Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

Diversidade sexual vegetal

2,535 views

Published on

Diversidade sexual vegetal

Published in: Education
  • Be the first to comment

Diversidade sexual vegetal

  1. 1. Ecologia de Populações Prof. Dr. Harold Gordon Fowler popecologia@hotmail.comA evolução e manutenção da diversidade sexual nas plantas
  2. 2. Why study polymorphic sexual Por que existe uma diversidade systems? sexual grande nas plantas?•Imobilidade (dependem de vetores de pólen)•Hermafroditismo (auto-fertilização)•Crescimento Modular – crescem ap produzir órgãos dasmeristemas apicais(clonalidade e auto-fertilização)•Carpelo fechado (seleção do par)•Diversidade da historia vital (padrões de cruzamentodependem da longevidade, tamanho, e outros atributos)
  3. 3. Sistemas Sexuais em PlantasSistema Sexual: o uso particular de estruturas sexuaisentre e dentro das plantas e os mecanismos fisiológicosque controlam o cruzamento•Interferência Sexual: conflito entre as funçõesmaternas e paternas resultando em perda de gametas eaptidão reduzido.(pode ou não ser associada com a auto-polinização)
  4. 4. Exemplos de Sistemas Sexuais nas PlantasDicogamia: diferencias no timing da dispersão dopólen dos anteras e a receptividade da estigmadas flores. •protandria: fase masculina antes da fase feminina Claytonia •protoginia: fase feminina antes da fase masculinaHercogamia: a separação espacial dasanteras e estigmas dentro de uma flor Gilia achilleifolia
  5. 5. Sistemas Reprodutivos de CruzamentoSistema de Cruzamento: o modo da transmissão dosgenes de uma geração a próxima por médio dareprodução sexual (a taxa materna de endogamia)Taxa de endogamia (s): a proporção das sementes quesão auto-fertilizadasTaxa de exogamia (t=1-s): a proporção das sementes queproduzidas por exogamiaDepressão de endogamia: a redução da viabilidade efertilidade de proles produzidas por endogamiacomparada com aquelas produzidas por exogamia
  6. 6. Sistemas polimorficos do sexo em plantasA co-ocorrênciadentro de uma Dioeciapopulação de grupos (sexosde cruzamento separados)morfologicamentedistintos distinguidos Sagittaria latifoliapelas diferencias de Enantiostilia (flores deseus órgãos sexuais imagem de Cyanella alba espelho) Long-styled Short-styled Heterostilia Primula polyneura
  7. 7. Why study polymorphic sexual Sistemas polimorficos do systems? sexo em plantasHerança simplesMorfologia sexuais deidentificação fácil Sagittaria latifoliaSob a seleção dependente defreqüência forteModelos teóricos fazemprevisões Cyanella alba Long-styled Short-styledPossibilidade de usarexperimentos de manipulação Primula polyneura
  8. 8. Design Floral e a Transferência de Pólen: heterostiliaHeterostilia: duas (distilia) ou três (tristilia) morfologias doestilo diferem na colocação recíproca dos anteras e estigmas•Colocação recíproca do órgão sexual L S•heteromórficaAuto-incompatibilidade(cruzamento disassortativo)•polimorfismo genético
  9. 9. Design Floral e a Transferência de Pólen: heterostilia
  10. 10. Transferência de pólen e razõesequilibradas de morfologias na tristilia típica
  11. 11. Transferência de pólen e razõesequilibradas de morfologias na tristilia típica
  12. 12. Transferência de pólen e razõesequilibradas de morfologias na tristilia típica
  13. 13. Transferência de pólen e razõesequilibradas de morfologias na tristilia típica
  14. 14. Freqüências de formas morfológicas em equilíbrio • Cruzamento disassortativo resulta numa seleção dependente da freqüência negativa • Razões iguais das morfolotias são previstasR.A. Fisher • 1:1:1 encontrado em muitas populações tirstilas S L (1:1:1) Lythrum salicaria M
  15. 15. Why study polymorphic sexual A manutenção de systems? polimorfismo sexual S Aptidão L 0.5 Freqüência da morfologia LCruzamento disassortativo entre morfologiasSeleção dependente da freqüência negativaSeleção para razões iguais de morfologias
  16. 16. Design Floral e a Transferência de Pólen : enantiostiliaEnantiostilia: imagem de espelho de flores no qual o estilo viraou a esquerda ou a direta do eixo floral – deposita o pólen nolado esquerdo da abelha.
