Scientia Forestalis, volume 43, n. 107
p.551-560, setembro de 2015

Efeitos da paisagem de campo e florestamento com Pinus na diversidade e estrutura genética de pequenas populações remanescentes de Araucaria angustifolia

Effects of natural field landscapes and Pinus plantations in diversity and genetic structure of small remnants populations of Araucaria angustifolia

Newton Clóvis Freitas da Costa1
Altamir Frederico Guidolin2
Oiéler Felipe Vargas3
Adelar Mantovani4

1Mestre em Engenharia Florestal. UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina. Av. Luiz de Camões, 2090 - Bairro Conta Dinheiro - 88520-000, Lages, SC. E-mail: newtoncfc@gmail.com
2Professor Doutor do Departamento de Agronomia. UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina. Av. Camões 2090 - 88520-000 - Lages, SC. E-mail: altamir.guidolin@udesc.br
3Graduando em Engenharia Florestal. UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina. Av. Luiz de Camões, 2090 - Bairro Conta Dinheiro - 88520-000, Lages, SC. E-mail: oielerfelipe@gmail.com
4Professor Doutor do Departamento de Engenharia Florestal. Progrmaa de Pós-graduação em Engenharia Florestal. UDESC - Universidade do Estado de Santa Catarina. Av. Luiz de Camões, 2090 - Bairro Conta Dinheiro - 88520-000, Lages, SC. E-mail: oielerfelipe@gmail.com

Recebido em 07/07/2014 - Aceito para publicação em 24/02/2015

Resumo

Características da paisagem podem estruturar a variação genética e afetar o fluxo de pólen de populações de plantas. Para investigar os efeitos da paisagem de campo e florestamento com Pinus na estrutura e diversidade genética de populações de Araucaria angustifolia, utilizaram-se oito locos microssatélites para análise de 400 sementes e 87 indivíduos reprodutivos, presentes em quatro remanescentes florestais (Capões). Os capões estudados estão inseridos em diferentes matrizes de paisagem, dois em campo natural (Fazenda X) e dois em florestamento com Pinus (Fazenda Z). Elevada diversidade genética foi verificada nas populações (He, variando de 0,16 a 0,829), sem diferenças significativas entre os indivíduos adultos. Não foram verificadas diferenças pelo coeficiente de coancestralidade entre as fazendas (FFA = 0.002, P>0,05). Esses resultados sugerem que existiu uma conectividade histórica entre os locais. Índices de fixação significativos foram verificados nas sementes da Fazenda Z (F = 0,076, P<0,05) e no conjunto total de sementes analisadas (F = 0,052, P<0,05), indicando fixação para alguns alelos, possivelmente pelo cruzamento entre aparentados. A divergência genética verificada entre populações de adultos e de sementes (FAS = 0,029, P<0,05) aliado com a ocorrência de alelos exclusivos em todas as populações, sugere que nem toda variabilidade genética dos indivíduos adultos analisados está sendo passada para as sementes, especialmente na Fazenda Z. Por outro lado, houve contribuição para polinização das sementes vindo de fora dos capões, em ambas as fazendas.
Palavras-chave: Plantios florestais, pequenos capões, divergência genética, índice de fixação.

Abstract

Landscape characteristics may structure genetic variation and affect the pollen flow of plant populations. To investigate the effects of field landscapes and Pinus plantations on genetic diversity and the structure of Araucaria angustifolia populations, eight microsatellite loci were used to analyze 400 seeds and 87 reproductive trees, present in four forest remnants (Patches). The studied patches are inserted into different landscape matrices, two in natural field (Farm X) and two in Pinus forestation (Farm Z). The analysis showed high population genetic diversity (He, ranged from 0.16 to 0.83) with no significant difference among adults. No differences between farms were verified by co-ancestry coefficient (FFA = 0.002, P > 0.05). These results suggest that there was a historical connectivity between the locations. Significant fixation indices were detected in seeds from Farm Z (F = 0.076, P < 0.05) and in the total analyzed seeds (F = 0.052, P < 0.05), indicating allele fixation, possibly by crossing among relatives. The genetic divergence observed among adults and seed populations (FAS = 0,029, P < 0.05) coupled with the presence of unique alleles in all populations, suggest that not all the genetic variability of the analyzed adults is being passed on to the seeds, especially in Farm Z. On the other hand, there was an important pollen contribution from outside patches for seed formation, in both farms.
Keywords: Forest plantations, small patches, genetic divergence, fixation index.


