Na Tasmânia e em parte de Victoria, você pode encontrar a planta com flores mais alta do mundo. Tem uma variedade de nomes, Mountain Ash e Swamp gum são dois. O nome científico deixa claro que não é um Ash (Fraxinus) e referencia seu tamanho: Eucalipto regnans. As árvores mais altas são incrivelmente altas, sendo comparáveis ​​às sequóias mais altas. É possível que eles cresçam ainda mais altos do que uma sequóia se deixados por tempo suficiente. No entanto, seu ciclo de vida precisa que suas florestas queimem para a próxima geração passar. Um novo artigo de Rod Griffin e colegas, Expressão do ciclo de vida da depressão por endogamia em Eucalyptus regnans e estabilidade intergeracional de seu sistema de acasalamento misto, examina esse ciclo de vida, a partir das flores.

E. regnans tem um sistema de acasalamento misto em que as flores podem produzir sementes trocando o pólen com outras plantas, cruzando. As flores são hermafroditas, o que significa que têm componentes masculinos e femininos, como muitas plantas com flores. Se eles têm partes masculinas e femininas, você pode se perguntar por que eles simplesmente não se polinizam. Às vezes eles fazem.

A autopolinização tem suas desvantagens para as plantas. Reduz o fluxo gênico através de uma população. Isso pode parecer E. regnans encontrou uma maneira de reduzir a autofecundação; as flores são protândricas. As partes masculinas da flor amadurecem antes das partes femininas. Mas um E. regnans pode ter um milhão e meio de flores. É uma enorme fonte de alimento para os insetos polinizadores da planta. A floração maciça significa que é possível para um inseto polinizador transportar pólen para diferentes partes da mesma árvore enquanto se alimenta.

Depois que as flores frutificam, elas armazenam as sementes em caixas de madeira na árvore por até três anos antes de caírem, mas isso geralmente não ajuda a espécie. “A espécie tem sementes muito pequenas que não persistem no banco de sementes do solo”, disse Rod Griffin.

“Para uma germinação bem-sucedida, eles precisam de um “leito de cinzas” mineral aberto que é produzido pelo fogo em intervalos irregulares. As árvores carregam vários anos de colheita de sementes em suas cápsulas lenhosas que se abrem após o incêndio e produzem uma enorme chuva de sementes.”

O fogo limpa as velhas árvores e abre a paisagem para uma nova coorte de plantas. O professor Griffin disse: “A regeneração resultante é mais ou menos uma monocultura de idade igual (no que diz respeito às espécies de árvores), embora, é claro, a intensidade do fogo varie na paisagem, então pode haver um mosaico de manchas de diferentes idades”.

O Prof. Griffin sublinhou como o fogo é crítico para o sucesso reprodutivo. “Se não houver fogo por 400 anos ou mais, pode haver uma sucessão na floresta de Nothofagus e o componente de eucalipto é perdido.”

A população de árvores começa a partir do último lote de sementes nas árvores após um incêndio. Então, como ocorre a depressão endogâmica, em que as árvores autopolinizadas perdem para as árvores cruzadas? o papel em Annals of Botany publica os resultados de um estudo de 29 anos, acompanhando o crescimento das árvores. Embora não tenha sido originalmente projetado para demorar tanto.

“Esses experimentos fizeram parte de uma série de investigações da biologia reprodutiva de E.regnans projetadas para sustentar o projeto e o manejo de novos pomares de sementes comerciais”, disse o Prof. Griffin.

“Estávamos cientes de um estudo anterior (Eldridge & Griffin 1983) que a progênie autopolinizada apresentava forte depressão endogâmica para o crescimento e queríamos entender como as árvores produziam sementes autofecundadas e as consequências para a regeneração natural (sistema ainda muito utilizado nas florestas nativas de eucalipto) e em plantações. Este projeto mais amplo foi encerrado na década de 1980, e várias publicações foram produzidas, por exemplo Griffin e outros. 1987; Griffin & Cotterill 1988; Moran et al. 1989, mas felizmente os proprietários mantiveram o maior campo experimental para produção de madeira e permitiram o acesso contínuo.