  17. 17. Design Floral e a Transferência de Pólen •Arranjos monomorficos e dimorficos de estilos retos de Solanum rostratum (monomorfica) •Taxa maior de exogamia nos arranjos dimorficos •Maior parte do cruzamento foiJesson and Barrett 2002 Nature entre morfologias no arranjo dimorfico (seleção dependente Cruzamento da freqüência negativa) Entre morfologias
  18. 18. Design Floral e a Transferência de Pólen•Hercogamia reduz a auto-polinização (e outras formasde interferência sexual)•A separação reduz a precisão de polinização cruzada(menor aptidão masculino e feminino - perda de pólen erestrição de pólen)•A hercogamia recíproca melhora a eficiência datransferência do pólen•O polimorfismo é geralmente mantido pelo cruzamentodisassortativo em freqüência igual
  19. 19. Flexistilia•Flexistilia: populações possuem duas formas de morfologiafloral que se diferem em seus padrões temporais decrescimento e orientação do estilo Alpinia•Combina a hercogamia edichogamia•Encontrado em Alpina dostrópicos protandras protoginas
  20. 20. A evolução de sexos separados •Genro: a contribuição relativa a próxima geração como macho ou fêmea (medida quantitativa) •Monomorfismo – variação contínua do genro •Dimorfismo – duas formas sexuais distintas que funcionam como macho ou fêmeaDioecia Ginodioecia AndrodioeciaSagittaria latifolia Silene vulgaris Mercurialis annua
  21. 21. Caminhos Evolutivos do Dimorfismo do Genro •Ginodioecia •Monoecia •Distilia •Heterodicogamia
  22. 22. Mecanismos seletivos e a evolução de sexos separadosA evolução da dióica da ginodioicaHerança nuclear da esterilidade do macho (fêmea)As fêmeas dominam se produzem pelomenos sementes duas vezes mais do queas plantas hermafroditas-s*  > 0.5 (metade das sementes dashermafroditas morrem devido adepressão de endogamia) w para invasão Pólen 1 0-Re-alocação de recursos de função do Semente 1 >2macho a função da fêmea (fêmeasproduzem duas vezes mais óvulos)
  23. 23. Controle cito-nuclear do Polimorfismo de GenroAs mutações da esterilidade podem ocorrer na genoma damitocôndria herdada maternalmenteTodas as proles do mutante masculino estiril serão fêmeasAs fêmeas podem disseminar com somente uma pequenavantagem de fertilidade femininaDioecia pode evoluir da ginodioecia quando ashermafroditas investem na função masculina
  24. 24. Mecanismos seletivos e aevolução de sexos separados Lycium – perda da auto- incompatibilidade com o duplicação dos cromossomos Poliplóides têm dimorfismo sexual Associação entre poliplodia e dimorfismo encontrada em outras 12 gêneros não relacionadas de outras famílias . Miller e Venable 2000
  25. 25. Mecanismos seletivos e a evolução de sexos separados Tamanho grande, clonal, -> taxa maior de auto-fecundação Geitonogamia (transferência de pólen do indivíduo entre os flores dele mesmo) Sagittaria latifolia Dióica = clones grandes Monécia (hermafroditas) = plantas menores s*  > 0.5 em algumas populações some monéciasDorken et al 2002
  26. 26. A biologia comparativa da dioecia•Ocorre na metade das famílias vegetais mas somente 6%das espécies são dióicasPor que a dioecia é associada com uma diversificação baixa?•Taxas de extinção •Risco de extinção é elevado em populações pequenas (precisa de machos e fêmeas) •Dimorfismo sexual (risco que as fêmeas podem não ser visitadas quando os polinizadores são raros)•Taxas de especiação •Associadas com sistemas de polinização não especializados (vento, água, polinizadores generalistas) que podem atrapalhar a especiação
  27. 27. Auto-incompatibilidadeDois tipos principais da incompatibilidade homomorfica:-gametofitica: incompatibilidade dofenótipo determinado pelo genótipohaplóide ~ S1 ou S2 não podem fertilizar plantasS1 S2 mas pólen S3 pode-sporofitica: incompatibilidade controladopelo genótipo do parente que produz pólen~ quqlquer pólen de plantas S1 S2 nãopode fertilizar uma planta S1_ ou S2
  28. 28. Auto-incompatibilidade Mantido pela seleção dependente da freqüência negativa (seleção balançante): Tipos raros de auto-incompatibilidade têm uma vantagem de aptidão porque podem cruzar com as outras plantas na população BrassicaMuitos alelos de ele mesmoFst baixo comparado aos locosneutros(maior migração efetiva devidoa seleção balançante) Glémin et al 2005
  29. 29. A evolução e manutenção dadiversidade sexual nas plantas

×