INTRODUÇÃO

Características da paisagem podem estruturar a variação genética dentro e entre as populações, bem como influenciar nos processos genéticos evolutivos como fluxo gênico, deriva genética e seleção (MANEL et al., 2003). Tais processos podem ser afetados pelo isolamento de populações de espécies arbóreas em pequenos fragmentos, reduzindo o número de indivíduos reprodutivos e a densidade populacional (YOUNG; BOYLE, 2000). Espécies isoladas em pequenos fragmentos que não forem capazes de manter o fluxo através da porção não florestal da paisagem, poderão limitar sua ocorrência e, por consequência reduzir a probabilidade de persistência da população (FAHRIG, 2003).

A dispersão por pólen, por sua vez, possui o potencial de transportar gametas masculinos a longas distâncias, contrapondo efeitos do “isolamento” de genes em populações espacialmente isoladas (ENNOS, 1994). Para isso, é preciso que se mantenha na paisagem fragmentada pequenos remanescentes e árvores isoladas, afim de promoverem o fluxo de pólen (BITTENCOURT; SEBBENN 2007, 2009). Entretanto, além do isolamento por distância decorrente da fragmentação, alterações antrópicas podem também causar isolamento pela formação de barreiras ao fluxo de pólen de populações naturais.

Um exemplo disso é a paisagem sul brasileira, caracterizada por mosaicos de Campos e Floresta com Araucária (BEHLING et al., 2004), que hoje se encontra sob forte pressão de uso, onde vastas áreas de campo estão sendo substituídas por florestamentos com Pinus e Eucalyptus (BEHLING et al., 2009). A remoção da floresta e a alteração da paisagem natural, por meio da agricultura, pastoreio e reflorestamento com espécies exóticas, têm mudado claramente a vegetação original desta região (BEHLING et al., 2009).

Conhecer as repostas as alterações de habitats em populações de espécies chaves é fundamental para conservação da biodiversidade de paisagens fragmentadas (HANSON et al., 2008). Deste modo, a Araucaria angustifolia (Bertol.) Kuntze, na paisagem em que está inserida, apresenta uma enorme importância, tanto pelo potencial econômico quanto ecológico, sendo considerada como uma espécie determinante da formação Floresta Ombrófila Mista, também chamada de Floresta com Araucária.

Araucaria angustifolia (Araucariaceae) é uma conífera, dioica, polinizada pelo vento que ocorre comumente em contínuos florestais e em remanescentes em meio a paisagem campo (Capões). Apresenta papel fundamental desde a colonização até o dossel da floresta, fornecendo grande quantidade de recursos que contribuem para sobrevivência de muitas outras espécies (PINHEIRO; GANADE, 2009), inclusive o homem.

Condições naturais da Floresta com Araucária podem dificultar a movimentação do pólen da A. angustifolia devido a barreiras físicas formadas pela alta densidade vegetal dessas formações (SOUSA; HATTEMER, 2003). Porém, áreas originalmente de campo substituídas por plantios florestais implicam na formação de barreiras físicas com densidades vegetais superiores a enfrentada naturalmente pela espécie.

Neste cenário, o objetivo deste estudo foi analisar a diversidade genética de adultos e sementes de A. angustifolia inseridos em diferentes matrizes de paisagens (campo e florestamento com Pinus), a fim de investigar como a variabilidade genética está distribuída nas populações destes diferentes ambientes. As seguintes questões foram abordadas: (1) O florestamento com Pinus circundando os capões com Araucária afetam a chegada de alelos via fluxo de pólen e, consequentemente, causam redução na diversidade e aumento na diferenciação genética destas populações em comparação com as populações remanescentes em campo? (2) Em função da barreira formada pelos plantios de Pinus há um aumento da endogamia na nova geração (sementes) de Araucaria angustifolia?


