As briófitas desempenham um papel crucial nos ecossistemas de Florestas Tropicais Sazonalmente Secas (FTSS), sendo fundamentais em diversos processos ecológicos. Este estudo visa investigar a diversidade taxonômica e funcional de briófitas na Caatinga, analisando a influência de variáveis ambientais e espaciais na estrutura e composição dessas comunidades. No primeiro capítulo, foram utilizados 4671 registros de espécies, associados a 21 variáveis ambientais. A riqueza e a composição das espécies foram modeladas por meio de Modelos Lineares Generalizados Mistos (GLMM) e Análises de Variância Multivariada Permutacional (PERMANOVA). Os resultados indicam que a subamostragem em áreas da Caatinga compromete a avaliação da biodiversidade, embora 491 espécies tenham sido encontradas. Elevação, umidade e temperatura foram identificadas como variáveis-chave para a diversidade (riqueza e composição) das comunidades. Regiões de maior altitude e aridez apresentaram maior riqueza de espécies. O segundo capítulo aborda os padrões regionais de diversidade, destacando os fatores ambientais e espaciais que moldam a estrutura funcional das briófitas. Conclui-se que as briófitas na Caatinga são fortemente influenciadas por fatores ambientais e espaciais, e que estratégias mais amplas de amostragem são necessárias para aprimorar o conhecimento sobre a distribuição e conservação dessas espécies.

Os centrômeros são essenciais para a estabilidade genômica, pois é onde os microtúbulos se ligam permitindo a segregação das cromátides irmãs durante as divisões celulares. São diversos em sequências de DNA e geralmente definidos pela localização dos cinetócoros, particularmente da proteína CENH3. Plantas como Juncaceae e Cyperaceae apresentam cromossomos tipicamente holocêntricos, com cinetócoro disperso ao longo da cromátide. Desse modo, a investigação citogenética e genômica de linhagens que primeiro divergiram na família Cyperaceae, como Trilepis lhotzkiana e Becquerelia cymosa, busca auxiliar na compreensão dos aspectos moleculares que participaram na transição entre cromossomos mono e holocêntricos. Apresentamos a primeira contagem cromossômica para T. lhotzkiana (2n = 34), tamanho genômico (195,6 Mpb/1C) e padrão de heterocromatina CMA/DAPI, restrito a um par de bandas terminais CMA+. Seu repeatoma representou 23,25% do genoma, com predominância do único DNAsat TriSAT1-191 (19,73%), e elementos transponíveis LTR-Ty1/copia-Angela (2,25%) e Ale (0,18%). No repeatoma de B. cymosa (2n = 40) também prevalece DNAsat, com sete famílias (11,98%), além dos LTR-Ty1/copia-Angela (4,98%) e Ty3/gypsy-Athila (0,27%). O bandeamento CMA/DAPI revelou ~10 bandas CMA+ terminais. Já a FISH de BecSAT1-182 constatou distribuição subterminal de bandas em 9 pares cromossômicos, não relacionado com um padrão centromérico. As duas espécies apresentaram genomas pequenos, com repeatoma de ~20% rico em satélites. Contudo, ambas apresentaram bibliotecas de sequências próprias, sugerindo expansão de repeats em tandem em detrimento de retrotransposons como importante mecanismo evolutivo no clado.

Nicotiana seção Suaveolentes é um grupo de origem alotetraploide com parentais diploides na América do Sul. O grupo se diversificou recentemente (~2 m. a.) na região árida da Austrália, resultando numa série disploide decrescente de n = 24 a n = 15. No entanto, a variação do tamanho do genoma não acompanhou a diminuição no número de cromossomos. Para esclarecer o motivo da evolução não paralela entre a série disploide e o tamanho do genoma, o presente trabalho objetivou investigar a relação entre a diversificação cariotípica e a variabilidade da heterocromatina constitutiva através da análise comparativa de sítios de DNA ribossomais, DNA satélite e outros repeats abundantes da seção Suaveolentes. Foram analisadas um total de 26 espécies da seção, com ampla variação na quantidade de heterocromatina, predominantemente terminal. Para seis espécies de clados distintos, foi observado que a proporção da fração repetitiva, em especial dos retrotransposons LTR da superfamília Ty3-gypsy e linhagens Tekay e Ogre, variou entre as espécies. Já os DNAs satélite foram mais abundantes nas espécies com menor número cromossômico. A heterocromatina CMA+ foi observada na maioria dos terminais cromossômicos associada ao DNAsat SUAVSAT-182, embora ele não tenha colocalizado com as bandas CMA+ nas espécies de maior número cromossômico. A invasão de SUAVSAT-182 e a eliminação gradual dos retrotransposons parecem ter padrões evolutivos opostos.

As estruturas florais passam por modificações direcionadas como adaptações para otimizar a transferência do pólen até o estigma, e consequente fertilização. Embora as interações e variações morfométricas do pólen e pistilo possam implicar em limitações nas relações entre essas estruturas, elas ainda são pouco exploradas. Nesse contexto, o comprimento do pistilo pode ser um proxy importante para o conteúdo polínico, pois determina até que ponto o tubo polínico deve crescer para alcançar os óvulos. A variação do volume polínico também está associada à polinização biótica, pois a interação entre o pólen e as especificidades morfológicas e funcionais dos polinizadores podem desencadear processos coevolutivos, garantindo o sucesso reprodutivo das plantas. Cactaceae é uma família botânica rica em gêneros e espécies e com ampla diversidade floral e de sistemas de polinização, e assim torna-se um ótimo modelos para investigar essas correlações. Nesta pesquisa utilizamos espécies de Cactaceae para explorar e compreender se há correlação entre o volume do pólen e o comprimento do pistilo, associado aos sistemas de polinização diurnos e noturnos. Não foram obtidas correlações positivas entre o volume de pólen e o comprimento do pistilo, no entanto, como esperado, o comprimento do pistilo é influenciado pelos sistemas de polinização da espécie. Propomos que os compostos químicos que caracterizam reserva polínica pode ser um fator determinante no crescimento do tubo polínico, e que este pode ser também sustentado por nutrientes fornecidos pelos tecidos do pistilo.

Senna ser. Interglandulosae (Benth.) H.S. Irwin & Barneby compreende  20 espécies endêmicas da região Neotropical. Várias dessas espécies possuem categorias infraespecíficas, como subespécies e variedades, tornando a delimitação desse grupo desafiadora e necessitando de uma revisão nos níveis específicos e infraespecíficas. Com isso, realizou-se uma revisão taxonômica das espécies de Senna ser. Interglandulosae ocorrentes no Brasil, um dos principais centros de diversidade e endemismo deste grupo. A pesquisa foi baseada em estudos morfológicos, nomenclaturais e de taxonomia clássica, e adicionalmente, investigamos a potencial utilização de caracteres anatômicos foliolares para apoiar a taxonomia da série. Como resultado, apresentamos o tratamento taxonômico de 14 espécies, incluindo a descrição de uma nova espécie, duas novas combinações, uma elevação de status, uma sinonímia, 13 lectotipificações, duas neotipificações e a designação de um epítipo. Também foi elaborada uma chave de identificação para as espécies de Senna ser. Interglandulosae presentes no Brasil, complementada por um estudo anatômico foliolar como subsídio à taxonomia da série. Os resultados estão organizados em quatro manuscritos, sendo um artigo já publicado e três que estão sendo submetidos à publicação. Este trabalho representa uma contribuição significativa para a taxonomia de Senna ser. Interglandulosae, ampliando o número de espécies circunscritas e fornecendo dadosmorfológicos e anatômicos (inéditos para a série) que contribuem para uma delimitação mais clara dos limites interespecíficos das espécies do grupo no Brasil.

A biomassa acima do solo é uma característica crítica das florestas tropicais, demonstrando uma correlação direta com a produtividade do ecossistema e fornecendo vários serviços ecologicamente significativos, incluindo o armazenamento de carbono. Apesar de sua extensão espacial limitada, as florestas tropicais, que compreendem apenas 7-10% da superfície terrestre, contribuem significativamente, constituindo 35% da produtividade primária líquida da terra e 25% da biomassa. Além disso, uma parte substancial da biomassa vegetal serve como produtos florestais (por exemplo, madeira, carvão, forragem), impactando os meios de subsistência das pessoas por meio da exploração subsistente e comercial. Praticamente nada se sabe sobre a produtividade, estoque de nutrientes e biomassa herbácea em florestas secas, embora a camada herbácea forme uma parte importante da diversidade de plantas, especialmente na Caatinga, e recentes estudos demonstraram que a diversidade de espécies herbáceas podem ultrapassar a diversidade de plantas lenhosas neste ecossistema. Neste estudo, acessamos a distribuição da biomassa herbácea e examinamos possíveis impulsionadores dessa biomassa herbácea em uma paisagem de 670 km² coberta pela floresta seca da Caatinga, incluindo remanescentes de floresta primária e áreas de floresta secundária em diferentes estágios de regeneração. A biomassa herbácea em nosso estudo, com média de 0,47 toneladas/ha (± 0,26), emerge como um componente significativo dentro da biomassa acima do solo da área de estudo. Essa proporção, representando 1,6% da biomassa total acima do solo, está alinhada com descobertas de outros estudos. A consistência dessas proporções em diferentes estudos destaca o padrão recorrente da biomassa herbácea desempenhar um papel relativamente modesto, porém consistente, na dinâmica geral da biomassa acima do solo de ecossistemas diversos.

Os atributos florais, como estrutura, cor e longevidade, desempenham papéis cruciais nas interações com polinizadores, influenciando tanto a atração quanto a eficiência reprodutiva das flores. Além disso, esses atributos também podem moldar a estrutura das comunidades de plantas polinizadas por abelhas, afetando o funcionamento das redes de interação mutualística. Nesta Tese, nos três primeiros capítulos investigamos como diferentes atributos florais, especialmente a cor, longevidade floral e morfologia, influenciam a interação planta-polinizador em flores de óleo. No primeiro capítulo, analisamos como a cor floral determina o papel das espécies em comunidades da família Malpighiaceae. No segundo capítulo, exploramos o papel da longevidade floral na sinalização, produção de óleo e sucesso reprodutivo na espécie Stigmaphyllon paralias, que mantém a cor ao longo de sua vida floral. No terceiro capítulo, investigamos a função do lábio superior de Salvia chamelaeagnea na proteção contra a perda de pólen pelo vento, antes da chegada dos polinizadores. Esses estudos demonstram como diferentes atributos florais influenciam a atração de polinizadores e a reprodução de flores produtoras de óleo, além de destacar a importância de estruturas florais que maximizam o sucesso reprodutivo masculino.

Abelhas, principais polinizadores, percebem flores através do padrão de coloração floral e contraste com o background. A conspicuidade pode ser afetada devido a mudanças do contraste e background, que pode ocorrer em florestas sazonais, assim como a alteração de pigmentação floral ocasionada por mudanças climáticas. Sendo assim, os objetivos do trabalho são 1) avaliar a relação entre a proporção UV intrafloral (UVP) e mudanças climáticas em diferentes ecossistemas e 2) investigar a influência da sazonalidade na floração e contraste floral na Caatinga. Para isto, foram tiradas fotografias UV de flores herborizadas de seis espécies que ocorrem na Caatinga e Mata Atlântica coletadas nos últimos 50 anos, foi medido a UVP e relacionado a diferentes variáveis climáticas. Também foi monitorada a fenologia da floração no PARNA Catimbau durante um ano, além de ter sido medido a reflectância das flores, categorizadas quanto a visão humana e de abelhas, e calculado o contraste verde e de cor e comparado ao background durante as estações chuvosa e seca. Nossos resultados demonstraram padrões espécie-específicos, onde a UVP responde a temperatura e precipitação. A flores do Catimbau mostraram uma diversidade de cores, com floração ocorrendo principalmente durante a estação chuvosa e flores são conspícuas de diferentes formas a depender da estação. Por fim, a UVP responde a diferentes variáveis climáticas a conspicuidade das flores está relacionada a mudanças no background.

