universidade federal do rio grande do norte unidade

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
UNIDADE ACADÊMICA ESPECIALIZADA EM CIÊNCIAS AGRÁRIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS FLORESTAIS
RODRIGO FERREIRA DE SOUSA
USO SUSTENTÁVEL DA Copernicia prunifera (Miller) H. E Moore NO
SEMIÁRIDO POTIGUAR: VALORIZAÇÃO DE SABERES E CONSERVAÇÃO
DOS RECURSOS GENÉTICOS
Macaíba, 2014
1
RODRIGO FERREIRA DE SOUSA
USO SUSTENTÁVEL DA Copernicia prunifera (Miller) H. E Moore NO
SEMIÁRIDO POTIGUAR: VALORIZAÇÃO DE SABERES E CONSERVAÇÃO
DOS RECURSOS GENÉTICOS
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de
Pós-Graduação
em
Ciências
Florestais
da
Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como
pré-requisito para obtenção do título de Mestre.
Orientador: Prof. Dr. Fábio de Almeida Vieira
Macaíba, 2014
2
Divisão de Serviços Técnicos
Catalogação da Publicação na Fonte.
Unidade Acadêmica Especializada em Ciências Agrárias Campus Macaíba
Biblioteca Setorial Professor Rodolfo Helinski
Sousa, Rodrigo Pereira de.
Uso sustentável da Copernicia prunifera (Miller) H. E Moore no semiárido
potiguar: valorização de saberes e conservação dos recursos genéticos / Rodrigo
Ferreira de Sousa. - Macaíba, RN, 2014.
78 f.
Orientador (a): Prof. Dr. Fábio de Almeida Vieira.
Dissertação (Mestrado em Ciências Florestais). Universidade Federal do Rio Grande
do Norte. Unidade Acadêmica Especializada em Ciências Agrárias Campus Macaíba.
Programa de Pós- Graduação em Ciências Florestais.
1. Carnaúba - Dissertação. 2. Estrutura Genética - Dissertação. 3. Diversidade
Genética - Dissertação. I. Vieira, Fábio de Almeida. II. Universidade Federal do Rio
Grande do Norte. III. Unidade Acadêmica Especializada em Ciências Agrárias Campus
Macaíba. IV. Título.
RN/UFRN/BSPRH
CDU: 633.9
3
USO SUSTENTÁVEL DA Copernicia prunifera (Miller) H. E Moore
(CARNAÚBA) NO SEMIÁRIDO POTIGUAR: VALORIZAÇÃO DE SABERES
E CONSERVAÇÃO DOS RECURSOS GENÉTICOS
RODRIGO FERREIRA DE SOUSA
Dissertação avaliada e aprovada pela banca examinadora:
Orientador:
______________________________________________________________
Prof. Dr. Fábio de Almeida Vieira - UFRN
Examinadores:
___________________________________________________________________
Prof.a Dr. Cristiane Gouvêa Fajardo - UFRN
____________________________________________________________________
Prof. Dr. Malcon do Prado Costa - UFRN
___________________________________________________________________
Prof. Dr. Anderson Marcos de Souza – UNB
Data de aprovação:
/
/
Macaíba, 2014
4
DEDICO
Ao nosso Senhor Jesus Cristo, ao meu pai Pedro
Francisco de Sousa e minha mãe Matilde
Ferreira de Sousa.
5
AGRADECIMENTOS
Primeiramente a Jesus, por ter me concedido o dom da vida, me amparado em todos os
momentos que precisei e por ter colocado em minha vida dois anjos aos quais chamo de
pai e mãe.
Aos meus pais Pedro Francisco de Sousa e Matilde Ferreira de Sousa, por tudo que eles
fizeram e fazem por mim, pelo amor e carinho que me foi dado em todos os anos da
minha vida e por me apoiarem em todos os momentos de dificuldade. Amo muito
vocês!
A minha amiga, namorada, companheira Joama Alves de Sousa por está comigo, me
dando força, carinho e tornando minha vida melhor em todos os momentos. Mesmo
estando distante geograficamente sempre esteve comigo. Amo-te demasiadamente!
Ao meu orientador e amigo, Dr. Fábio de Almeida Vieira, pela paciência e pelos
ensinamentos transmitidos ao longo desses dois anos.
Agradeço aos meus avôs maternos, Pedro Ferreira de Lima e Luiza Mônica de Sousa
Lima e meus avôs paternos, Francisco José de Sousa (in memorian) e Regina Maria de
Sousa (in memorian) pelo carinho e apoio a mim concedido.
A todos que fazem parte do Laboratório de Genética e Melhoramento Florestal
(LABGEM) - UAECIA - UFRN, pela amizade, companheirismo e apoio a mim
dedicado, só assim foi possível à realização desse trabalho, a todos vocês meu muito
OBRIGADO!
A todos os meus tios, tias, primos e primas, que de alguma forma contribuíram para que
fosse possível a realização dessa etapa na minha vida.
A todos os meus amigos e amigas que me deram forças e incentivos para que eu
continuasse seguindo os meus objetivos.