MATERIAL E MÉTODOS


Áreas de estudo e amostragem

As áreas de estudo estão localizadas na região serrana de Santa Catarina, no município de Lages, que possui elevação média de 950 m.  O clima da região, segundo a classificação Köeppen, é do tipo Cfb (Clima mesotérmico subtropical úmido com verões frescos, sem estação seca e com ocorrência de geadas severas), com precipitação média anual de 1200 mm e temperaturas oscilando entre -7°C a 35°C e médias de 16° C (KLAUBERG et al., 2010).

O estudo envolveu dois ambientes compostos por diferentes matrizes de paisagem: o primeiro ambiente representa a matriz de paisagem plantios florestais, onde os fragmentos com Araucária (Capões) se encontram em meio a plantios de Pinus; e o segundo representa a matriz de paisagem campos, em que os capões com Araucária estão presentes em áreas de campos naturais.  As coletas para análise de DNA contemplaram 400 sementes e 87 indivíduos adultos reprodutivos, presentes em quatro capões, dois inseridos na área de campos naturais, denominados Capão A e Capão B, localizados na Fazenda Cruz de Malta (Fazenda X), e dois entremeados com plantios de Pinus, denominados Capão C e Capão D, localizados na Fazenda Espigão (Fazenda Z). A fazenda Cruz de Malta (27º46’ S e 50º20’ W), apresenta histórico de uso com pecuária extensiva e a fazenda Espigão (27º50 S e 50º22 W), possui seu histórico de uso na pecuária extensiva e conversão para silvicultura de Pinus na metade da década de 1960. As distâncias médias são de 9000 m entre fazendas, 360 m entre os capões A e B e 270 m entre os capões C e D, (Figura 1).

Todos os indivíduos de A. angustifolia com diâmetro à altura do peito (DAP) acima de 20 cm foram mapeados e identificados quanto ao sexo. Para a coleta das sementes, foram selecionadas cinco árvores matrizes por capão, das quais coletou-se cinco pinhas cada, e de cada uma destas pinhas foram retiradas quatro sementes, o que equivale a 20 sementes, consideradas meias-irmãs, por matriz. Foram coletadas amostras foliares individualizadas (acículas), de cada planta matriz e de todos os indivíduos machos reprodutivos de cada capão.


Amplificação dos microssatélites e genotipagem

Para a extração do DNA, foram utilizados cerca de 150 mg de acículas para os adultos e o eixo embrionário inteiro para as sementes. O DNA genômico total foi extraído usando o método de Mazza e Bittencourt (2000), com adaptações realizadas para extração de DNA das sementes. A amplificação via PCR (reação em cadeia da polimerase) foi realizada utilizando os locos Ag23, Ag45, Ag20, Ag56, Ag94, desenvolvidos por Salgueiro et al. (2005), CRCAc1 e CRCAc2 desenvolvidos por Scott et al. (2003) e Aang24 desenvolvido por Schmidt et al. (2007).  As temperaturas de anelamento (Ta°C) foram otimizadas para quatro reações biplex: Biplex 1 (Ag94 e Aang24; Ta = 55°C); Biplex 2 (Ag23 e Ag45; Ta =56°C); Biplex 3 (Ag20 e Ag56; Ta =60°C); Biplex 4 (CRCAc1 e CRCAc2; Ta =54°C). Para amplificação das amostras foi utilizada uma reação contendo 30 ng de DNA, 0,2 µM de cada primer, 0,2 mM de DNTP, 1x Tampão, 1,5 mM Cloreto de Magnésio, 0,8 U de Platinum® Taq DNA Polimerase (Invitrogen) e água ultrapura para um volume final de 15 µL. Foi utilizado um termociclador Veriti 96 well Thermal Cycler para realização da PCR da seguinte maneira: desnaturação inicial a 95°C por 3 min, 30 ciclos com as etapas de desnaturação a 94°C por 45 s, Ta°C por 45 s, extensão a 72°C por 45 s e extensão final:  Biplex 1 e 2 a 72°C por 7 min;e Biplex 3 e 4 a 60°C por  60 . Para genotipagem de cada amostra foi feita uma reação com 1,2 µL de produto da PCR, 0,4 µL de GS600 LIZ® e 8,6 µL de formamida HI-DI™, com realização da eletroforese capilar em um Sequenciador Automático ABI 3130 (Applied Biosystems). O tamanho dos fragmentos (alelos) de cada reação biplex foi determinado por interpretação dos picos de fluorescência gerados nos eletroferogramas por meio do software GeneMapper v.3.2 (Applied Biosystems). Todos esses procedimentos foram desenvolvidos no Laboratório DNA UDESC na Universidade do Estado de Santa Catarina.