As plantas são amplamente usadas como recursos medicinais, com sua atividade biológica ligada a compostos secundários, como os fenólicos. Embora não essenciais para o crescimento, esses compostos são fundamentais para o desenvolvimento e resistência ao estresse. Na Caatinga, bioma seco do Brasil, a eficácia das plantas medicinais é atribuída a compostos como fenóis, taninos e flavonoides. Diante disso, investigamos se existe uma relação entre a versatilidade das plantas, medida pelo valor de importância relativa (IR), e a quantidade desses compostos. Amostras de cascas foram analisadas para fenóis totais (reagente Folin-Ciocalteu), taninos (precipitação com caseína) e flavonoides (complexação com cloreto de alumínio), mas não houve diferença significativa entre plantas de alta e baixa versatilidade. Também avaliamos o efeito da pluviosidade, com amostras coletadas em áreas de baixa e alta precipitação. Contrariando expectativas, fenóis e taninos foram mais altos nas áreas de maior pluviosidade, enquanto os flavonoides não variaram. Cerca de 40% das espécies apresentaram maiores teores de flavonoides em áreas de baixa precipitação. As coletas ocorreram no Parque Nacional do Catimbau, em Pernambuco. Além disso, o estudo sistematiza dados sobre a composição fenólica em plantas lenhosas da Caatinga, reunindo informações da literatura e identificando lacunas no conhecimento sobre fenóis, taninos e flavonóides nas espécies. 

A hibridação pode contribuir para especiação e adaptação de espécies , embora torne complexa sua taxonomia. O gênero Cenostigma apresenta baixa resolução filogenética, devido à sua origem recente e/ou à ocorrência de híbridos. A hipótese de hibridização é sustentada pela observação de indivíduos com morfologia intermediária entre espécies simpátricas no Nordeste do Brasil, e corroborada entre C. microphyllum e C. pyramidale por uma análise molecular. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é investigar a abrangência dos eventos de hibridação no gênero, testando a ocorrência de híbridos naturais entre C. laxiflorum e C. microphyllum. Foram coletados de dois a 14 indivíduos de 11 populações em áreas de distribuição natural dessas espécies. Análises de locos cpSSR, nuSSR e morfométricas foram realizadas. A análise morfométrica revelou ampla plasticidade nos tamanhos dos folíolos nas populações simpátricas. Os alelos observados nos locos cpSSR permitiram a identificação de 11 haplótipos que apresentaram uma estruturação geográfica compatível a das populações analisadas, indicando haplótipos espécie-específicos. Já com relação aos dados nucleares, foi possível observar uma clara diferenciação entre as populações analisadas. No entanto, o índice elevado de dados faltantes para dois dos quatro nuSSR analisados até o momento influenciou os índices de diversidade. A hipótese de hibridação inferida aqui deverá ser testada pela ampliação da análise de SSRs nucleares, que permitirá uma melhor elucidação da história evolutiva e fluxo gênico recente desse complexo grupo de espécies do gênero.

A herbivoria pode comprometer, em termos populacionais, o crescimento de plântulas, a fenologia e o sucesso reprodutivo de plantas, entre outros processos vitais. O objetivo deste trabalho foi verificar os efeitos da herbivoria por caprinos sobre a fenologia reprodutiva e interação planta-polinizador em duas espécies de Leguminosae em área de floresta seca de Caatinga. Testamos a hipótese de que a herbivoria teria efeitos sobre o padrão de floração e frutificação e sobre a interação planta-polinizador em Pityrocarpa moniliformis e Cenostigma microphyllum em área de Caatinga no Parque Nacional do Catimbau, Pernambuco, nordeste do Brasil. Foram marcados 30 indivíduos de cada espécie distribuídos em seis parcelas com e seis sem a presença de caprinos, totalizando 120 indivíduos, para o acompanhamento mensal da fenologia reprodutiva (floração e frutificação) durante 12 meses (agosto/2022 a julho/2023). Nossos resultados mostraram que o período de floração e frutificação não diferiu entre os tratamentos para ambas as espécies, os dados para frequência de visitantes florais estão em fase de coleta. A similaridade no padrão de floração e frutificação pode ser explicado pela sazonalidade que espécies adaptadas a florestas secas apresentam. Dessa forma, a herbivoria de caprinos não interfere no padrão fenológico de P. moniliformis e C. microphyllum, no entanto dados coletados por nossa equipe demostraram que o sucesso reprodutivo de P. moniliformis é maior nas áreas com a presença de caprinos, dessa forma podemos inferir que a herbivoria desempenhada por estes animais atua de forma complexa sobre populações de plantas lenhosas em florestas secas.

A urbanização altera inúmeros fatores ambientais e biológicos, entre eles as interações ecológicas entre plantas e animais. O objetivo desta dissertação foi caracterizar a rede de interação entre árvores da família Leguminosae que apresentam sistema de polinização por abelhas e os seus visitantes florais em áreas verdes urbanas e avaliar o efeito da urbanização e tamanho da área sobre as métricas de rede. O estudo foi realizado em espaços verdes urbanos do Recife, com dez espécies de Leguminosae. Foram realizadas ca. de 15hs de observação para cada espécie, em cada local de estudo. As áreas verdes urbanas foram vetorizadas considerando a presença e área de cobertura vegetal e superfícies impermeáveis; sua representatividade (%) em cada célula foi estabelecida para obter o índice de urbanização de cada local de estudo através de uma PCA. O artigo investigou como a rede de interação entre planta-visitante floral está caracterizada e como a urbanização e o tamanho da área afetam as métricas de rede e o número de interações. Os resultados mostraram que a urbanização diminui o número de interações entre Leguminosae arbóreas e visitantes florais em áreas verdes urbanas e que o tamanho da área verde favorece o aumento no número de interações. Nosso estudo sugere que as áreas verdes urbanas apresentam um enorme potencial para a conservação de abelhas, sendo capazes de contribuir com a manutenção da biodiversidade local.

Espécies endêmicas apresentam uma distribuição limitada e, consequentemente, tendem a apresentar nicho ecológico mais restrito. Assim, até pequenas alterações ambientais são capazes de afetar essas comunidades, impactando negativamente tanto a distribuição das espécies quanto sua estrutura funcional. Devido a alta representatividade de musgos endêmicos na Floresta Atlântica e sua comprovada sensibilidade a alterações ambientais, este trabalho objetiva: 1) avaliar como os atributos das espécies deste Domínio fitogeográfico respondem a longo prazo, frente às mudanças climáticas; 2) determinar áreas com maior riqueza e diversidade funcional de musgos endêmicos deste Domínio; 3) verificar se as áreas de endemismo de musgos na Floresta Atlântica são consistentes com centros de endemismo anteriores descritos na literatura; e 4) avaliar se o atual sistema de rede de áreas protegidas na Mata Atlântica é eficaz na conservação de musgos endêmicos. Análises de modelagem de distribuição potencial foram baseadas na ocorrência dos atributos funcionais das espécies. Comparado com o cenário atual, a área de adequabilidade ambiental de todos os traços observados irá aumentar no futuro, tanto para o cenário otimista quanto para o pessimista. A riqueza de espécies, divergência funcional e equidade funcional apresentaram relação positiva com a latitude. Nenhuma área consensual de endemismo foi evidenciada para as regiões Central e Nordeste da Floresta Atlântica. Além disso, cento e onze Unidades de Conservação se sobrepuseram em áreas de endemismo de musgos na Floresta Atlântica.

A complexa interação entre genomas e ambiente é um tópico intrigante da biologia evolutiva. Para discutir isso utilizamos duas abordagens: (capítulo 1) uma revisão teórica e metodológica de ecologia do genoma; (capítulo 2) estabelecimento do gênero Erythrostemon (Leguminosae) como um modelo para discutir a interação genoma-ambiente, dada sua origem antiga (~33 milhões de anos), conservadorismo de nicho, diversidade (31 espécies) e distribuição disjunta. Para o capítulo 1 são apresentadas as principais métricas ecológicas viáveis para uma análise genômica comparativa, com foco em índices de riqueza/diversidade e sinal filogenético dos elementos repetitivos. Para o capítulo 2 realizamos uma análise repeatomica comparativa de 11 espécies de Erythrostemon. A composição dos repeatomas foi diversa, com alta abundância do elemento transponível (TE) Ty3/gypsy-Tekay e DNA satélite, nas espécies da América do Sul e Mesoamérica, respectivamente. Os clados Sul- e Mesoamericanos puderam ser discriminados a partir de diferentes abordagens (PcoA e filogenia de abundância de repeats). A β-diversidade foi maior nas espécies da América do Sul, sugerindo que sua origem mais antiga pode ter propiciado um maior turnover nos repeatomas. As variáveis ecológicas apresentaram uma forte influência nas abundâncias de repeats, especialmente nos LTRs Ty1/copia. Por outro lado, os LTRs Ty3/gypsy mostraram sinais filogenéticos significativos nas linhagens mais abundantes. Sugerimos que essas duas linhagens podem apresentar tendências evolutivas distintas correlacionadas com sua localização preferencial próxima a genes (Copia) ou em heterocromatina (Gypsy).

Ambientes secos, com baixa disponibilidade hídrica devido a irregularidade das chuvas, influenciam o desenvolvimento das espécies vegetais que, ao longo da evolução, desenvolveram adaptações para sobrevivência a condições estressantes, como uma dinâmica específica de carboidratos assim como uma capacidade de “memorizar” eventos de estresse. O estudo investigou as estratégias ecofisiológicas adotadas por uma espécie nativa de ambiente seco em resposta a dois ciclos recorrentes de seca. Um experimento foi realizado dividindo plantas da espécie em quatro tratamentos: controle (CO), controle+exclusão de luz no caule (CE), déficit hídrico (D) e déficit+exclusão de luz no caule (DE). Foram avaliados parâmetros de crescimento, conteúdo hídrico foliar (CHR), umidade do solo (US), condutância estomática (g_s), fluorescência e quantificação da clorofila e dosagem de carboidratos não estruturais - CNE em diferentes órgãos. O CHR se manteve elevado em todos os tratamentos, mesmo quando a US reduziu em 90% no tratamento de déficit hídrico com relação ao controle. Plantas submetidas ao déficit, durante o primeiro ciclo, reduziram a g_s após um curto período sem rega, enquanto no segundo ciclo, essa redução ocorreu mais tardia, indicando uma estratégia de memória ao estresse anterior. Não houve diferenças nos parâmetros de crescimento, exceto no número de folhas durante o ciclo 1, onde o tratamento CE apresentou um número 3x maior em comparação com os tratamentos D e DE. Os pigmentos fotossintéticos tinham concentrações significativamente maiores nas folhas que em caules. Durante o primeiro ciclo, a partição de CNE foi maior nas folhas em todos os tratamentos, enquanto no período de reidratação e segundo ciclo priorizaram folha, caule e raiz principal em relação às raízes secundárias. A espécie demonstrou múltiplas respostas para sobreviver a condições de seca no solo, incluindo a estratégia da fotossíntese no caule, mostrando eficiência diante ciclos recorrentes de seca.

