O conservadorismo anatômico na estrutura da madeira e casca do clado Byrsonimoide (Malpighiaceae)
Authors:   , Bueno Luís Henrique 
Published: January 2024

SUMÁRIO 1. INTRODUÇÃO ......................... 10 2. MATERIAL E MÉTODOS ................. 15 Coleta e processamento das amostras ................ 15 Análises filogenéticas ........................ 16 Reconstrução de caracteres .................... 17 3. RESULTADOS ................................. 18 Caracteres gerais das madeiras de Byrsonimoide .... 18 Caracteres gerais do floema secundário de Byrsonimoide.. 19 Caracteres gerais da periderme de Byrsonimoide .... 20 Reconstrução de caracteres ancestrais ........... 20 4. DISCUSSÃO .................................. 24 Caracteres gerais da madeira e reconstrução de caracteres ancestrais ....................... 24 Caracteres gerais do floema secundário de Byrsonimoide .. 37 Caracteres gerais da Periderme de ............... 40 5. CONCLUSÕES ........................................ 41 REFERÊNCIAS ...................................... 42 FIGURAS.......................................... 55 TABELAS......................................... 69 APÊNDICE ..................... 75 1. INTRODUÇÃO Malpighiaceae é uma família composta por árvores, arbustos, trepadeiras lenhosas ou herbáceas e ervas, presentes desde florestas tropicais úmidas, secas, subtropicais a savanas e desertos (Davis & Anderson, 2010). Compreende 77 gêneros e aproximadamente 1300 espécies, de distribuição pantropical (Anderson, 2004; Davis & Anderson, 2010). Entretanto, sua maior abundância de representantes ocorre nos neotrópicos (Davis et al., 2002). A monofilia da família é fortemente sustentada por análises de caracteres morfológicos (Vogel,1990; Judd et al. 2009) e por análises filogenéticas moleculares (Cameron et al. 2001; Davis et al. 2001; Davis & Anderson, 2010). Da mesma forma, o clado Byrsonimoide, que faz parte da família, é monofilético, sendo apoiado por evidências moleculares e morfológicas (Davis et al., 2014). Entretanto, a relação filogenética dos táxons intrafamiliares ainda é bastante discutida, e há classificações divergentes. Por exemplo, toda a classificação infragenérica de Byrsonima Rich. nunca foi testada. A princípio, Niedenzu (1928) dividiu a família Malpighiaceae em duas subfamílias baseando-se, principalmente, na presença ou ausência de frutos alados e na forma do receptáculo. A subfamília Planitorae (Malpighioideae na renomeação de Morton, 1968 para se adequar ao Código de Nomenclatura Botânica) era caracterizada por possuir frutos não alados, receptáculo achatado e hábito arbustivo-arbóreo. Já as espécies da subfamília Pyramidororae (Gaudichaudioideae sensu Morton, 1968) eram caracterizadas por possuir frutos alados, receptáculo piramidal e com hábito lianescente. Anderson (1977) percebeu que Malpighioideae não era monofilética, criando uma nova subfamília, Byrsonimoideae, caracterizada pelo hábito arbustivo-arbóreo, frutos não alados, presença de três estiletes subulados com estigmas muito pequenos e grãos de pólen tricolporados. Com as análises moleculares, viu-se que essa subfamília era parafilética, visto que Burdachia e Glandonia emergiram em outro clado (Davis & Anderson 2010). Contudo, os demais membros de11 Byrsonimoideae sensu Anderson (1977) emergiram como um grupo monofilético, irmão de todas as demais Malpighiaceae (Davis & Anderson 2010). Este grande clado está, por sua vez, composto por três subclados: Byrsonimoide, Galphimioide e Acmantheroide. No presente estudo, focamos no clado Byrsonimoide, composto por três gêneros (Blepharandra Griseb.,Byrsonima Rich. e Diacidia Griseb.), sendo fortemente sustentado por evidências moleculares e morfológicas. Dentre os caracteres morfológicos que sustentam o clado, destacam-se as folhas completamente eglandulares, condição encontrada