Análise dos dados

A diversidade genética para cada população foi caracterizada pela riqueza alélica (R), número médio de alelos por loco (A), heterozigosidade observada (Ho), e heterozigosidade esperada em equilíbrio de Hardy-Weinberg (He). Os níveis de endogamia para cada uma das populações foram estimados pelos valores de F, calculados pela expressão  (Nei,1978). A significância dos valores de F foi obtida pelos intervalos de confiança (95%) calculados por meio de bootstrap com 1000 permutações e o erro padrão (EP) das estimativas foi estimado por Jackknife entre os locos, com 1000 repetições. A fim de investigar diferenças nos níveis de diversidade genética (R, Ho e He) entre populações, comparações aos pares foram realizadas por meio do teste unilateral descrito por Goudet (2002), com significância testada por permutação, com 1000 repetições. Todas essas análises foram feitas com auxílio do programa FSTAT versão 2.9.3.2 (GOUDET, 1995).

Para avaliar o efeito da barreira causada pelos plantios de Pinus nas frequências alélicas das populações estimou-se as estatísticas F de Wright por meio dos coeficientes de coancestralidade de Weir e Cockerham (1984), para quatro níveis hierárquicos de subdivisão. O índice de fixação da população total (FIT) foi então particionado em componentes para verificar a variação genética dentro das subpopulações locais (FIS) e entre as subdivisões das populações, comparado entre Adultos e Sementes (FAS), entre Fazendas (FFA) e entre Capões (FCA). Foram obtidos os intervalos de confiança (IC) para as estimativas, com significância a 95%, por meio de reamostragens bootstrap entre locos, utilizando 1000 permutações. Essas análises foram realizadas com auxílio do programa GDA (LEWIS; ZAYKIN, 1999).


Figura 1. Distribuição espacial dos indivíduos de Araucaria angustifolia nos capões em paisagem de campo (Fazenda X), e em paisagem de plantio de Pinus (Fazenda Z).
Figure 1. (Spatial distribution of the Araucaria angustifolia individuals in the patches in natural field landscapes (Farm X), and in Pinus planting (Farm Z)).


RESULTADOS


Diversidade genética

O número de indivíduos machos reprodutivos presentes nos capões foi de 16 para o capão A, 21 para o B, 14 para o C, e 13 para o capão D. Os resultados encontrados para as estimativas da diversidade genética pela análise de oito locos microssatélites estão sumarizados na Tabela 1. Dos 484 indivíduos amostrados, (adultos e sementes), realizou-se a genotipagem para 480 indivíduos, que foi   caracterizada por 477 genótipos diferentes, ou seja, houveram três genótipos representados por dois indivíduos. O número total de alelos foi de 89, com número médio de alelos por loco de 11,1, oscilando de quatro (Ag45) a 21 (Ag20). A Heterozigosidade esperada (He) variou entre locos de 0,165 a 0,829 com média de 0,674, a Heterozigosidade observada (Ho) variou de 0,178 a 0,877 com média de 0,661, e o índice de fixação para cada loco variou de -0,034 a 0,105 com média de 0,052.

O índice de fixação (F) foi positivo e significativamente diferente de zero (P<0,01) para população de sementes amostradas na Fazenda Z (florestamento com Pinus), com valor de F = 0,076 (IC a 95% = 0,031-0,135), para o conjunto total de sementes amostradas (F=0,062; IC a 95% =0,026-0,104) e para população total que apresentou valor de F de 0,052 (IC a 95% =0,011-0,104) (Tabela 1). Entretanto, a população de sementes amostradas na Fazenda X (campo natural) e as demais populações de adultos não apresentaram valores de F significativamente diferente de zero.