O uso de áreas de florestas para pastagens por grandes herbívoros domésticos, como os caprinos, pode afetar negativamente a reprodução de plantas por meio de alterações no tamanho e quantidade de flores, grãos de pólen, óvulos, frutos e sementes, podendo comprometer o seu sucesso reprodutivo. Neste estudo, avaliamos o efeito da presença de caprinos sobre atributos florais e reprodutivos de Pityrocarpa moniliformis e Cenostigma microphyllum, Leguminosae lenhosas e nativas da floresta seca da Caatinga. Testamos a hipótese de que em áreas com a presença de caprinos o tamanho e a quantidade de atributos reprodutivos serão reduzidos em relação às áreas sem acesso de caprinos. A coleta dos dados ocorreu no experimento de exclusão de caprinos, composto por pares de parcelas pareadas com a presença e ausência de caprinos estabelecidas em 2015 no Parque Nacional do Catimbau (PE), Nordeste do Brasil. Antes da coleta de dados reprodutivos das duas espécies avaliadas, foi registrado a abundância de indivíduos destas espécies em todas as parcelas em que ocorriam. Para a coleta dos dados reprodutivos, foram amostrados 44 indivíduos de Pityrocarpa moniliformis e 20 de Cenostigma microphyllum, dos quais foram registrados altura e área basal.  Em cada par de parcelas, com e sem caprinos, foram avaliados comprimento e área das inflorescências, área da corola, pétala estandarte e anteras, número de flores e frutos por inflorescência, número de grãos de pólen e óvulos por botão floral e sucesso reprodutivo de cada indivíduo. O número, altura e área basal de indivíduos de ambas as espécies não diferiu estatisticamente entre os tratamentos. As análises mostraram que a presença de caprinos, ao contrário do esperado, afeta positivamente alguns dos atributos reprodutivos de P. moniliformis, de modo que, o número de flores por inflorescência, o comprimento e área da inflorescência, número de frutos por inflorescência e sucesso reprodutivo foram, respectivamente, 55,87%, 11,1%, 11,6%, 74,53% e 50% maiores nas parcelas de livre acesso de caprinos em relação às parcelas de exclusão de caprinos, enquanto número de grãos de pólen e razão P/O foram, respectivamente, cerca de 12 vezes e 42,54% maiores nas parcelas de exclusão em relação às parcelas de livre acesso de caprinos. Já C. microphyllum parece ser favorecida pela ausência de caprinos, como esperado neste estudo, uma vez que apresentou área da corola, pétala estandarte, anteras e razão P/O, respectivamente, 30%, 12%, 50% e 12,68% maiores nas parcelas de exclusão de caprinos em comparação às parcelas de acesso livre de caprinos. De modo geral, demonstramos que a presença de caprinos afetou de maneira divergente as espécies investigadas, mas em resumo nossos resultados sugerem que as espécies de plantas de florestas tropicais secas com estratégias de vida semelhantes à P. moniliformis e C. microphyllum parecem estar adaptadas à presença de grandes herbívoros, como os caprinos, o que contribui para a resiliência da Caatinga e para as comunidades locais que dependem tanto dessas plantas quanto dos caprinos para sobrevivência.

A diversidade genética do germoplasma do cajuizeiro (A. humile A.St.-Hil.) pode ser acessada a partir de análises agronômicas, moleculares e citogenéticas. O gênero Anacardium L. tem sido cariotipicamente pouco estudado, limitando-se a poucas contagens cromossômicas para a espécie comercial A. occidentale L. Assim, o presente trabalho visa analisar a diversidade genética de cajuizeiros utilizando abordagens citogenéticas e agronômicas, a fim de compreender a evolução e diversificação dessa frutífera. A avaliação agronômica empregando descritores quali- e quantitativos para o pedúnculo (pseudofruto) e a castanha (fruto verdadeiro) em 12 acessos de cajuizeiros revelou a existência de variabilidade genética entre os germoplasmas estudados. Embora exista variabilidade entre os genótipos de cajuizeiros avaliados a análise citogenética realizada com 10 acessos mais diferentes morfologicamente de A. humile, além de um acesso de A. occidentale e A. othonianum, indicou estabilidade no número cromossômico (2n = 40). Adicionalmente, foram observadas bandas CMA⁺/DAPI^- localizadas na região terminal do braço curto de três pares cromossômicos. A FISH realizada em A. humile, e em um acesso de A. occidentale e A. othonianum, revelou a existência de três pares de sítios de DNAr 35S co-localizados com as bandas CMA⁺/DAPI^- localizados na região terminal do braço curto e um par de sítios de DNAr 5S localizados na região intersticial do braço curto de outro par cromossômico, sugerindo ausência de variação intra- e interespecífica entre os exemplares analisados. Os tamanhos dos genomas de A. humile e A. othonianum são relativamente pequenos, com 0.88 e 0.92 pg/2C, respectivamente. Não há variação citogenética intra- ou interespecífica significativa entre os acessos, nem indícios de poliploidia entre as matrizes estudadas. Análises moleculares estão sendo realizadas para melhor avaliar a contribuição genética para a variabilidade morfológica observada no cajuí.

A família Juncaceae historicamente foi caracterizada por possuir espécies holocêntricas. Porém, recentemente, um de seus gêneros mais diversos (Juncus, 332 spp.) foi descrito como monocêntrico. Assim, inicialmente investigamos a diversidade cariotípica e citomolecular no gênero Juncus, com análises originais de 12 espécies e compilação de dados da literatura. Essa análise revelou um número cromossômico ancestral x = 20. A análise filogenética revelou relações não resolvidas em nível de secção, com incongruências entre topologias nucleares e plastidiais, sugerindo hibridização na história evolutiva do gênero. Depois, exploramos os repeatomas de Juncus, focando no potencial filogenéticos dos repeats e naqueles associados ao centrômero. Foram identificadas tendências clado-específicas na abundância dos repeats. Por fim, foi investigada a evolução dos repeatomas de Luzula, um gênero holocêntrico e irmão de Juncus. Adicionalmente, montamos o genoma completo de Luzula sylvatica, com o objetivo de caracterizar sua estrutura centromérica. Identificamos um DNA satélite (Lusy1) predominantemente associado a domínios centroméricos presente na maioria das espécies do gênero. Análises comparativas sugerem que a redução no número de cromossomos em Luzula foi causada por várias fusões de cromossomos inteiros. Nós hipotetizamos que essas fusões foram seguidas pela manutenção de repeats centrômero-específicos nos cromossomos fusionados, o que pode estar relacionado à origem da holocentricidade em Luzula. Este estudo propõe uma evolução dinâmica do mono-holocentrômeros baseada na análise comparativa de repeatomas, fornecendo evidências para a transição de cromossomos monocêntricos para holocêntricos em plantas.

Este estudo visou caracterizar quimicamente extratos de Cordiera myrciifolia (MC) e Tocoyena formosa (TF), pertencentes à família Rubiaceae, para avaliar sua atividade antimicrobiana. Os extratos hexânico (HE) e etanólico (EE) dessas plantas foram testados contra bactérias padrões e multirresistentes, como Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus, usando o teste de microdiluição seriada. Também foram avaliados contra Candida spp. Além disso, foi determinado o efeito desses extratos na inibição de virulência de Candida spp. O HE de C. myrciifolia demonstrou atividade bacteriana intrínseca contra E. coli e S. aureus, com concentrações de 8 e 16 µg/mL, respectivamente. O extrato EE de C. myrciifolia não mostrou atividade intrínseca, mas potencializaram a ação da Norfloxacina contra E. coli, P. aeruginosa e S. aureus. Ambos os extratos de C. myrciifolia apresentaram atividade antifúngica significativa contra Candida spp. e inibiram a virulência de Candida tropicalis. No caso de T. formosa, o HE demonstrou atividade antibacteriana intrínseca contra E. coli e S. aureus, enquanto o EE mostrou atividade apenas contra E. coli. Ambos os extratos apresentaram efeitos moderados na atividade antifúngica contra Candida spp. e inibiram a virulência de Candida tropicalis. Os resultados sugerem o potencial dessas espécies de Rubiaceae no desenvolvimento de formulações terapêuticas para o tratamento de infecções bacterianas e fúngicas, destacando suas atividades antimicrobianas e a capacidade de intensificar a ação de certos fármacos.

Flores com morfologia em pincel são comumente associadas a sistemas generalistas de polinização, devido à ausência de estruturas que restringem o acesso ao recurso floral e a falta de um evidente ajuste mecânico aos grupos de polinizadores. Este tipo floral pode ser encontrado em várias famílias de Angiospermas, dentre as quais destaca-se Capparaceae. Nesta tese objetivamos determinar diferentes mecanismos que permitem a interação de distintos polinizadores às flores em pincel usando Capparaceae como modelo. As abordagens dos três manuscritos envolveram: 1) Revisar sistematicamente os atributos florais e sistemas de polinização em Capparaceae; 2) Comparar o papel dos atributos florais na interação com polinizadores em um par de espécies sincronopátricas de Capparaceae, Neocalyptrocalyx longifolium e Cynophalla hastata; 3) Determinar a seleção fenotípica mediada por polinizadores em N. longifolium. Enquanto nós confirmamos o predomínio de flores em pincel na família, os demais atributos variam amplamente e propomos que estejam relacionados à diversidade de sistemas de polinização presente na família. As flores de N. longifolium e C. hastata possuem atributos florais relacionados a atração principalmente de abelhas e esfingídeos, sendo o comportamento dos visitantes e não o ajuste mecânico o principal determinante da atuação desses insetos como polinizadores. Identificamos a ocorrência de seleção disruptiva em N. longifolium, resultante da pressão exercida por diferentes guildas de polinizadores diurnos e noturnos, a qual se manteve mesmo após eventos de herbivoria com consumo dos frutos imaturos.

Plantas manejadas ao longo do tempo podem apresentar modificações em caráteres e atributos reprodutivos como resposta adaptativa às interações humanas. Tais modificações podem influenciar na manutenção da espécie localmente, através de efeitos sob o sucesso reprodutivo e sob processos ecológicos que dão funcionalidade à paisagem manejada. Diante disso, o objetivo da tese foi investigar se o manejo intencional de Cereus jamacaru DC (Cactaceae) na Caatinga ocasiona mudanças nas funções reprodutivas, interfere em aspectos da biologia reprodutiva, molda fenologia, disponibilidade de recursos florais e interações bióticas planta-inseto. Para isso, utilizamos métodos usuais de pesquisas em biologia floral reprodutiva. No capítulo I vimos que práticas de manejo afetaram diferencialmente a produção de botões florais, flores e frutos e néctar. No capítulo II, nossos resultados revelaram que C. jamacaru possui dimorfismo de altura anteras-estigmas e autoincompatibilidade. Duas espécies de esfingídeos do gênero Manduca (Sphingidae) foram os únicos visitantes e polinizadores efetivos. Encontramos grande variação de tamanho das flores, atributos florais e sucesso reprodutivo entre plantas manejadas e não manejadas. Indivíduos manejados exibiram flores significativamente maiores que os não manejados, assim como maior hercogamia (distância entre anteras e estigmas), quantidade de óvulos e grãos de pólen/flor e sementes por frutos. No capítulo III vimos que C. jamacaru foi alvo de diferentes interações antagônicas, presentes também na fase de botão floral. O besouro florívoro do gênero Cyclocephala foi o agente em maior atividade. O padrão natural de florivoria das pétalas foi predominantemente contínuo. Mas houve sobreposição com danos descontínuos e ataques ao pistilo. As flores das plantas não manejadas estão mais sujeitas a ataques e desfiguração da forma floral e a extensão do dano às pétalas não foi proporcional ao tamanho da corola. Tomados em conjunto nossos achados revelam um panorama complexo de adaptações reprodutivas em resposta ao manejo populacional. Os atributos morfológicos distintos entre as populações podem servir como uma barreira para o fluxo gênico, já que podem afetar o cruzamento, tornando as populações mais distintas entre si. Por outro lado, o manejo de C. jamacaru pode estar auxiliando na expressão de características de defesa e tolerância contra os ataques dos florívoros, expondo a espécie a distintas forças seletivas atuando em padrões diferenciais em plantas não manejadas. Assim, consequências evolutivas comunitárias são prováveis de estarem ocorrendo e os diferentes elos planta-polinizador sendo comprometidos pelas relações antagônicas principalmente nas plantas não manejadas. Encontramos evidências suficientes para inferir que o manejo de C. jamacaru embora não destrutivo possui grande influência na reprodução dos demais indivíduos que coocorrem na comunidade. Para que o manejo ser positivo, os benefícios precisam superar os custos em um equilíbrio delicado. Existe a necessidade de evitar impactos negativos mais severos como a depressão por endogamia das plantas não manejadas. Consideramos que é mais prudente interpretar nossos achados tomados em conjunto, por meio de uma abordagem sistêmica que considere as decisões humanas de manejar C. jamacaru, a resposta das plantas ao manejo e as interações bióticas na comunidade.