Aos funcionários da EAJ, pela atenção e amizade que foi construída durante esses anos.
A todos os professores e professoras que de forma direta ou indireta, contribuíram para
o meu crescimento profissional.
Aos moradores da Agrovila Picada, Ipanguaçu, RN, por terem contribuído com a
pesquisa.
Enfim, agradeço a todos que de alguma forma contribuiu para que eu pudesse realizar
mais uma importante etapa da minha vida.
6
"ÁRVORE DA VIDA"
Carnaubeira é árvore da vida
Tudo dela na vida se aproveita
Desde a famosa cera derretida
Até o chapéu de palha que enfeita
O seu tronco em casa faz escora
Também caibro sustentando o telhado
Tu resistes à intempérie a toda hora
Ao rachado solo tão seco ou alagado
Eu convivi no meu tempo de infância
Contigo na minha terra em abundância
Catuana em meio a imensos carnaubais
Saudade dói e corta feito navalha
Lembro a safra o corte de tua palha
Transportada em comboio de animais.
(Pedro Sampaio)
7
“Porque para mim tenho por certo que as aflições deste tempo presente não são para
comparar com a glória que em nós há de ser revelada.”
(Romanos 8: 18)
“Talvez não tenha conseguido fazer o melhor, mas lutei para que o melhor fosse feito.
Não sou o que deveria ser, mas Graças a Deus, não sou o que era antes.”
(Marthin Luther King)
“É muito melhor lançar-se em busca de conquistas grandiosas, mesmo expondo-se ao
fracasso, do que alinhar-se com os pobres de espírito, que nem gozam muito nem
sofrem muito, porque vivem numa penumbra cinzenta, onde não conhecem nem vitória,
nem derrota.”
(Theodore Roosevelt)
“Por vezes sentimos que aquilo que fazemos não é senão uma gota de água no mar.
Mas o mar seria menor se lhe faltasse uma gota.”
(Madre Teresa de Calcutá)
8
SUMÁRIO
APRESENTAÇÃO......................................................................................................................................10
RESUMO ................................................................................................................................................... 11
ABSTRACT ............................................................................................................................................... 12
INTRODUÇÃO.......................................................................................................................................... 13
REFERÊNCIAS ......................................................................................................................................... 16
Capítulo 1: ETNOECOLOGIA E ETNOBOTÂNICA DA PALMEIRA CARNAÚBA [Copernicia
prunifera (MILL) H. E. MOORE] NO SEMIÁRIDO POTIGUAR ........................................................... 19
RESUMO ................................................................................................................................................... 19
ABSTRACT ............................................................................................................................................... 19
INTRODUÇÃO.......................................................................................................................................... 20
MATERIAL E MÉTODOS ........................................................................................................................ 21
RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................................................................ 22
CONCLUSÃO............................................................................................................................................ 30
AGRADECIMENTOS ............................................................................................................................... 31
REFERÊNCIAS ......................................................................................................................................... 31
Capítulo 2: SELEÇÃO DE MARCADORES ISSR PARA Copernicia prunifera (MILL) H. E. MOORE:
ESTRUTURA E DIVERSIDADE GENÉTICA EM UMA POPULAÇÃO NATURAL........................... 35
RESUMO ................................................................................................................................................... 35
ABSTRACT ............................................................................................................................................... 35
INTRODUÇÃO.......................................................................................................................................... 36
MATERIAL E MÉTODOS ........................................................................................................................ 38
RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................................................................ 40
CONCLUSÃO ..................................................................................................................... 46
AGRADECIMENTOS ............................................................................................................................... 47
REFERÊNCIAS ......................................................................................................................................... 47
Capítulo 3: DIVERSIDADE E ESTRUTURA GENÉTICA EM DIFERENTES ESTÁGIOS DE
DESENVOLVIMENTO DE Copernicia prunifera (MILL) H. E. MOORE NO SEMIÁRIDO
POTIGUAR ................................................................................................................................................ 51
RESUMO ................................................................................................................................................... 51
ARSTRACT ............................................................................................................................................... 51
INTRODUÇÃO.......................................................................................................................................... 52
MATERIAL E MÉTODOS ........................................................................................................................ 53
RESULTADOS E DISCUSSÃO................................................................................................................ 58
CONCLUSÃO.......................................................................................................................................... 667
CONSIDERAÇÕES FINAIS ..................................................................................................................... 68
IMPLICAÇÕES PARA A CONSERVAÇÃO............................................................................................69
REFERÊNCIAS ......................................................................................................................................... 70
ANEXO I.....................................................................................................................................................76
9
APRESENTAÇÃO
A presente dissertação está organizada em três capítulos, os quais compõem os
artigos produzidos dos trabalhos realizados com Copernicia prunifera (Miller) H. E
Moore.
O primeiro capítulo “Etnoecologia e etnobotânica da palmeira carnaúba
[Copernicia prunifera (Mill) H. E. Moore] no semiárido potiguar”, foi enviado para a
Revista Cerne e aborda o conhecimento que uma população rural extrativista possui, em
relação às formas de uso e interações da espécie com o ambiente o qual está inserida.