Foram verificadas diferenças não significativas de diversidade genética para ,  e e,   nas populações de adultos das fazendas X e Z,  nas populações de adultos e de sementes da Fazenda X, e  nas populações de sementes das fazendas X e Z (Tabela 1).  Porém, houve diferença significativa para os valores de  (p=0,036),  (p=0,014) e e (p=0,025) entre as populações de adultos e a de sementes da Fazenda Z, em que a população das sementes apresentou menores índices de  e e, e maior

Tabela 1. Índices de diversidade genética de adultos e sementes de Araucaria angustifolia presentes em paisagens de campo natural e florestamento com Pinus.
Table 1. Genetic diversity index in adults and seeds of Araucaria angustifolia present in natural field landscapes and Pinus plantations.
População n (EP)
Fazenda X - adultos 47 7,1a 0,669a 0,684a 0,03(0,035)
Fazenda X - sementes 198 8,63ab 0,646ab 0,662ab 0,048(0,022)
Fazenda Z - adultos 37 6,8a 0,694a 0,691a 0,003(0,027)
Fazenda Z - sementes 198 7,86b 0,637b 0,661b 0,076(0,03)*
Média - adultos 84 6,96A 0,681A 0,687A 0,02(0,023)
Média - sementes 396 8,79B 0,641B 0,661B 0,062(0,022)*
Total 480 6,79 0,661 0,674 0,052(0,021)*
n, tamanho da amostra; , riqueza alélica com base em um número mínimo de 19 indivíduos; , heterozigosidade observada; , heterozigosidade esperada; , índice de fixação (erro padrão); Letras minúsculas são comparações feitas aos pares entre as populações; letras maiúsculas são comparações entre o conjunto de adultos e sementes; letras diferentes indicam diferenças significativas nas comparações *(p < 0,01).

Das populações analisadas, o número de alelos encontrados foi menor para população de indivíduos adultos do Capão D (51 alelos) e maior para a população de sementes do Capão B (68 alelos). Foram encontrados 21 alelos exclusivos em todas as populações analisadas (Tabela 2), sendo que estes estão presentes em maior número nas populações de indivíduos adultos (13) do que nas populações de sementes (8), de ambas as fazendas analisadas.  A presença de alelos exclusivos, verificada nos capões de cada fazenda mostra que as populações inseridas em área de campo natural possuem menor número de alelos exclusivos (8), do que as populações em área de florestamento com Pinus (13).

Tabela 2. Número de alelos total e exclusivos em populações de adultos e sementes de Araucaria angustifolia presentes em pequenos capões sob diferentes paisagens.
Table 2. Total and unique alleles in adults and seeds of Araucaria angustifolia populations present in small patches under different landscapes.
População n Número de alelos Alelos exclusivos
Capão A - adultos 21 56 3
Capão A - sementes 100 61 2
Capão B - adultos 26 59 2
Capão B - sementes 98 68 1
Capão C - adultos 19 54 2
Capão C - sementes 100 53 2
Capão D - adultos 18 51 6
Capão D - sementes 98 67 3
Total 480 89 21
n, número de indivíduos; Capões A e B (campo); Capões C e D (plantio de Pinus).


Estrutura e organização da variação genética

O resultado da estrutura genética das populações analisada de forma hierarquizada apresentou índice de fixação da população total FIT próximo de 5% e significativamente diferente de zero (Tabela 3). A análise revelou que o índice de fixação dentro da população FIS, não foi significativo, e que entre as populações os coeficientes de coancestralidade foram significativos na comparação entre capões (FCA) e entre gerações de adultos e sementes (FAS), sugerindo divergência genética. Entretanto, não foi detectado divergência genética na comparação entre fazendas, pois o valor de FFA não foi significativamente diferente de zero.