Cyperus é um dos maiores e mais diversos gêneros dentro de Cyperaceae. O alto número de espécies descritas, aliado à grande redução nas estruturas reprodutivas e à alta variabilidade morfológica, resulta em um elevado número de táxons com delimitação duvidosa, e sua classificação infragenérica ainda não bem estabelecida.  Investigando os limites taxonômicos e a nomenclatura para espécies do gênero, pudemos elucidar a identidade de táxons pouco conhecidos e propusemos uma nova circunscrição para uma de suas seções. Nosso primeiro capítulo, trouxemos a sinonimização de Cyperus pernambucensis em Cyperus ligularis, e alocamos Cyperus appendiculatus var. pickelii como sinônimo de Cyperus potiguar. Em análises de materiais de Cyperus para Norte e Nordeste do Brasil, evidências macro e micromorfológicas revelaram uma nova espécie, Cyperus microspermus sp. nov., descrita no segundo capítulo, relacionada a Cyperus tenuispica. No terceiro capítulo, investigamos a delimitação de Cyperus intricatus a partir de dados morfológicos, filogenéticos e de distribuição, que revelaram que a espécie como aceita atualmente compreende dois grupos distintos. Delimitamos assim C. intricatus como restrito a porção norte da sua distribuição previamente conhecida, e as populações ao sul como uma espécie distinta, Cyperus consanguineus. Ainda, esse estudo mostrou que três coleções restritas a planície litorânea do Sul do Brasil trata-se de uma nova espécie, descrita aqui como Cyperus relictus sp. nov. No último capítulo, nós propomos uma nova circunscrição para sect. Luzuloidei, incluindo nela quatro táxons antes alocados em seções distintas do gênero. A partir de nossa interpretação, a seção passa a conter 25 espécies exclusivas do continente americano. Designamos também 37 lectótipos, 1 neótipo e 1 epítipo, e sinonimizamos quatro espécies previamente citadas para a seção.

Com as previsões de intensificações de seca e aumento de temperatura global, esforços para prever como as florestas irão responder a essas novas condições têm sido incentivados, especialmente em ambientes tipicamente secos como a Caatinga. Nesse contexto, o presente trabalho acessou informações sobre como espécies decíduas respondem a variação sazonal na Caatinga em termos de dinâmica de alocação de carboidratos. O estudo foi realizado no Parque Nacional do Catimbau onde coletamos material vegetal de Commiphora leptophloeos, Peltogyne pauciflora, Cenostigma microphyllum e Pityrocarpa moniliformes para quantificação de carboidratos não estruturais (NSC) ao longo de oito meses de 2020 a 2021. A presente versão da tese está dividida em dois capítulos, onde no primeiro manuscrito confirmamos a existência de fotossíntese corticular para C. leptophloeos, estratégia que contribuiu para a manutenção do pool constante de NSC durante os períodos de seca. No segundo capítulo, testamos se as espécies decíduas sem a fotossíntese corticular variam drasticamente em relação à concentração de NSC apresentando maiores concentrações em períodos chuvosos e reduções nos períodos secos, devido ao uso das reservas nos períodos de limitação da fotossíntese. Os resultados refutam essa hipótese uma vez que para as três espécies o pool de NSC foi constante ao longo dos meses, não havendo reduções nem aumentos drásticos entre períodos secos e chuvosos. O principal aspecto observado foram respostas espécie-específica para as estratégias de alocação e particionamento dos NSC.   

Malanea é um gênero neotropical de Rubiaceae, tribo Guettardeae, que possui cerca de 15 espécies reconhecidas no Brasil. Na Mata Atlântica, até então, são registradas nove espécies, sendo cinco endêmicas do domínio. Embora trabalhos locais e regionais tratem de forma pontual o gênero, não há um tratamento taxonômico detalhado de todas as espécies que ocorrem na Mata Atlântica. Diante disso, o objetivo principal desta pesquisa consiste no estudo taxonômico das espécies de Malanea registradas para a Mata Atlântica. Foram visitados 15 herbários brasileiros para análise do acervo; a identificação do material realizou-se através dos protólogos e literatura especializada. Foram reconhecidas sete espécies de Malanea, sendo seis endêmicas do domínio. Realizou-se a tipificação de quatro espécies e elaboração de chave de identificação, descrições detalhadas, ilustrações e mapas de distribuição, também foi analisado o status de conservação das espécies. Como resultados, a distribuição geográfica de quatro espécies foi ampliada, e o status de conservação revelou três espécies em perigo, três vulneráveis e uma em estado menos preocupante. A anatomia vegetal tem se revelado como uma importante ferramenta adicional para a taxonomia de diversos gêneros de Rubiaceae. Portanto, realizou-se também um estudo anatômico foliar de espécies de Malanea presentes no domínio, buscando caracteres micromorfológicos adicionais à sua taxonomia. Observou-se que tricomas, bordo foliar, domácias, nervura e pecíolo são caracteres distintivos para as espécies estudadas, contribuindo com novos elementos para subsidiar a sua delimitação

A incorreta delimitação de espécies pode subestimar ou superestimar a real diversidade biológica. Jacquemontia evolvuloides é considerada morfologicamente variável cuja classificação é controversa desde seu estabelecimento por Meisner. Este estudo objetivou avaliar a classificação atual de J. evolvuloides através de estudos anatômicos descritivos (capítulo 1) e análises morfométricas (capítulo 2), utilizando caracteres macro e micromorfológicos para responder questões sobre sua delimitação. Analisamos 22 populações no Brasil e Argentina nas localidades typus da espécie e nomes sinonimizados. O estudo anatômico separou as populações em cinco morfotipos, baseando-se principalmente nos tipos de tricomas, estômatos, mesofilos, e contorno do pecíolo. Identificamos, pela primeira vez no gênero, a presença de ceras epicuticulares e ocorrência dos estômatos anomocíticos e anomotetracíticos. A hipótese que apresentou o melhor suporte empírico no teste do Modelo Taxonômico, indicou seis entidades biológicas distintas. Através dos métodos estatísticos robustos, estudo anatômico e caracterização morfológica, restabelecemos J. agrestis e J. decumbens ao nível específico, e descrevemos três novas espécies. Como contribuição adicional ao conhecimento de Jacquemontia, esta dissertação ainda conta com dois manuscritos elaborados em paralelo, mas intimamente relacionados com o tema estudado e que tratam sobre: a delimitação de populações de J. nodiflora, onde restabelecemos J. confusa ao nível específico e uma nova espécie de Jacquemontia para a Amazônia. Reforçamos a importância de estudos populacionais com abordagens multidisciplinares, como ferramentas cruciais para subsidiar o entendimento e compreensão da flora brasileira.

Pappophorum Schreb. ex Vahl é um gênero com 10 espécies de distribuição entre zonas áridas e semiáridas das Américas. O táxon é monofilético e é suportado como grupo-irmão de Tridens Roem. & Schult., e o clado formado por estes dois é irmão de Neesiochloa Pilg. Alguns tratamentos reposicionaram táxons e indicaram sinonimizações que tornaram a taxonomia do gênero confusa. Um exemplo das múltiplas propostas de delimitação em Pappophorum envolve os limites morfológicos entre P. mucronulatum, P. subbulbosum e P. vaginatum. Neste primeiro capítulo, testamos as circunscrições das espécies como hipóteses taxonômicas, seguindo um framework estatístico que avalia a possibilidade de toda a variação encontrada nas amostras ser inclusive classificada como uma única espécie. Além disso, também foram detectadas instabilidades nomenclaturais entre os nomes associados às espécies e a necessidade de designação de amostras-tipo foi considerada, em um segundo capítulo. Para o teste de hipóteses taxonômicas, a rotina estatística integra análises uni-multivariadas, classificação bayesiana e modelos de classificação morfológica. Somados a isso, foram analisados os protólogos de nomes associados a Pappophorum e as respectivas coleções tipo. As amostras foram examinadas a partir de bancos de imagens virtuais e coleções de herbários. O principal resultado indicou que a classificação de três espécies foi o melhor modelo taxonômico (𝚫BIC = 0.0). Seis caracteres foram estatisticamente significativos para distinguir ao menos uma espécie do complexo. Nossos resultados indicam que P. subbulbosum deve ser reconhecida como uma espécie aceita, sendo proposto seu restabelecimento. Foram designados oito lectótipos com imagens dos espécimes associados aos respectivos nomes.

s tabuleiros, principal representante geomorfológico da Formação Barreiras, apresentam uma cobertura vegetal predominantemente florestal. Na Região Nordeste, os remanescentes da floresta dos tabuleiros foram estudados principalmente através de levantamentos florísticos pontuais e alguns levantamentos fitossociológicos. Estudos sobre a influência de variáveis climáticas na diversidade vegetal concentram-se na região subtropical da floresta atlântica. Neste trabalho analisamos a diversidade florística e estrutural do componente arbóreo da floresta dos tabuleiros na região Nordeste do Brasil; calculamos a beta diversidade entre as comunidades arbóreas, a fim de identificar os fatores que estruturam essas comunidades; e identificamos quais são as variáveis ambientais que influenciam na composição, riqueza e área basal das árvores da floresta dos tabuleiros nesta região. Foi utilizado o método de ponto quadrante e analisadas 27 áreas florestais remanescentes, distribuídas ao longo da costa, entre o Rio Grande do Norte e Bahia. Os 2700 indivíduos arbóreos amostrados estão distribuídos em 63 famílias e 612 espécies. A área com maior riqueza encontra-se no sul da Bahia, em Pedras de Una. Eschweilera ovata, Protium heptaphyllum, Thyrsodium spruceanum e Tapirira guianensis apresentaram mais de 60 indivíduos cada, representando cerca de 13% da densidade relativa e 12% de dominância relativa. A partição da diversidade beta indica que a composição das espécies arbóreas está estruturada a partir de um turnover, havendo substituição de espécies em razão de um gradiente de condições ambientais associado principalmente à precipitação. A riqueza, área basal e a composição de espécies estão associadas majoritariamente às condições de precipitação da região.

O gênero Cryptanthus Otto & A.Dietr. (Bromeliaceae - Bromelioideae) é endêmico do Brasil, e inclui cerca de 68 espécies distribuídas ao longo da costa leste do país. Cryptanthus pickelii L.B.Sm., C. alagoanus Leme & J.A. Siqueira e C. pirambuensis D.M.C. Ferreira & Louzada estão restritas à Floresta Atlântica do Nordeste brasileiro e apresentam sobreposição de caracteres morfológicos que contribuem para que os limites interespecíficos não sejam bem definidos, classificando-as em um complexo de espécies. O presente projeto tem como objetivo realizar a delimitação das espécies, por meio de parâmetros morfométricos, e da análise e caracterização da estrutura e diversidade genética. Foram realizados teste de amplificação cruzada em C. pickelii, C. alagoanus e C. pirambuensis, utilizando 17 locos de microssatélites nucleares desenvolvidos originalmente para espécies de diferentes subfamílias de Bromeliaceae. Dos 17 locos testados, 10 foram polimórficos, e seis foram selecionados para amplificação e genotipagem em seis populações do complexo. Análises morfométricas de 24 caracteres vegetativos e reprodutivos foram realizadas em 82 indivíduos. Análises multivariadas foram usadas para delimitar as populações do complexo. Os resultados morfométricos mostraram cinco agrupamentos, confirmando a atual circunscrição de C. pickelii e C. pirambuensis. Foi evidenciado que atualmente existem três entidades biológicas sendo tratadas sob um mesmo nome (C. alagoanus). Para a tomada de decisões taxonômicas, é necessário integrar os resultados obtidos na análise morfométrica, com os dados moleculares que se encontram em desenvolvimento.

A família Fabaceae Lindl. é diversa e conta com muitas espécies e gêneros. A subfamília Papilionoideae representa cerca de 70% da família, com 14.000 espécies, 503 gêneros e 28 tribos distribuídas globalmente. No Brasil, a família é rica em espécies, com um terço delas presentes no Domínio Fitogeográfico da Caatinga, onde há aproximadamente 39% dos táxons de Papilionoideae. Desse modo, objetivamos realizar o levantamento florístico-taxonômico de Fabaceae com enfoque em Papilionoideae na Serra do Bongá, um fragmento da Chapada do Araripe, situada em uma área prioritária para conservação no extremo oeste do estado da Paraíba, no nordeste brasileiro. Foram realizadas excursões mensais para coleta de material botânico entre os meses de jul/2018 a dez/2020 e retomadas de jan/dez de 2022. Com incorporação ao acervo do Herbário Professor Geraldo Mariz (UFP/UFPE) e duplicatas doadas ao herbário Lauro Pires Xavier (JPB/UFPB). A sua composição florística compreende 28 espécies, distribuídas em 18 gêneros com Cnetodon paniculatus (Willd. ex Vogel) D.B.O Cardoso. P. L. R. Moraes & H.C.Lima, e, Zornia sericea Moric., citadas pela primeira vez para a flora da Paraíba. Dalbergia cearensis Ducke; Macropsychanthus grandiflorus (Mart. ex Benth.) L. P., e Platymiscium floribundum Vogel., são endêmicas da Caatinga, enquanto, Indigofera microcarpa Desv.; Luetzelburgia auriculata (Allemão) Ducke. e, Macroptilium gracile (Poepp. ex Benth., são do país. Uma chave de identificação, sinopses, comentários sobre a morfologia, distribuição geográfica e ilustrações são apresentadas.