“Um projeto de doutorado investigou a estrutura do estande aos 15 anos (Hardner & Potts 1997). Antes da colheita, revisitamos o ensaio e observamos que a produção de sementes havia começado em algumas árvores. Isso apresentou uma oportunidade única para investigar a expressão da depressão endogâmica durante toda a fase pré-reprodutiva da vida e comparar o sistema de acasalamento com o da geração anterior”.

A chave para o sucesso das plantas cruzadas está na quantidade de sementes que uma árvore de eucalipto produz. O professor Griffin disse: “Uma árvore pode produzir milhões de sementes e, no entanto, tudo o que ela precisa fazer para manter a continuidade da população é reproduzir-se uma vez!”

“A combinação de intenso desbaste competitivo e depressão endogâmica que favorece os cruzamentos é suficiente para garantir que a população reprodutiva seja efetivamente cruzada, independentemente da proporção de sementes autofecundadas produzidas.”

Essa intensa competição no estágio de muda acarreta algum custo para o pool genético. O professor Griffin disse: “Como todas as plantas endogâmicas são eliminadas, independentemente de seus genótipos específicos, não há oportunidade de eliminar genes deletérios e, assim, reduzir a depressão endogâmica ao longo de gerações (Lande et ai. 1994).

“Provavelmente não é coincidência que a angiosperma mais alta do mundo tenha um sistema de regeneração que deve favorecer a seleção para um vigoroso crescimento em altura. Como mostramos no artigo, se uma árvore não atingir uma posição dominante no dossel aos 10 anos, é improvável que ela se reproduza.”

Os botânicos estão acostumados a trabalhar com espécies de vida curta que mudam algumas gerações em um ano. Trabalhar com árvores é um pouco diferente. “Como criadores de árvores e geneticistas florestais, estamos bastante resignados a trabalhar com os cronogramas ditados pela biologia das espécies!” disse o professor Griffin.

“Uma vez que tínhamos as árvores plantadas e um acordo seguro de acesso e gerenciamento com os proprietários de terras, tudo o que era necessário era manter a “memória corporativa” acadêmica e fornecer recursos para as coletas e trabalhos de laboratório necessários para a coleta oportuna da próxima parcela de dados. .”

O resultado é um estudo que dá aos cientistas uma visão diferente da biologia evolutiva e populacional. “Existem muitos artigos apresentando modelos de expectativas sob diferentes sistemas de acasalamento e suposições de endogamia, mas poucos estudos empíricos como este… especialmente com espécies lenhosas perenes”, disse o professor Griffin.

“Também há aplicações na silvicultura e no melhoramento de árvores. Os silvicultores precisam saber as consequências para a produtividade das plantações de plantar uma mistura de mudas próprias e cruzadas; os criadores devem se preocupar em minimizar a endogamia em seus pomares de sementes.”

“Nosso trabalho fornece evidências empíricas de que um sistema misto de acasalamento pode ser mantido em uma espécie que também exibe forte depressão endogâmica na fase pré-reprodutiva do ciclo de vida. Estamos felizes em disponibilizar os dados brutos para qualquer pessoa interessada em modelar essas dinâmicas.

“As aulas práticas de silvicultura e melhoramento já estão bem estabelecidas, mas se tivéssemos tempo e recursos, muitas questões biológicas poderiam ser exploradas. Por exemplo, seria relativamente fácil encontrar populações onde a importância relativa da segurança reprodutiva pudesse ser examinada.

“Eucalyptus é um gênero grande com, em geral, um sistema de reprodução misto (Byrne 2008), mas também forte variação na capacidade de tolerar e se recuperar do fogo. Seria interessante pegar espécies com uma variedade de características de história de vida e comparar o sistema de acasalamento/depressão endogâmica para ver se evidências de seleção direta no sistema de acasalamento poderiam ser detectadas. No outro grande gênero lenhoso da Austrália Acácia existe uma grande variação interespecífica na autofertilidade (Gibson e outros 2011). Por que a diferença?