Tabela 3. Estatísticas F obtidas pelos coeficientes de coancestralidade para oito locos microssatélites em populações de Araucaria angustifolia.
Table 3. F statistics obtained by the co-ancestry coefficients for eight microsatellite loci in Araucaria angustifolia populations.
Locos FIT FIS FFA FCA FAS
Ag23 0,142 0,108 -0,021 0,033 0,037
Ag45 0,082 0,071 0,011 0,02 0,012
Ag20 0,035 -0,01 0,016 0,046 0,044
Ag56 0,024 -0,002 0,021 0,031 0,025
Ag94 0,046 0,018 -0,003 0,019 0,028
Aang24 -0,009 -0,034 0,002 0,025 0,024
CRCAc1 0,024 -0,021 0,012 0,042 0,044
CRCAc2 0,09 0,067 -0,009 0,031 0,024
Média 0,054* 0,026 0,002 0,03* 0,029*
IC (95%) 0,022-0.093 -0,009-0.064 -0,008-0.012 0,024-0.036 0,023-0,036
Estimativas do índice de fixação da população total (FIT) e dentro das subpopulações locais (FIS); Coeficientes de coancestralidade entre Adultos e Sementes (FAS), entre Capões (FCA) e entre Fazendas (FFA); Intervalo de Confiança (IC); *(p < 0,05).


DISCUSSÃO


Diversidade genética

As populações estudadas de Araucaria angustifolia apresentaram índices elevados de diversidade genética, com Heterozigosidade esperada (He = 0,674) semelhante a outros estudos com a espécie (CRISTOFOLINI, 2013, He = 0,596; SANT’ANNA et al., 2013, He = 0,639). Os resultados encontrados indicam que a população adulta não difere entre fazendas em termos de diversidade genética, sugerindo que estas populações são oriundas do acúmulo de vários eventos de reprodução e dispersão, bem como da sobreposição de gerações. A longevidade de espécies florestais favorece a manutenção da diversidade por um longo período, mesmo depois da exploração/fragmentação, conforme mencionado por Nason e Hamrick (1997) e Hamrick (2004). Assim, é confirmado que populações remanescentes de A. angustifolia contém ampla diversidade genética apesar desta representar somente uma pequena fração das populações outrora existentes (STEFENON et al., 2007; AULER et al., 2002; SOUZA et al., 2009)

Segundo Carvalho (2010) a Araucária foi intensamente explorada no século passado, com auge nas décadas de 1940 e 1950, o que reduziu o tamanho das populações e, consequentemente, a diversidade genética. A diferença verificada dos índices de diversidade genética entre adultos e sementes (Tabela 1), pode ser um efeito da diminuição do número de indivíduos que estão se reproduzindo nas populações remanescentes em relação às populações originais. Ou pelo fato de que nem todos os indivíduos adultos reprodutivos podem ter sido representados na amostra de sementes. No entanto, resultados semelhantes para a diversidade genética de adultos e progênies de A. angustifolia foram encontrados por Sant’Anna et al. (2013). A análise da diversidade das sementes refere-se apenas ao fluxo realizado de pólen de um único evento reprodutivo, mas que traz informações substanciais sobre o quanto do pool gênico das populações atuais pode ser transmitido para as próximas gerações.

A riqueza alélica significativamente menor nos indivíduos adultos em relação as sementes, pode ser explicada pelo menor número de indivíduos amostrados. Isto pode ter ocorrido na população adulta do Capão D (Tabela 2), a qual apresentou menor número de alelos encontrados. Entretanto, a quantidade maior de alelos presente nas sementes do que na população adulta do Capão D, sugere que alguns alelos podem ser oriundos de indivíduos reprodutivos localizados fora dos capões analisados. Aliado a isso, a presença de alelos exclusivos em todas as populações analisadas sugere duas hipóteses: a primeira, é que nem todos os alelos presentes nos indivíduos reprodutivos foram passados para as sementes analisadas, sugerindo deriva genética no processo de reprodução; a segunda é que os alelos exclusivos encontrados nas sementes são oriundos de fluxo gênico externo ou de processos de mutação, onde ambos podem, de certa forma contrapor processos de deriva genética. Sendo esses fatores muito importantes para manutenção da espécie, pois os capões estudados apresentam um número de indivíduos reprodutivos consideravelmente baixo para evitar, por si só os efeitos genéticos negativos de populações pequenas (Tabela 2). Segundo Bittencourt e Sebbenn (2007), para A. angustifolia esse número seria insuficiente para manutenção da população por um longo período sem que tenha o efeito da endogamia. Contudo, para a espécie o fluxo gênico é capaz de aumentar o número efetivo da população e ajudar a manter a coesão genética entre os fragmentos, minimizando os efeitos da endogamia.