O gênero Ameroglossum é endêmico do Nordeste brasileiro, sendo
ecologicamente restrito a ambientes de afloramento rochoso. É composto atualmente
por nove espécies e morfologicamente associado aos gêneros Catimbaua, Cubitanthus e
Isabelcristinia, todos pertencentes a família Linderniaceae. Embora Ameroglossum
ainda possuísse seu posicionamento familiar incerto. Investigamos os números
cromossômicos de 14 espécies de Linderniaceae com ênfase em Ameroglossum,
analisamos a distribuição de heterocromatina e sítios de rDNA 5S e 35S para a maioria
das espécies. E avaliamos as relações filogenéticas de Ameroglossum à nível familiar,
genérico e intragenérico, com base em loci plastidiais (matK e rps16) e nuclear (ITS).
As análises cariotípicas mostraram que Ameroglossum, Catimbaua e Isabelcristinia
possuem 2n=60, com exceção de A. genaroanum com 2n=64. Já Cubitanthus alatus
possui 2n=50 e Torenia thouarsii e Vandellia diffusa 2n=28. Todas elas possuem
cromossomos pequenos semelhantes e sítios de rDNA 5S e 35S sobrepostos com
bandas CMA + . As análises filogenéticas mostraram que o gênero Ameroglossum está
posicionado dentro de Linderniaceae, formando um clado fortemente suportado com
Cubitanthus e Stemodiopsis. Porém, Ameroglossum não é um gênero monofilético,
devido ao posicionamento de Catimbaua e Isabelcristinia entre suas espécies. Com
nossos resultados podemos sugerir que as espécies dos gêneros Catimbaua e
Isabelcristinia deveriam ser sinonimizadas como Ameroglossum, e que o clado
Ameroglossum + Cubitanthus + Stemodiopsis poderia ser reconhecido como uma nova
subfamília de Linderniaceae, tendo em vista sua distinção morfológica, cariotípica,
ecológica e filogenética.

Cactaceae é uma família exclusivamente polinizada por animais, e com grande variação na morfologia floral, o que permite a interação com uma grande diversidade de guildas de polinizadores. A primeira divisão nos sistemas de polinização da família, está relacionada ao período de antese. No caso das espécies noturnas, os cactos são reconhecidamente um grupo que apresenta forte relação com a polinização por morcegos, seguido dos esfingídeos. Além da morfologia, fatores genéticos como a hibridização, um evento comum na família, pode influenciar nas interações entre esses cactos e seus polinizadores. A tribo Cereeae reúne a maioria das espécies de cactos do Brasil, as quais apresentam variação em sua morfologia floral, bem como nos sistemas de polinização. Além disso, já foram reportados casos de hibridização na tribo. Assim, Cereeae se mostra como um excelente modelo para entender questões relacionadas à evolução da polinização noturna em Cactaceae, bem como entender como a hibridização pode determinar variação na morfologia de híbridos formados. Diante do exposto, o objetivo da tese foi investigar o sistema de polinização de espécies da tribo Cereeae, com ênfase na quiropterofilia, sob uma perspectiva morfológica e filogenética (Capítulo 1). Exploramos também como a hibridização pode trazer variação nas morfologia e pistas florais em híbridos naturais (Capítulo 2). Por fim, investigamos a biologia floral e reprodutiva de uma espécie noturna da tribo especializada na polinização por esfingídeos (Capítulo 3).

Os genomas das plantas apresentam uma grande variabilidade, tanto no que diz respeito ao tamanho quanto em relação à composição de suas sequências, principalmente em relação ao DNA repetitivo. Mais recentemente, a tecnologia de sequenciamento de baixa cobertura tem permitido analisar a fração repetitiva de DNA, caracterizando as espécies quanto aos elementos de transposição e os satélites que compõem os seus genomas e permitindo entender os fatores que contribuem para as variações encontradas entre espécies relacionadas. No presente estudo, tivemos como foco os grandes genomas e cariótipos assimétricos da família Alstroemeriaceae. Primeiramente, analisamos a dinâmica de sítios de DNA ribossomal (DNAr) na espécie Alstroemeria longistaminea, observando um alto polimorfismo entre populações distintas dessa mesma espécie. Depois, procuramos entender a influência dos elementos repetitivos nos grandes genomas dessa família, a partir da comparação da fração repetitiva entre duas espécies de gêneros irmãos. Tanto em Bomarea quanto em Alstroemeria, os retrotransposons LTR foram os principais elementos desses genomas. Também foram comparadas sequências genômicas de seis espécies chilenas e duas brasileiras do gênero Alstroemeria, onde observamos conservação da fração repetitiva, com variação principalmente em relação à abundância dos mesmos DNAs satélites, apesar do tempo de divergência entre esses dois grupos. Por fim, uma nova espécie, Alstroemeria urubiciensis, foi descrita para a região sul brasileira, tendo seu cariótipo caracterizado pela primeira vez.

O sequenciamento genômico está cada vez mais acessível, rápido e eficaz, principalmente com as novas tecnologias de NGS para reads longos, levando o aumento na montagem de genomas, principalmente em grupos com espécies de interesse econômico. Nesta perspectiva, a tribo Phaseoleae (Papilionodeae; Leguminosae) é uma das principais dentro das leguminosas, tendo representantes de interesse para indústria. Genômica comparativa entre genomas de Leguminosae sugerem que o cariótipo ancestral possuía n = 16, indicando que blocos genômicos foram preservados durante a especiação, mesmo diversos rearranjos cromossômicos que causaram quebras de sintenia e colinearidade. Rearranjos mais detalhados também foram detectadas por citogenômica entre Phaseolus vulgaris e Vigna unguiculata utilizando sondas de oligonucleotídeos (oligos) para pintura e barcode cromossômico. Tendo em vista a disponibilidade de genomas na tribo Phaseoleae, o primeiro capítulo determinou um sistema de blocos genômicos a partir de genômica comparativa entre os representantes da tribo, inferindo o cariótipo ancestral de Phaseoleae (APK com n = 11), o qual apontou os principais rearranjos cromossômicos, incluindo reposicionamento centroméricos, que moldaram os genomas atuais dos representantes da tribo. Já o segundo capítulo utilizou sondas de oligos para pintura e barcode cromossômicos (Oligo-FISH) e sondas de DNAr 5S e 35S em representantes do gênero Macroptilium, encontrando rearranjos cromossômicos inter- e intragenéricos, o que levou a criação de três grupos citogenéticos dentro do gênero de acordo com os padrões encontrados.  

As alterações cromossômicas podem promover a diversificação dos cariótipos e restringir o fluxo gênico, promovendo a especiação. Adicionalmente, flutuações nas abundâncias das classes de DNA repetitivo ao longo do tempo também são responsáveis pela evolução dos genomas. Poucos trabalhos investigaram a evolução cariotípica numa escala macroevolutiva em altas hierarquias taxonômicas. Caesalpinioideae é a segunda subfamília mais diversa das Leguminosae e a mais complexa taxonomicamente com alta diversidade cariotípica. No primeiro capítulo, investigamos a evolução cariotípica de Caesalpinioideae, com base na reconstrução de números cromossômicos e tamanho do genoma utilizando métodos filogenéticos comparativos. Também geramos novos dados de bandeamento para 34 espécies, permitindo discutir a variabilidade da heterocromatina no grupo. O cariótipo ancestral é n =7, com predomínio de disploidia. Sugerimos uma origem homplásica das bandas CMA⁺, que provavelmente resultaram de flutuações de diferentes tipos de DNA repetitivo. No segundo capítulo abordamos o impacto da radiação adaptativa na evolução fração repetida do genoma, correspondendo a primeira caracterização do repetoma de representantes australianos de Acacia L. subgênero Phyllodineae. O subgênero apresenta um clado que passou por radiação adaptativa (~5 Mya), sendo observado que esse processo foi relacionado a uma baixa divergência DNA repetitivo. Nesse caso, a especialização ecológica, que levou ao incremento de diversidade nesse clado não foi acompanhado por diferenciação dos repeats. Esses dados sugerem que não exista uma relação direta entre radiação adaptativa e diversificação das frações repetitivas dos genomas.

O sequenciamento de nova geração (NGS) revolucionou a compreensão da sistemática e evolução das plantas. O grupo Caesalpinia possui origem antiga de ~56 Ma, conservadorismo de nicho ecológico e relações filogenéticas parcialmente não-resolvidas. O grupo Caesalpinia é modelo para estudar relações entre genoma e ambiente, apresentando variáveis genômicas correlacionadas com variáveis ambientais. Buscamos compreender relações filogenéticas, relações genoma-ambiente e evolução da fração repetitiva em gêneros de Caesalpinia. Para isso, analisamos a fração repetitiva de 13 espécies do grupo. Construímos filogenias baseadas na fração repetitiva e topologias dos plastomas e DNAr a fim de discutir o significados filogenético dos DNAs repetitivos. A rápida evolução da fração repetitiva revela um significado filogenético temporalmente limitado. A topologia baseada em repeats foi correlacionada com as variáveis de temperatura. Tais resultados corroboram as interações genoma-temperatura como uma força motriz na evolução dos genomas no grupo Caesalpinia. Dentro do gênero Libidibia, que possui distribuição disjunta na região Neotropical e origem há ~25ma, buscamos compreender a evolução dos elementos repetitivos e estimar o grau de conservação da heterocromatina num contexto biogeográfico. Observamos certa estabilidade da fração repetitiva e heterocromatina em Libidibia. A diversificação de repeats em Libidibia parece estar correlacionada com as variáveis ecológicas, especialmente a temperatura. Assim como reportado em análises prévias, as variáveis associada à sazonalidade e temperatura parecem exercer forte influência nas características genômicas de representantes do grupo Caesalpinia.

A Caatinga possui grande importância biológica e econômica, porém, esse ecossistema está entre os mais ameaçados devido a perturbações antrópicas, como a agricultura de corte-e-queima. Esse tipo de distúrbio gera impactos que podem afetar a comunidade de formigas, que por sua vez presta serviços importantes para a vegetação. Dentre esses serviços, destaca-se a dispersão de sementes e proteção contra herbívoros em plantas que possuem nectários extraflorais (NEFs). Assim, o objetivo deste trabalho foi investigar o efeito da agricultura de corte-e-queima no serviço de dispersão de sementes e proteção anti-herbivoria prestado por formigas na Caatinga. Para tanto, este estudo foi realizado no Parque Nacional do Catimbau, onde instalamos seis parcelas de 50 × 20 m com agricultura experimental de corte-e-queima. Nessas parcelas, realizamos as leituras de dispersão de sementes e interação de formigas e plantas com NEFS. Observamos um total de 388 interações envolvendo 17 espécies de formigas e as sementes das duas espécies de plantas focais. Encontramos que não houve influência da agricultura de corte-e-queima na porcentagem de remoção de sementes. Entretanto, para o serviço de proteção anti-herbivoria, observamos mais visitas de formigas nos NEFs em áreas de corte-e-queima e não observamos diferenças significativas nos ataques de cupins entre os tratamentos, mas sim no tempo de ataque. Esses resultados podem permitir entender melhor os efeitos da agricultura de corte-e-queima sobre como os mutualismos entre formigas e plantas podem variar as relações de acordo com diferentes condições bióticas e abióticas.

