br:123456789/40908Repositório InstitucionalONGhttp://repositorio.ufu.br/oai/requestdiinf@dirbi.ufu.bropendoar:2024-01-25T17:57:13Repositório Institucional da UFU - Universidade Federal de Uberlândia (UFU)false |
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In the plant reproduction cycle, there are two transport events in which vectors participate: pollination, when pollen grains dislocate between anthers and stigmas, and offspring dispersal when whole fruits or seeds are removed from their origin. Therefore, reproductive traits such as floral size and color, as well as the fruit constitution can evolve correlatedly, because they affect the attractiveness to vectors. Hence, this establishes different strategies, resulting from the attendance of one of these trends - a trade-off situation. We chose as a model the Melastomataceae family, one of the most diverse lineages among the angiosperms, that has both species with small and white flowers and species with large and colorful flowers, wherein clades distinguishable by the presence of fleshy or dry fruits, in Miconieae and Melastomateae, in that order. In this work, we aim to comprehend how the floral traits and type of fruit evolved, and how the evolution of Melastomataceae is correlated through comparative phylogenetic methods. It is expected that the evolution of large and colorful flowers is linked to dry fruits, whereas small and white flowers are associated with fleshy fruits. We have used data mining to obtain values for these reproductive attributes from papers and updated a pre-existing database. From these data, a reconstruction of the evolutionary history of flower size and color was made for Melastomataceae. Different petal size evolutionary scenarios, combined with the evolutionary history of color and fruit type in different evolutionary regimes were constructed, to investigate the correlation between the attributes. In the evolution of Melastomataceae, we infer that floral size is a labile trait, with the frequent increase, decrease, and reversals in its phylogeny, where petal size varies up to 2 orders of magnitude. We estimate that most flower color transitions occurred from white to colored. The best scenarios of correlated evolution were the one that ties the evolution of flower size to flower color and fruit type, followed by the other that considers only flower color is correlated to flower size, which suggests color as a strongly correlated attribute. to flower size. The optimal size estimated for flowers was greater for those colored with dry fruits, and the smallest for white flowers and fleshy fruits. The lability and correlated evolution between flower size and color and fruit type support the hypothesis of evolution of reproductive strategies in Melastomataceae: species with large and colorful flowers promote plant movement in the gametophytic phase, develop into dried fruits with local dispersion; and species with white and tiny flowers evolved correlated with fleshy fruits, favoring movement of the sporophyte. As expected, in Melastomataceae, there are either plants that invest more in attracting and rewarding pollinators or plants that invest more in attracting and rewarding dispersers. |
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