Teoricamente, espera-se níveis de endogamia baixos para espécies dioicas (WAYCOTT et al., 1996). Dessa forma, os resultados encontrados neste trabalho mostraram, em geral, índices de fixação baixos, de acordo com o esperado para a espécie, porém significativos para alguns casos, sugerindo endogamia. Embora valores de F não significativos em populações naturais de Araucária foram encontrados nos estudos de Mantovani et al. (2006) e Patreze e Tsai (2010), valores significativos foram relatados nos estudos de Auler et al. (2002), Stefenon et al. (2007), Bittencourt e Sebbenn (2009) e Sant’Anna et al. (2013). Estudos com demais espécies dioicas como Araucaria nemorosa e A. columnaris também apresentaram valores de F significativos (KATTLE et al., 2007), assim como Myracrodruon urundeuva, que apresentou valores de F baixos porém significativos (GAINO et al 2010).

O índice de fixação esperado para sementes coletadas de uma única matriz é de no mínimo 0,125, por se tratar de indivíduos meio irmãos. No entanto, o conjunto de sementes coletadas das 20 matrizes apresentou valor de F de 0,062, metade do valor encontrado em indivíduos meio irmãos. Isso indica que no evento reprodutivo ocorreram cruzamentos com diferentes doadores de pólen, ou seja, apesar de existirem sementes com alto grau de endogamia, meio irmãos e irmãos completos, há também a presença de sementes com baixos níveis de parentesco, possivelmente por serem oriundas de pais com diferentes genótipos. O que permitiu que o índice de fixação não fosse tão elevado quanto ao de indivíduos meio irmãos. Índices de endogamia não tão elevados para um conjunto de sementes de A. angustifolia foram também encontrados por Cristofolini (2013).

O índice de fixação não significativo encontrado para as sementes amostradas nos capões em área de campo natural (Fazenda X), indica baixa endogamia na formação das sementes, e que estas possuem uma heterogeneidade genética oriunda possivelmente de um elevado fluxo de pólen, assim como resultados encontrados por Bittencourt e Sebbenn (2009). O que torna essas populações aptas para coleta de sementes, visando a conservação e o melhoramento dos recursos genéticos da espécie. O conjunto de sementes amostradas na área de florestamento com Pinus (Fazenda Z), por sua vez, apresentou índice de fixação significativo, com valor em torno de 7%, o que sugere a presença de endogamia, possivelmente causado por um menor fluxo de pólen. Isso pode ser um indício de que o florestamento com Pinus forma uma barreira ao fluxo de pólen, porém, não o impede, mas diminui a migração de alelos entre os fragmentos. Deve-se levar em conta que esse efeito pode ter ocorrido devido a características do local e que se referem ao evento reprodutivo apenas de um ano.

É importante salientar que, apesar de haver um indício de uma barreira ao fluxo de pólen formada pelos florestamentos com Pinus, as populações desta área não apresentam elevados níveis de endogamia, sugerindo que os mecanismos de fluxo gênico da espécie estão sendo capazes de manter consideráveis níveis de diversidade genética na população. Atribuindo-se ao fato da espécie se reproduzir por vários anos, ocupar o dossel das florestas e principalmente pelo pólen atingir longas distâncias (BITTENCOURT; SEBBENN 2007).


Estrutura e organização da variação genética

A presença de divergência genética entre capões e entre adultos e sementes (Tabela 3), é consistente com os resultados encontrados nas comparações da diversidade genética, indicando que a variação genética difere tanto entre as populações dos capões quanto para as populações de adultos e sementes. Sant’Anna et al. (2013) também encontraram divergência genética entre adultos e sementes da espécie. Diferenças entre gerações em populações de espécies florestais são encontradas em estudos com Copaifera langsdorffii (SEBBENN et al., 2011), Araucaria nemorosa e A. columnaris (KATTLE et al., 2007). A amostra da população reprodutiva e sua descendência, permitiu inferir que essas divergências genéticas foram originadas principalmente pelo fluxo realizado de pólen, e que as eventuais divergências podem estar ocorrendo pela baixa taxa de troca de pólen entre indivíduos reprodutivos dentro dos capões, ou pela elevada taxa de imigração de pólen.