A melhoria das condições socioeconômicas e a segurança alimentar são dois grandes objetivos de desenvolvimento buscados por diferentes atores (ex. Governos, comunidades, ONG’s), mas o impacto que isto teve sobre a cobertura florestal tem sido majoritariamente negativo. Por outro lado, a contribuição que as florestas dão para o desenvolvimento socioeconômico e a segurança alimentar ainda não é muito claro. Nesta tese busquei entender qual é a relação entre a mudança na cobertura florestal e o desenvolvimento humano em municípios da Caatinga, uma floresta seca no nordeste brasileiro. Além disso, procurei entender com ao variação na cobertura florestal se relaciona com a mudança na segurança alimentar da região. Para o primeiro objetivo utilizei dados de cobertura da terra do MapBiomas e dados socioeconômicos do IBGE (e.g. IDH, pobreza) para os anos 1991, 2000 e 2010. Então realizei uma ANOVA de medidas repetidas para comparar a evolução dos índices socioeconômicos dos municípios com diferentes níveis de cobertura floresta. Também contruí um modelo linear generalizado com análises espaciais adicionais para verificar a robustez dos modelos contra autocorrelação espacial. Para o segundo objetivo, criei um índice de segurança alimentar multidimensional utilizando dados do censo agropecuário dos anos 2006 e 2017. Construí o índice através de uma Análise de Componentes Principais para identificar as principais dimensões da segurança alimentar na região. Posteriormente eu comparei as mudanças neste índice com a variação da cobertura florestal utilizando um modelo linear generalizado. Encontrei que ao longo do tempo todos os índices socioeconômicos melhoram, mas, em geral, os municípios com níveis intermediários de florestas apresentaram uma melhora mais rápida, enquanto que os municípios com baixo nível de cobertura florestal tiveram uma melhora mais lenta. Além disso, também encontramos uma relação quadrática, robusta à autocorrelação espacial, reafirmando que municípios com níveis intermediários de cobertura florestal também apresentam melhores condições socioeconômicas. Para o segundo objetivo, encontrei que os principais fatores que influenciam a segurança alimentar na Caatinga são a pobreza e a desigualdade. Além disso, a segurança alimentar e a cobertura florestal também apresentaram uma relação quadrática. Isto reforça que municípios com muita (>70%) ou pouca (<30%) cobertura florestal têm pior desempenho. Podemos concluir que exite um ganho econômico ao desmatar, especialmente se questões de desigualdade econômica forem enfrentadas, mas desmatar além de um certo limite não trás benefícios para o desenvolvimento do município. Inclusive pode resultar em piora nas condições socioeconômicas locais.

Caryocar coriaceum Wittm., encontrado no Nordeste do Brasil, produz frutos usados na fabricação de óleo com aplicações medicinais. Este estudo teve três objetivos principais. Primeiro, revisar pesquisas sobre a espécie, enfatizando seus usos medicinais tradicionais, relevância cultural e econômica, além de seus potenciais farmacológicos. Segundo, caracterizar quimicamente o extrato de C. coriaceum e avaliar sua atividade antimicrobiana, inclusive sua capacidade de potencializar fármacos contra patógenos. Terceiro, determinar a composição química e avaliar o óleo dos frutos de C. coriaceum quanto à atividade antifúngica, antivirulência e toxicidade contra Candida spp. Estudos foram revisados usando plataformas científicas. O extrato metanólico do mesocarpo interno (EMCC) foi testado contra bactérias padrão e multirresistentes, com avaliação da atividade antimicrobiana e potencialização de fármacos. O extrato e o óleo (OFCC) foram avaliados quanto à atividade antifúngica, incluindo efeitos combinados com fluconazol. A árvore revelou-se valiosa medicinalmente, sendo usada para tratar doenças pulmonares, tumores e reumatismo. No entanto, a demanda intensa levou à ameaça de extinção. Quimicamente, o EMCC contém flavonas, flavonóis, xantonas, catequinas e flavanonas, enquanto o OFCC é rico em ácidos oleico e palmítico. O extrato intensificou ação de gentamicina e eritromicina contra cepas resistentes. O efeito anti-Candida do EMCC e OFCC ocorre por espécies reativas de oxigênio, inibindo transição morfológica. O OFCC não demonstrou toxicidade in vivo frente a Drosophila melanogaster. Portanto, produtos de C. coriaceum são promissores para formulações farmacêuticas contra infecções.

Este estudo teve como objetivo avaliar como se dá a montagem da comunidade de plantas em sucessão secundária na Caatinga, através do conceito do conjunto de espécies, traços funcionais e diferentes fases ontogenéticas das plantas (e.g. sementes, plântulas e adultos). Para isso, foram construídos diferentes conjuntos de espécies de plantas lenhosas, sendo estes: (1) conjunto regional: composto por espécies no estágio adulto presentes em áreas de floresta madura (n=20), no entorno das áreas em sucessão secundária; (2) conjunto local: composto por espécies no estágio adulto presentes em áreas em sucessão secundária (n=15); (3) conjunto de propágulos: composto por sementes coletadas no banco e na chuva de sementes, dentro das áreas em sucessão secundária; e (4) conjunto de plântulas: composto por indivíduos coletados no banco de plântulas, nas áreas em sucessão secundária. Com o uso de modelos nulos foi observado como a diversidade funcional e o padrão de divergência e/ou convergência dos traços funcionais variou na passagem entre os conjuntos. Além disso, foi avaliado como o valor médio dos atributos variou durante essa passagem, a fim de inferir a respeito de que tipo de limitação exerce maior influência nesse processo de montagem (e.g. limitação de dispersão, recrutamento/estabelecimento). Os resultados demonstram que uma alta porcentagem de espécies conseguiu colonizar e se estabelecer no conjunto local (70%), assim como continuam colonizando e recrutando (50-45%, respectivamente). Apesar disso, houve evidência da existência de um filtro ambiental para a maioria dos traços avaliados, ao qual foi denominado como um “filtro ambiental secundário”, pois grande parte das espécies conseguiu superá-lo e houve pouca variação na média dos atributos. O valor médio dos atributos demonstrou que a limitação na dispersão e no recrutamento possui uma importância relativa maior do que a limitação no estabelecimento nesse processo. A limitação na dispersão foi uma força importante na passagem das espécies da região para o conjunto local, pois somente espécies com alta capacidade dispersiva conseguiram colonizar esse ambiente. Por outro lado, atualmente, a limitação de recrutamento é uma força importante para o conjunto de plântulas, restringindo a germinação ou persistência de espécies com sementes pequenas e com alta densidade da madeira. Esses resultados demonstram que a sucessão secundária na Caatinga não é mediada por fatores randômicos, ou seja, as espécies no conjunto local não são um subgrupo das espécies mais abundantes regionalmente. Além disso, espécies com maior capacidade de dispersão, maior massa da semente e menor densidade da madeira conseguem colonizar e recrutar nas áreas em sucessão de maneira mais efetiva do que as demais.

O ecossistema Caatinga ocupa um espaço significativo na região Nordeste do Brasil, apresentando grande diversidade em sua fitofisionomia. Neste contexto, o Parque Nacional do Catimbau (PARNA Catimbau) é um exemplo bastante significativo quanto aos atributos desse ambiente. Tendo em vista a extrema relevância da região e buscando contribuir para o conhecimento da liquenobiota do Nordeste, este trabalho teve por objetivo realizar um levantamento das espécies de liquens fruticosos do PARNA Catimbau, identificando também seu potencial econômico e biotecnológico. Para tanto, foram analisados espécimes fruticosos previamente coletados na área de estudo e devidamente armazenados, esses foram identificados e analisados quanto a sua morfologia, anatomia e química, através do uso de chaves de identificação, testes de coloração, fluorescência, cromatografia em camada delgada e líquida de alta eficiência. Foi realizado posteriormente levantamento das aplicações biotecnológicas mencionadas na literatura para os compostos detectados nas espécies identificadas. Foram analisados 115 espécimes, distribuídos em quatro gêneros e 21 espécies. Desses, 15 são novas ocorrências para o semiárido pernambucano. Foram detectados 23 fenóis liquênicos, 16 com atividade biológica confirmada na literatura, sendo os liquens Cladonia ceratophylla, C. verticillaris, Ramalina aspera, R. peruviana, R. sorediosa e Teloschistes flavicans  os mais abundantes e as substâncias atranorina,  ácidos fumarprotocetrárico, protocetrárico, salazínico, úsnico e parietina as ocorrentes em maior concentração, e, por isso, mais indicados para uso biotecnológico. Dessa forma, análises aprofundadas que busquem aperfeiçoar o uso dessas substâncias podem trazer avanços consideráveis para a biotecnologia de liquens. Portanto, a utilização destes recursos vislumbrando a bioprospecção de metabólitos liquênicos no PARNA Catimbau é considerada viável.

A cera cuticular foliar representa a face mais superficial da epiderme e, assim, é um componente foliar que interage com os agentes biótico e abióticos. Os estudos sobre potencial antimicrobiano de ceras epicuticularess são desenvolvidos há décadas, sobretudo, nas espécies de importância agronômica. Todavia, o potencial antimicrobiano baseado em constituintes de natureza cuticular em espécies da Caatinga é ausente até a presente data. O objetivo deste trabalho foi identificar a composição química da cera cuticular foliar e avaliar o potencial antimicrobiano dos lipídios epicuticulares de Allamanda blanchetii A.DC., Aspidosperma pyrifolium Mart. & Zucc (Apocynaceae), Cynophalla flexuosa (L.) J. Presl (Capparaceae), Jatropha mutabilis (Pohl) Baill e Croton heliotropiifolius Kunth (Euphorbiaceae) frente fungos fitopatogênicos de importância agronômica dos gêneros Colletotrichum e Fusarium, e bactérias Gram-positiva e Gram-negativas de importância médica. Triterpenos e n-alcanos foram as principais classes de compostos identificadas. O bioensiao in vitro indicou que nenhuma inibição significativa do crescimento micelial foi observada. Observou-se que os valores da CIM para Fusarium oxyspoum foram superiores a concentração máxima analisada de 1024 µg/mL, demonstrando inatividade dos extratos testados. Para Colletotrichum gloeosporioides, quatro extratos demonstraram atividade inibitória. As ceras de A. pyrifolium, C. heliotropiifolius e C. flexuosa não apresentaram efeito inibitório contra nenhuma cepa bacteriana. Mas resultados positivos foram encontrados para o extrato de J. mutabilis contra B. subtilis, seguido por A. blanchetii contra E. coli.

O objetivo do estudo foi avaliar as respostas ecofisiológicas de Cesnostigma pyramidale sob ciclo recorrente de déficit hídrico. Plantas com 6 meses foram separadas em quatro grupos: Controle (C), Seca primeira vez (S1), Seca segunda vez (S2) e Seca segunda vez com folhas rebrota (S2R), e a suspensão hídrica no segundo ciclo durou 17 dias quando se atingiu o máximo estresse. No máximo estresse, foram observados nos tratamentos de déficit reduções em torno de 77% em condutância estomática, 90% em assimilação de CO2, 66% em transpiração, 37% em Eficiência Operacional do Fotossistema II, 23% em Amido-Folha. Em S1 foram observadas reduções de 37% na Eficiência Operacional do Fotossistema II, e aumento de 38% em açúcares-Folha, 169% em açúcares-Raiz, 229% em proteínas-Caule e 227% Prolina-Caule. No S2 foram observados aumento de 34% em açúcares-Folha, 221% açúcares-Raiz, 455% proteína-Caule e 155% Prolina-Folha. No S2R foram observadas reduções de 26% na Eficiência Quântica Máxima do Fotossistema II, 38% na relação Clorofilas/Carotenoides, 32% em proteína-Folha, e aumentos de 190% no em Queching Não-fotoquímico, 427% açúcares-Raiz, 12% açúcares-Folha, 304% em Prolina-Folha. Concluimos, que a espécie seja na primeira ou segunda vez tolera ao déficit hídrico com reduções em trocas gasosas, Eficiência Operacional do Fotossistema II, amido-folha. No déficit recorrente destacam-se mudanças de padrão com aumento de açúcares (caule) e Prolina (folha), e nas plantas com rebrota combinado aumentos no Queching Não-fotoquímico e açucares solúveis (raiz).