em poucos gêneros de Malpighiaceae, e o fruto indeiscente, que é mais raro que os frutos secos na família (W.Anderson, C. Anderson & Davis, 2006). Além disso, as espécies do clado possuem o hábito predominantemente arbustivo-arbóreo. Byrsonima é o segundo maior gênero de Malpighiaceae depois de Heteropterys Kunth e apresenta uma grande importância econômica. Com cerca de 135 espécies distribuídas nas Américas, o Brasil é o centro de diversidade de espécies, onde ocorrem 99 espécies, das quais 55 são endêmicas (Mamede et al., 2015), distribuídas em diversos ambientes que abrangem desde regiões mais secas, como o Cerrado, até ambientes mais úmidos, como a Amazônia. As espécies de Byrsonima são caracterizadas por seu hábito arbustivo ou arbóreo, por suas estípulas intra ou epipeciolares, pela ausência de nectários extraflorais nas folhas, por suas inflorescências terminais com flores em cincínios, cálice com dez glândulas secretoras de óleo (elaióforos), por seu androceu com dez estames, por três estiletes subulados e por seus frutos do tipo drupa (Anderson, 1977; Mamede, 1987; Mamede et al., 2015). Popularmente conhecidas como ‘’murici’’ no brasil e ‘’nanche’’ ou “nance” nos países da América Hispânica, os frutos de Byrsonima são amplamente consumidos e comercializados (W. Anderson, C. Anderson & Davis, 2006). De maneira também importante, a madeira de Byrsonima é muito utilizada e conhecida pela indústria madeireira por sua leveza. Inclusive, a etimologia do gênero Byrsonima surge do uso da casca por parte das populações nativas brasileiras para curtir tecido, sendo que Byrsonima significa "nomeado pelo couro" em referência a esse significado (W. Anderson, C. Anderson & Davis, 2006). Segundo Lorenzi (1998), as madeiras de Byrsonima lancifolia, B. sericea e B. stipulaceae são utilizadas para construção civil. Já as madeiras de B. coccolobifolia e B. verbascifolia são utilizadas na carpintaria para fabricação de móveis rústicos (Elias, 2004). Por ser um grande gênero, Byrsonima sempre gerou muitas discussões quanto à sua classificação. Niedenzu (1901), propôs uma primeira e única classificação infragenérica para o gênero até o momento, incluindo dois subgêneros (B. subg. Brachyzeuma e B. subg. Macrozeugma) divididos em várias seções, subseções, séries e subséries, baseado na cor das pétalas, forma e tamanho dos conectivos e presença de tricomas nas anteras, além do tipo de indumento da folha. Posteriormente, Morton (1968) modificou o nome do subgênero Brachyzeuma para que ficasse de acordo com o Código de Nomenclatura Botânica, tratando-o de B. subg. Byrsonima. Recentemente, a hipótese de que Byrsonima é um grupo monofilético foi fortalecida a partir de análises filogenéticas moleculares, encontrando-se ainda filogeneticamente relacionado com Blepharanda e Diacidia dentro de um clado de ranking informal nomeado Byrsonimoide (Davis & Anderson, 2010; Davis et al. 2014; Francener, 2016). Blepharanda e Diacidia são dois pequenos gêneros do clado com seis e onze espécies, respectivamente, distribuídos no norte da América do Sul. Assim como Byrsonima, as espécies são caracterizadas por seu hábito arbóreo ou arbustivo, como também por estípulas intra ou epipeciolares, folhas eglandulares, por suas inflorescências terminais com flores em cincínios e frutos secos indeiscente (Francener, 2020), sendo esta última a principal característica morfológica que os distingue de Byrsonima. Entretanto, Diacidia possui tricomas em formato de agulha no ápice das anteras, esta característica é crucial na distinção do gênero, quando comparado com Blepharandra (Wr. Anderson, C. Anderson & Davis, 2006; Francener, 2020). A anatomia caulinar de Malpighiaceae chama atenção desde o século XIX, principalmente para espécies que apresentam crescimento secundário variante (Schenck, 1893; Chodat & Vischert, 1917; Niendenzu, 