A estimação dos coeficientes de coancestralidade permitiu avaliar a estrutura genética em diferentes níveis da população total, dessa forma, foi possível verificar que a presença dos plantios de Pinus não foi suficiente para que se fixassem divergências genéticas entre as fazendas (Tabela 3). Todavia, os plantios florestais iniciaram nos últimos 50 anos, período em que a Araucaria angustifolia tinha uma distribuição natural contínua na região (KLEIN, 1960; REITZ; KLEIN, 1966), permitindo que houvesse uma conectividade entre as áreas. Segundo Kramer et al. (2008) a baixa divergência genética entre populações pode ocorrer se longas distâncias forem alcançadas na dispersão de pólen. O fato das áreas estarem próximas em uma escala de ocorrência da espécie, cerca de 9000 m, permitiu que as comparações entre as fazendas fossem feitas evitando-se o viés de características de ambientes diferentes, uma vez que diferenças para a população adulta não foram detectadas tanto por meio dos índices de diversidade quanto pela divergência genética entre fazendas.

Alguns estudos de estrutura genética com espécies florestais como A. angustifolia (AULER et al., 2002; STEFENON et al., 2007; SOUZA et al., 2009), Dalbergia nigra (RESENDE et al., 2011) e Euterpe edulis (CONTE et al., 2008) encontraram que a maior parte da variabilidade genética está distribuída dentro das populações. Esses resultados convergem com o presente estudo ao verificar que houve uma ausência de estrutura genética entre fazendas, entretanto, divergem ao verificar que a maior parte da variação foi verificada entre os capões. No entanto, isso pode ter ocorrido por considerar-se cada capão como sendo uma população. Porém as distâncias verificadas entre um capão e outro, para cada fazenda, são menores do que as distâncias em que comumente verifica-se o alcance do fluxo gênico para A. angustifolia (287 m, BITTENCOURT; SEBBENN 2007; 325 m, SANT’ANNA et al. 2013; 334 m, CRISTOFOLINI, 2013). Desse modo, sugere-se que os diferentes capões, dentro de cada fazenda, representem apenas subdivisões de uma população.

Sugere-se como estratégia de conservação das populações em meio aos plantios florestais a manutenção da vegetação natural dos capões e a conectividade genética entre eles, que pode ser caracterizada por uma rede de fragmentos próximos (capões ou árvores sozinhas). Pois importantes informações acerca do fluxo gênico via pólen (BURCZYK et al., 2004; SMOUSE; SORK, 2004; ROBLEDO-ARNUNCIO; GILL, 2005; BITTENCOURT; SEBBENN, 2007) tem mostrado que populações espacialmente “isoladas” podem estar conectadas geneticamente por meio da dispersão de pólen e sementes. Para espécies com dispersão ou polinização pelo vento, a diminuição da densidade vegetal dos plantios florestais e a abertura estradas e aceiros pode aumentar ainda mais o alcance da dispersão.


CONCLUSÕES

As sementes amostradas nos remanescentes inseridos em meio aos plantios florestais apresentaram em geral menores índices de diversidade genética e maiores índices de fixação. Os resultados demonstram que há indícios de que o florestamento entre os capões tende a reduzir o fluxo de pólen, entretanto, são necessários acompanhamentos de várias estações de reprodução para confirmação desse fato. De qualquer forma, sugere-se que estes capões representam importantes repositórios de diversidade da espécie Araucaria angustifolia e sua manutenção se concretiza como uma forma de conservação in situ complementar a de áreas protegidas, contribuindo para manutenção dos recursos genéticos da espécie. No entanto, ações no sentido compreender como o manejo da paisagem pode proporcionar maior fluxo gênico e manter níveis adequados de diversidade genética nas gerações futuras são essenciais para conservação dessas populações remanescentes.


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