O objetivo desse estudo foi avaliar a influência da Hidratação e Desidratação (ciclos HD) em sementes e ciclos de rega em plantas jovens de C. pyramidale na resposta ao déficit hídrico. Foram realizados nenhum e três ciclos HD nas sementes, depois separadas em três grupos de rega (diário, sete e catroze dias), durante cinco meses e após submetidas a suspensão da irrigação. Os resultados demonstraram que reduções no conteúdo relativo de água promovem aumentos nos açúcares (folha e raiz), potássio-radicular, aminoácidos-caule e carboidratos não estruturais na raiz. Quando observamos respostas nas plantas que passaram por estresse prévio, seja na semente (RDHD) ou ciclos de rega (R7, R7HD, R14 e R14HD), temos como respostas comuns aumento de potássio-foliar e redução na transpiração foliar. Os ciclos HD nas sementes promoveram maiores investimentos na biomassa radicular, maior redução das trocas gasosas, maior acúmulo de açúcares e aminoácidos no caule e potássio-foliar para tolerar ao déficit hídrico. Os Ciclos de rega 14 dias (com ou sem HD) apresentaram reduções no crescimento combinados a aumentos dos pigmentos cloroplastídicos. Concluímos que os ciclos de HD nas sementes promovem respostas que contribuem com a tolerância ao déficit hídrico. O ciclo de rega de 14 dias promove respostas de tolerância ao déficit hídrico, mas resulta em reduções de crescimento. A combinação de ciclos HD e ciclos de rega não promovem maior tolerância em relação aos tratamentos isolados.

A rica flora dos biomas brasileiros provavelmente possui muitas espécies capazes tanto de nutrir quanto de ajudar a prevenir ou tratar doenças, cujo potencial ainda é pouco explorado. O Brasil também possui grande diversidade de povos tradicionais, entre eles os quilombolas, descendentes de escravos africanos que conseguiram escapar do cativeiro e se refugiar longe das cidades. O objetivo deste estudo foi trazer informações sobre a riqueza de conhecimento de quilombolas sobre plantas multifuncionais e PANC, gerando informações que possam ser utilizadas para melhorar a qualidade de vida na comunidade Castainho (Garanhuns, Pernambuco). Foram aplicadas entrevistas semiestruturadas e turnês-guiadas para coleta das plantas. Os dados foram analisados com os índices de Valor de Uso das espécies e Riqueza do conhecimento do informante. Os entrevistados foram representados por 20 homens e 43 mulheres. Um total de 52 famílias, 117 gêneros e 136 espécies foi catalogado, sendo 12 nativas do Brasil, 11 naturalizadas e 20 exóticas cultivadas. A maioria das espécies tem uso unicamente medicinal, 21% têm uso estritamente alimentício e 32% são multifuncionais Anacardium occidentale e Eugenia brasiliensis (nativas), Persea americana e Psidium guajava  (naturalizadas), Citrus × limon e Citrus sinensis (cultivadas) foram as espécies mais valorizadas pelos entrevistados. A inclusão de espécies nativas do Brasil e naturalizadas ou exóticas não africanas na dieta alimentar e flora medicinal  testemunham o ajuste cultural e ambiental que adquiriram para sobreviver e diversificar suas tradições.

Alta intensidade luminosa, altas temperaturas e períodos de déficit hídrico são os principais fatores abióticos capazes de promover ajustes estruturais nas plantas. Por vezes, espécies vegetais que coexistem em ambientes estressantes como a Caatinga tendem a desenvolver estratégias adaptativas semelhantes, gerando uma convergência adaptativa. Diante disso, o presente estudo teve como objetivo principal realização de uma revisão sistemática sob a ótica da anatomia foliar, visando traçar o conjunto de caracteres morfoanatômicos e o possível estabelecimento de correlações dentre esses caracteres para as plantas na Caatinga. Para isso foram realizadas buscas sistemáticas em bases de dados e a construção de matrizes. Foram coletados dados de 64 espécies, distribuídas em 23 famílias botânicas. Nossos resultados demonstraram que caracteres morfoanatômicas como epiderme unisseriada (96,6%), tricomas (81%), parênquima lacunoso multiestratificado (76,7%), cristais (76,2%), cutícula (74,6%), mesofilo do tipo dorsiventral (72,9%), folha anfiestomática (62,7%) e parênquima paliçádico uniestratificado (40,4%) são os mais reportados para a Caatinga dentre as espécies analisadas. Correlações positivas entre a espessura dos tecidos do mesofilo, epiderme e cutícula foram observadas. A análise de ordenação demonstrou grande parte das espécies avaliadas compartilham do mesmo conjunto de caracteres morfoanatômicos, o que caracteriza uma possível convergência adaptativa. A partir dessa revisão foi possível traçar o conjunto de estratégias mais compartilhadas entre as espécies analisadas e qual a relevância desses caracteres para um ambiente semiárido.

O gênero Cuscuta L. é bastante variado citogeneticamente, apresenta ampla variação de número e tamanho cromossômico e tamanhos do genoma, além de espécies com cariótipos bimodais, e cromossomos monocentricos e holocêntricos. Estudos recentes sugerem a influência do DNA repetitivo na evolução cariotípica do gênero. Para entender o papel das sequências repetitivas no surgimento de cariótipos bimodais em Cuscuta, foi utilizado o sequenciamento de baixa cobertura do genoma de C. nitida (subgênero Pachystigma). Também foram avaliadas a distribuição de bandas CMA/DAPI nessa e em outras duas espécies do mesmo subgênero. Os dados demonstram que o acúmulo de DNA repetitivo nos dois maiores pares cromossômicos de C. nitida, foi o principal responsável pelo surgimento do cariótipo bimodal dessa espécie. No segundo capítulo, foram realizadas reconstruções de caracteres ancestrais de número cromossômico, tamanho do genoma e distribuição de sítios de DNAr 5S e 35S, para entender os mecanismos envolvidos na evolução cariotípica do gênero Cuscuta. Os dados suportam n = 15 como número básico ancestral em Cuscuta e as mudanças numéricas ocorreram principalmente por poliploidias e disploidias. Além disso, houve uma expansão do tamanho do genoma em Cuscuta em relação as outras Convolvulaceaes. Por fim, os sítios de DNAr em Cuscuta apresenta grande variação de número e posição. Cuscuta apresenta uma excepcional diversidade cariotípica dentro das angiospermas. Diferentes mecanismos evolutivos são preponderantes na diversidade encontrada nos diferentes subgêneros de Cuscuta.

Os estudos populacionais fornecem informações vitais sobre fatores que regulam a sobrevivência das espécies de plantas, sendo importantes ferramentas para a implementação de planos de conservação de populações naturais, principalmente no que diz respeito a populações em paisagens fragmentadas como a Floresta Atlântica brasileira. Desta forma, foi investigado a influência dos fatores microambientais na estrutura, densidade e tamanho de populações de Cyatheaceae na Floresta Atlântica nordestina, bem como determinado a dinâmica de uma população de Cyathea abreviata (Cyatheaceae), espécie endêmica com distribuição restrita para o Nordeste do Brasil. As variáveis ambientais analisadas mostraram uma forte influência na estrutura populacional, indicando que a variação na estrutura das populações estudadas pode ser parcialmente atribuída às diferenças nos fatores microambientais. A única população de C. abreviata encontrada no primeiro estudo foi demarcada em uma parcela permanente de 400 m², onde o crescimento, sobrevivência e fecundidade dos indivíduos foram registrados.  Os dados demográficos foram analisados com o uso de modelos matriciais para avaliar a taxa de crescimento populacional e detectar os principais estágios de desenvolvimento que influência nesse parâmetro. Com base nas projeções anuais, a população se encontrou estável, podendo apresentar um crescimento moderado nos próximos 10 anos. Plântulas tem a maior taxa de mortalidade e poucos indivíduos foram recrutados. Os resultados obtidos reforçam a necessidade de conservação das áreas de estudo com o objetivo de reduzir os riscos de extinção local destas populações.

Com os avanços nas técnicas de sequenciamento genômico, foi descoberto que a maior parte do genoma das plantas é composto por DNA repetitivo, especialmente DNAs Satélite e retroelementos-LTR. Apesar de não codificarem proteínas essenciais para o hospedeiro, estas sequências podem alterar o espaço genético/epigenético e promover funções estruturais para determinadas regiões cromossômicas. Além disso, a variabilidade na abundância de diferentes tipos de DNA repetitivo pode estar ligada a respostas naturais destes a estresses ambientais. Nesta tese, buscamos investigar o impacto de diferentes DNAs repetitivos na evolução genômica e diversificação do gênero holocêntrico Rhynchospora Vahl (Cyperaceae). No primeiro capítulo, nós validamos o uso do subproduto de sequenciamento por captura de alvo para a identificação, localização cromossômica e filogenômica comparativa de DNA repetitivo. No segundo capítulo, estudamos a evolução do DNASat Tyba em uma ampla amostragem do gênero, mostrando alta conservação de sequência do satélite, provavelmente ligada à uma possível vantagem estrutural promovida aos holocentrômeros. No terceiro capítulo, investigamos diferentes fatores que possam ter influenciado a abundância de retroelementos-LTR nos genomas de Rhynchospora. Foi visto que a abundância desses elementos é impactada por uma combinação de fatores genômicos, temporais, ambientais e, principalmente, filogenéticos. No geral, nossos resultados contribuem para um maior conhecimento do impacto de Tyba e de retroelementos LTR na evolução genômica de Rhynchospora, além de demonstrar o potencial do estudo de elementos repetitivos num contexto macroevolutivo.

A fragmentação é uma das principais ameaças a biodiversidade, causando alterações na riqueza, composição, estrutura e funcionamento dos ecossistemas. Os objetivos principais deste estudo é investigar a influência dos efeitos gerados pela fragmentação florestal na diversidade funcional e taxonômica das samambaias (Cap. I) e verificar se ocorre atraso de resposta das samambaias frente a fragmentação florestal (Cap. II). Foi desenvolvido a partir de uma revisão de literatura (Cap. I) e de coletas em sete fragmentos florestais de Floresta Atlântica (Cap. I e II). Foi encontrada 170 espécies (Cap. I) e 77 espécies (Cap. II). Foi observada uma elevada sobreposição dos traços funcionais entre borda/interior, o efeito de borda selecionou rizoma ereto (borda) e cartácea (interior) e a borda afetou negativamente a diversidade taxonômica e funcional. As características espaciais das manchas não influenciaram a diversidade taxonômica e funcional. Os fragmentos florestais sofreram com a fragmentação ao longo do tempo, alguns perderam mais habitat e outros ficaram mais isolados. Foi observada dívida de extinção, isso porque a comunidade de samambaias obteve relações com a paisagem do passado e as espécies especialistas tiveram um tempo de resposta mais rápido. Concluímos que as samambaias apresentaram limitações funcionais, filtragem de traços funcionais e dívida de extinção frente a fragmentação. Isso ilustra a importância de se conservar e restaurar áreas já impactadas garantindo a manutenção da diversidade de samambaias e evitar a extinção de espécies futuramente

Espécies que ocorrem em ambientes secos podem ajustar seu comportamento morfofisiológico, adotando estratégias mais conservadoras ou aquisitivas. Assim, espécies distribuídas em um gradiente de disponibilidade hídrica podem apresentar fenótipos diferentes em função das condições a que são submetidas. Tecidos foliares e vasculares estão fortemente relacionados a essas mudanças e às estratégias de eficiência do uso da água, afetando a aptidão do indivíduo e a distribuição das espécies. Com o objetivo de identificar se e como leguminosas variam com a disponibilidade hídrica na Caatinga, realizamos um estudo anatômico de folhas, caules e raízes de sete espécies. As análises realizadas apontam raízes como órgãos mais conservadores e seguros. Além disso, cascas mostraram-se mais estáveis que madeira, com menos atributos variando devido às chuvas. Indivíduos que ocorrem em parcelas mais úmidas apresentam caracteres foliares mais conservadores. Essas mudanças não estão relacionadas à abundância de espécies, o que sugere que populações ou indivíduos já submetidos a condições mais severas são mais vulneráveis a eventos de seca do que aqueles com maior disponibilidade de água. Os resultados demonstram alta adaptação das espécies às condições ambientais e sugerem que pequenas mudanças podem fornecer aumento suficiente de eficiência e/ou tolerância ao estresse. Nossos resultados demonstram o risco de conservação dessas espécies, uma vez que as condições adversas inerentes às florestas tropicais sazonalmente secas devem ser agravadas pelas mudanças climáticas de origem antropogênica.