1928; Amorim et al., 2017; Cabanillas, Pace & Angyalossy, 2017; Pace et al., 2018; Almeida et al., 2019; Pace et al., 2019; Quintanar-Castillo & Pace, 2022), já que as inúmeras transições de hábito geralmente influenciam na anatomia da madeira. As primeiras descrições da anatomia da madeira para a família foram feitas por Solereder (1908), Record & Hess (1949) e Metcalfe & Chalk (1950). Segundo esses autores, a família tipicamente apresenta vasos com placas de perfuração simples, pontoações alternas, guarnecidas, parênquima paratraqueal de escasso a abundante, fibras gelatinosas, raios heterocelulares cuja composição em geral é de corpo procumbente e fileiras marginais de células quadradas a eretas e heterocelulares mistos nas lianas, células perfuradas de raio comuns e grande quantidade de cristais nos parênquimas axial e radial. De maneira ainda mais marcada, a casca, que engloba tanto o floema secundário quanto a periderme, em Malpighiaceae é quase inexplorada. Os poucos estudos existentes se centram em algumas espécies de lianas, em que se encontrou uma variação na estrutura como presença de cunhas de floema, floema interxilemático e câmbios interxilemáticos (Chodat & Vischer 1917; Angyalossy et al., 2012; Angyalossy, Pace & Lima, 2015; Cabanillas, Pace & Angyalossy, 2017; Pace et al., 2018; Quintanar-Castillo & Pace, 2022). Até o momento, não existe nenhuma descrição geral do floema secundário ou da periderme para Malpighiaceae que vá além de Solereder (1908) e Metcalfe & Chalk (1950). Isso se deve provavelmente à dificuldade que se tem de trabalhar com tais tecidos, pois exigem coleta em meio líquido e geralmente inclusão para seu seccionamento. Dado que nenhum estudo até o momento explorou a diversidade intraespecífica de Byrsonima, assim como suas semelhanças e diferenças em relação a Blepharandra e Diacidia, propomos aqui estudos anatômicos da madeira e da casca desse grupo a fim de delimitar os caracteres anatômicos variáveis, com dois objetivos principais: i. verificar se apoiam ou contradizem a classificação mais recente para o grupo e ii. compreender a evolução anatômica no clado Byrsonimoide usando a filogenia mais recente para o grupo e identificar possíveis sinapomorfias de subgrupos em seu interior. 2. MATERIAL E MÉTODOS Coleta e processamento das amostras Ao todo foram estudadas 21 espécies de Byrsonima (todas as informações sobre as espécies e indivíduos mais o grupo externo amostrados estão na Tabela 1), das quais 17 foram coletadas em populações naturais no Brasil nos estados de Goiás (Cerrado), Mato Grosso (Cerrado/Pantanal), Minas Gerais (Cerrado/Mata Atlântica), São Paulo (Cerrado/Mata Atlântica) e Pernambuco (Mata Atlântica). Além disso, amostras de Byrsonima poeppygiana e B. stipulina foram coletadas em Loreto, no Peru (Amazonia peruana). Um dos indivíduos de Byrsonima crassifolia foi coletada no sul do México. As amostras de Blepharandra e Diacidia foram coletadas em Barcelos no estado do Amazonas (Brasil) [Amazonia]. Foram amostradas em média três indivíduos por espécie. Quatro espécies de Byrsonima e Diacidia vestita foram fotografadas a partir de laminários de xilotecas. As amostras caulinares das plantas com hábito arbóreo foram coletadas à altura do peito (1.30 m) e as espécies de hábito arbustivo foram coletadas em sua porção mais espessa próximo ao solo. Posteriormente foram imediatamente fixadas em formaldeído ácido acético (FAA) e etanol 50% (Johansen, 1940) e armazenadas em uma solução de etanol 70%. Os corpos de prova de caule contendo madeira e casca foram amolecidos em uma solução de glicerina e água (1:10) sob ebulição e pressão por uma semana 8h por dia (Jansen et al., 1998), já que as madeiras da família Malpighiaceae são caracterizadas por serem extremamente duras. Após o amolecimento, as amostras foram incluídas em PEG (Polietilenoglicol 1500) de maneira gradual, seguindo as recomendações de Rupp (1964). As amostras foram seccionadas em um micrótomo de deslize com o auxílio de uma resina de poliestireno (isopor dissolvido em acetato de butila) para preservar a anatomia da madeira e da casca, evitando rompimentos devido ao corte (Barbosa et al., 2010). Os cortes anatômicos foram submetidos à dupla coloração com safranina e azul astra (Bukatsch, 1972) e montadas em bálsamo do Canadá para a produção do laminário. As imagens foram obtidas por meio de um fotomicroscópio (modelo AX-70 TRF, Olympus Optical, Tokyo, Japan) acoplado a uma câmera fotográfica digital (modelo Zeiss AxioCam HRc, Göttinger, Germany). As descrições da madeira e casca seguiram as recomendações dos Comitês da IAWA (IAWA Committee, 1989; Angyalossy et al., 2016), com ajustes quando necessários. As mensurações (diâmetro de vasos, densidade de vasos e raios por milímetro) foram realizadas utilizando o software livre ImageJ versão 1.59t (Schneider, Rasband & Eliceiri, 2012). Análises filogenéticas Para obter a filogenia de Byrsonimoide, utilizamos os seguintes marcadores: ITS, ETS, trnL-F, ndhF, phyC, psbA para 84 táxons, dos quais 49 correspondiam a Byrsonima. As sequências dos táxons do grupo interno e do grupo externo foram obtidas de Francener (2016). Para uma lista completa com informações de voucher e números de acesso ao GenBank, consulte o apêndice 1. Alinhamos cada marcador individualmente usando o MAFFT v7.490 (Katoh & Standley, 2013), com posterior visualização e edição no Mesquite (Maddison & Maddison, 2022). No mesmo software, montamos uma matriz concatenada com um comprimento final de 3.926 nucleotídeos. Para cada marcador e para a matriz concatenada, seguimos uma abordagem de evidência total. Avaliamos os modelos evolutivos usando o jModelTest 2.1.7 (Darriba et al.,2012). Cada modelo foi selecionado com o critério de informação de Akaike (Akaike, 1974). Para a análise do locus individual e da matriz concatenada, implementamos uma análise de Máxima Verossimilhança usando o servidor IQtree-web na versão 1.6.12 (Trifinopoulos et al., 2016), com a análise de bootstrap Ultrafast (Thi Hoang et al., 2017) para 1.000 iterações e o modelo GTR+gamma. Para a matriz concatenada, permitimos um modelo misto. A árvore completa gerada é mostrada no apêndice 2.17 Reconstrução de caracteres Para a análise de reconstrução de caracteres ancestrais foi criada uma matriz de dados com onze caracteres utilizando o software Mesquite v.3.70 (Maddison & Maddison, 2022) sob os algoritmos de Parcimônia e Máxima Verossimilhança sobre a filogenia reconstruída de acordo com os parâmetros discutidos acima. Para tanto, separou-se os dados em discretos (e.g.fibra septada) e contínuos (e.g. diâmetro do vaso). Os dados discretos e seus estados de caráter podem ser visualizados na Tabela 2 e os dados contínuos na Tabela 3. Os caracteres foram selecionados conforme maior variação nas espécies estudadas considerando tanto dados contínuos quanto discretos. A delimitação dos caracteres anatômicos da madeira e casca seguem os caracteres do comitê da IAWA (IAWA Committee, 1989; Angyalossy et al.,2016), embora alguns caracteres foram selecionados independente das listas, de acordo com a variação anatômica encontrada. A matriz inclui as dezenove espécies do clado Byrsonimoide e mais seis espécies de Malpighiaceae como grupo externo. Os estados de caráter da madeira e casca foram obtidos através das descrições anatômicas realizadas. As descrições dos caracteres utilizados na reconstrução são demonstradas na tabela 4. Para o hábito, os estados de caráter foram definidos conforme observações de coleta e das informações das etiquetas deexemplares dos seguintes herbários: BOTU, CEN, IAN, MEXU, MICH, MO, NY, RB, SPF, UB, UFG, US e VIC de acordo com as siglas listadas por Thiers (2017).