O centrômero é essencial para a estabilidade do genoma ao mediar a segregação mitótica e meiótica. Os cromossomos com centrômero localizado chamam-se monocêntricos e aqueles que estão difusos ao longo dos cromossomos são chamados de holocêntricos. Recentemente, foi descoberto que espécies do clado Cyperid (Cyperaceae, Juncaceae e Thurniaceae) possui também monocêntricos. No primeiro capítulo, fizemos contagens cromossômicas inéditas para espécies de Cyperaceae e Thurniaceae, detectando relativa conservação numérica. No segundo capítulo, analisamos as frações repetitivas de H. schraderianum e outras duas espécies de Mapanioideae, que apresentaram cerca de 0.65 pg/2C e a fração repetitiva entre 4.74 – 23% do genoma, com predomínio de DNAs satélites. Realizamos imunocoloração com a RpCENH3 em H. schraderianum e investigamos a distribuição cromossômica dos principais repeats mostrando padrões característicos de monocentrômeros. No terceiro capítulo, apresentamos um panorama do DNA repetitivo de Juncus effusus (Juncaceae), a estrutura e composição dos seus centrômeros. O DNA repetitivo de J. effusus é composto principalmente por retroelementos e DNA satélite. As análises in silico mostram que os três principais satélites compõem o centrômero e pericentrômero, intercalados com retroelementos, revelados também através da hibridização in situ fluorescente. Assim, demonstramos a presença de cromossomos monocêntricos nas três famílias de Cyperids e a organização genômica e cromossômica típica de espécies monocêntricas de pequenos genomas nesse clado.

O potencial farmacológico da família Cyperaceae tem sido averiguado e corroborado com algumas indicações de uso relatadas na medicina tradicional. Nesta perspectiva, o presente estudo teve como objetivo revisar as espécies de Cyperaceae utilizadas como medicinais, incluindo seus constituintes bioativos, e avaliar atividades biológicas in vivo de Rhynchospora nervosa (Vahl) Boeckeler. Os estudos de revisão foram realizados por meio da análise de dados coletados em plataformas online. Para os estudos de bioatividade, o extrato hidroalcoólico de R. nervosa foi avaliado quanto ao seu efeito anti-inflamatório através dos métodos de edema de pata e peritonite aguda induzida por carragenina. Também foram analisadas as atividades antinociceptiva (induzida por ácido acético), antipirética (induzida por leveduras), toxicidade aguda e quantificação do teor de flavonoides e fenóis totais. Tradicionalmente, as espécies de Cyperaceae têm sido empregadas para o tratamento de diferentes enfermidades, sobretudo, inflamações. Sesquiterpenos e compostos fenólicos foram os principais constituintes químicos isolados a partir de diferentes espécies de Cyperaceae. O extrato hidroalcóolico de R. nervosa apresentou baixa toxicidade aguda (DL₅₀ = 3807.88 mg/kg), além de significativa atividade anti-inflamatória e antinociceptiva com redução de até 86.53% das contorções nos animais. O extrato hidroalcóolico de R. nervosa apresentou um alto teor de flavonoides (440.50 μg EQ/mg) e de compostos fenólicos (322.47 μg EAG/mg). Apesar de seu amplo espectro de uso, a maioria das espécies de Cyperaceae carecem de estudos químicos e farmacológicos.

Commelinaceae possui ca. de 750 espécies e 42 gêneros. A família pertence a ordem Commelinales, juntamente com Haemodoraceae, Hanguanaceae, Philydraceae e Pontederiaceae. Possui distribuição nas regiões tropicais, subtropicais e temperadas. Caracterizada por apresentar, frequentemente, caule suculentos, dividido em nós e entrenós, folhas alternas dísticas ou espiraladas, bainha fechada, inflorescências compostas ou solitárias, flores actinomorfas ou zigomorfas, geralmente, deliquescentes. Para o Brasil são citados 15 gêneros e 116 espécies. Destas, 59 são endêmicas do país, ocorrendo em todas as regiões, em destaque para região Sul (80 ssp.). No Nordeste, ocorrem 14 gêneros e 53 espécies distribuídas, principalmente, no domínio fitogeográfico da Mata Atlântica. O objetivo desse estudo foi apresentar uma sinopse da família Commelinaceae no Centro de Endemismo Pernambuco e o levantamento da flora da Usina São José, fornecendo informações sobre caracteres morfológicos, mapa distribuição geográfica, chave de identificação e ilustrações. A área de estudo fica localizado no Domínio Fitogeográfico da Mata Atlântica, ao Norte do Rio São Francisco, distribuído entre os estados de Alagoas, Pernambuco, Paraíba e Rio Grande do Norte. As coletas foram realizadas no período de abril 2019 a janeiro de 2020. O material coletado foi depositado no Herbário UFP e duplicatas foram enviadas aos herbários HURB e MAC. O estudo taxonômico foi baseado em análise morfológica de espécimes coletados em campo, materiais depositados nos herbários e consultas a bibliografias especializadas. Foram registradas 17 espécies distribuídas em seis gêneros e uma subespécie, sendo Dichorisandra (sete spp.) e Commelina (cinco spp.) os gêneros mais representativos.  Commelina erecta e Dichorisandra procera apresentaram maiores números de registros em herbários. Além disso, são apresentadas duas espécies endêmicas para o Nordeste, Dichorisandra bahiensis e Dichorisandra sagittata, com novas ocorrências para Pernambuco, Alagoas e Paraíba. São apresentadas chaves de identificação, comentários taxonômicos das espécies, distribuição geográfica e mapas de distribuição, juntamente com ilustrações das espécies. 

Devido às mudanças climáticas, a distribuição geográfica das espécies pode ser ampliada, reduzida ou deslocada, resultando em mudanças na composição das assembleias locais. Aqui, avaliamos os impactos das mudanças climáticas na distribuição das angiospermas da Caatinga e seus efeitos nos padrões espaciais de diversidade-beta. Descobrimos que a maioria das espécies irão sofrer contração da distribuição e, que aproximadamente 16% das espécies pode não ser capaz de rastrear suas condições ambientais preferidas e se extinguir na Caatinga. Espera-se que essas mudanças causem efeitos idiossincráticos, com potencial homogeneização biótica em mais de 2/3 das assembleias de plantas e, uma possível heterogeneização biótica nas assembleias caracterizadas por maior riqueza de espécies, ao sul da Caatinga. Em ambos os processos bióticos as mudanças se deram predominantemente pela perca/extinção de espécies (ou seja, processos subtrativos de espécies). Nossos resultados sugerem que as assembleias com tendência a homogeneização biótica são impulsionadas principalmente pelo aumento da proporção de espécies não-lenhosas e generalistas em função da perda exacerbada de espécies lenhosas de baixo generalismo. Em contraste, a heterogeneidade biótica é explicada pelo aumento de assembleias dominadas por espécies não-lenhosas e de baixo generalismo. A redução da diversidade de plantas da Caatinga associado às mudanças na dominância da forma de crescimento dessas espécies, representam um iminente risco ao funcionamento do ecossistema.

Globalmente, ecossistemas terrestres são ameaçados por duas forças resultantes de atividades humanas: mudança do uso e cobertura do solo e mudanças climáticas, que juntos agem sobre diversos níveis biológicos. Consequentemente, o funcionamento ecossistêmico, provisão de serviços e bem-estar humano são afetados. Isso é especialmente verdadeiro em drylands em regiões em desenvolvimento. Visamos aqui, através de ferramentas de SIG (Sistema de Informação Geográfica) avaliar na Caatinga (1) os drivers de uso e cobertura do solo e produtividade primária e (2) as tendências espaço-temporais da produtividade e o papel de clima e perturbação antrópica. Encontramos que (1) o uso da terra ainda é fortemente associado às variáveis ambientais e menos às socioeconômicas; (2) áreas de pasto  apresentam menor produtividade que Caatinga tipo savânica e floresta; (3) de 2001 a 2019, a Caatinga apresentou padrão majoritário de degradação, mas esse efeito é potencializado pela seca, ocorrendo em maior intensidade e área em regiões específicas; (4) a produtividade é principalmente influenciada pela chuva; e (5) existe um padrão espacial indicando que uma significativa área da dinâmica da produtividade Caatinga não é explicada pela chuva, mas atividades humanas parecem explicar menos de 10% da Caatinga. Em síntese, como em outras drylands, fatores climáticos parecem ser drivers mais importantes da vegetação, mas atividades humanas não são desprezíveis, especialmente considerando o cenário de aumento de pecuária intensiva na região e mudanças climáticas.

As perturbações antrópicas e mudanças climáticas causam depleção de nutrientes nos solos e atraso na regeneração florestal. Apesar disso, organismos como as formigas cortadeiras (LCA) conseguem se beneficiar desse fatores e aumentar suas populações. Esses organismos promovem aumento da disponibilidade de nutrientes no solo através das atividades da colônia. Como em outros ambientes, as LCA têm aumentado suas populações em áreas de Caatinga, uma floresta seca da América do Sul que sofre tanto com regimes de perturbações humanas como tem previsões climáticas apontando para um aumento de aridez. Investigamos o efeito das perturbações antrópicas e da aridez sobre as populações de LCA, sua influência nos solos e no estabelecimento e desenvolvimento de plantas através do acompanhamento ninhos, quantificação de nutrientes nos solos desses ninhos e do cultivo de plantas nesses solos. Nossos resultados indicam que a diferença entre ninho e controle na concentração e estoque de nutrientes é maior nas áreas perturbadas e áridas, com solos do ninho apresentando até duas vezes mais nutrientes que o controle. As plantas crescendo em solos de ninhos acumulam biomassa mais rapidamente, mas isso não se deve a uma maior concentração de nutrientes em seus tecidos. Essas alterações indicam que embora as plantas se beneficiem dos ninhos de LCA, a perturbação e aridez podem potencializar os efeitos dos ninhos e aumentar o grau de depleção de matéria orgânica na matriz do solo, afetando a capacidade de retenção de água e nutrientes, e segregando nutrientes mineralizados para árvores adultas, inviabilizando o solo para indivíduos juvenis.

Traços funcionais da planta e história evolutiva potencialmente impulsionam o funcionamento do ecossistema. No entanto, muitos experimentos falham em incorporar a diversidade funcional e filogenética para explicar a decomposição foliar, especialmente quando consideramos fatores exógenos, como distúrbios e precipitação induzidas pelo homem. Aqui, combinamos espécies com altos e baixos níveis de diversidade funcional e filogenética com base em características funcionais e parentesco entre as espécies, compreendendo um experimento fatorial completo. Em seguida, criamos um experimento de decomposição de diversidade usando litterbags para monitorar a decomposição de folhas em gradientes de distúrbio antrópico crônico (extração de árvores e pastejo de gado) e precipitação em uma floresta seca sazonalmente tropical. Nossos resultados mostraram que a maior diversidade funcional aumentou fortemente a decomposição das folhas e esses efeitos foram mediados por distúrbios crônicos e precipitação. Em contraste, o aumento da diversidade filogenética determinou o antagonismo nos efeitos da mistura, mas esses efeitos negativos não foram traduzidos no processo de decomposição geral. Os efeitos de identidade das monoculturas foram coordenados com estratégias funcionais e fortemente determinados por distúrbios, com menores efeitos significativos de precipitação. Nossos resultados indicam que as misturas de espécies podem superar os efeitos de perturbação e precipitação apenas quando plantas com características funcionais divergentes estão presentes. Além disso, nossos resultados experimentais lançam luz sobre a importância dos efeitos negativos da perturbação crônica em sistemas sócio-ecológicos, especialmente aqueles limitados pela disponibilidade de água. Portanto, as mudanças na diversidade funcional da planta têm efeitos desproporcionais no funcionamento do ecossistema do que contabilizar linhagens relacionadas à distância, determinando o papel potencial da biodiversidade como um amortecedor para impactos induzidos pelo homem e clima em ecossistemas secos.