O segundo capítulo corresponde ao manuscrito “Seleção de marcadores ISSR
para Copernicia prunifera (Mill) H. E. Moore: Estrutura e diversidade genética em uma
população natural”, preparado para envio à revista Pesquisa Florestal Brasileira. Esta
parte trata da seleção de primers ISSR que possibilitem aferir parâmetros de diversidade
genética na população estudada.
O terceiro e último capítulo se refere ao artigo “Diversidade e estrutura genética
em diferentes estágios de desenvolvimento de Copernicia prunifera (Mill) H. E. Moore
no semiárido potiguar”, será submetido ao periódico Biochemical Systematics and
Ecology e teve como objetivo determinar os níveis de agregação espacial e avaliar a
diversidade genética entre os estágios de vida de uma população natural de C. prunifera,
servindo para subsidiar planos de conservação da espécie.
10
RESUMO
Copernicia prunifera (Arecaceae), popularmente conhecida como carnaúba, é nativa da
região nordeste do Brasil, com ocorrência ao longo das margens de rios e áreas
alagadiças. Por ser versátil em relação às formas de usos, essa palmeira ficou conhecida
como “árvore da vida”, sendo o pó cerífero o principal produto extraído da C. prunifera.
Este estudo teve como objetivos investigar aspectos etnoecológicos e etnobotânicos da
C. prunifera em uma comunidade extrativista, selecionar primers ISSR (Inter Simple
Sequence Repeat) para estudos de genética de populações, e estudar a diversidade e a
estrutura genética de uma população natural no Estado do Rio Grande do Norte, Brasil.
Foram entrevistados 11 moradores considerados informantes-chaves na região de
Ipanguaçu/RN, onde 73% dos informantes relataram a ocorrência de um morfotipo
diferente de carnaúba, conhecida como “carnaúba branca”. Dos entrevistados, 82%
afirmaram que a espécie possui dispersão realizada por morcegos. Na etnobotânica, o pó
cerífero foi citado por todos como o produto mais importante extraído da C. prunifera e
a folha a parte mais usada (45%), seguida dos frutos (29%), caule e raiz (ambas com
13%). Na seleção de primers ISSR, dos 17 que foram testados, 12 amplificaram o DNA
e, destes, sete foram selecionados para caracterizar a estrutura genética de 37 indivíduos
remanescentes. O primer que obteve a maior porcentagem de locos polimórficos (LP%)
foi UBC 841 (16,36%), já o primer que teve a menor LP% foi UBC 827 (8,18%). No
estudo de diversidade e estrutura genética dos indivíduos de uma população natural
(regenerantes = 62, jovens = 20, adultos = 19) foram utilizados sete iniciadores ISSR
que permitiram a visualização de 93 locos, com 100% de polimorfismo. Os
regenerantes foram os que mais se destacaram em relação à diversidade genética (He =
0,411 e Ho = 0,599), seguido pelos jovens (He = 0,394 e Ho = 0,579) e adultos (He =
0,267 e Ho = 0,427). A AMOVA mostrou que a maior variação genética ocorre dentro
dos estágios de vida (93,42%) quando comparado entre eles (6,58%). O dendograma
(UPGMA), com base na identidade genética de Nei, mostrou maior semelhança
genotípica entre os jovens e regenerantes (0,979). No teste de hipótese para o gargalo
genético (bottleneck) foi observado elevado número de locos com excesso de
heterozigosidade para os dois modelos utilizados (IAM = 92 e SMM = 91), indicando
redução do tamanho efetivo populacional. Todos os estágios de desenvolvimento
apresentaram estruturação genética espacial (EGE), com valores de coancestrias
positivos e significativos, sendo os valores de Sp de 0,04 para os regenerantes, 0,093
para os jovens, 0,15 para os adultos e 0,53 para a população geral. Essa EGE ocorre,
provavelmente, devido à dispersão restrita de sementes.
PALAVRAS-CHAVES: Estrutura genética,
Conhecimento popular, Nordeste do Brasil
Diversidade
genética,
Carnaúba,
11
ABSTRACT
Copernicia prunifera (Arecaceae), popularly known as carnauba, is native to
northeastern Brazil, occurring along the banks of rivers and wetlands. Being versatile in
relation to the forms of uses, this palm tree became known as the "tree of life", with the
wax powder main product extracted from C. prunifera. This study aimed to investigate
ethnoecological and ethnobotanical aspects of C. prunifera community in an extractive,
select primer ISSR (Inter Simple Sequence Repeat) for studies of population genetics,
and to study the genetic diversity and structure of a natural population in Rio Grande do
Norte, Brazil. 11 residents considered key informants in the region of Ipanguaçu/RN,
where 73% of respondents reported the occurrence of a different morphotype carnauba,
known as "white carnauba" were interviewed. Of the respondents, 82% stated that the
species has spread made by bats. In ethnobotany, the wax powder was cited by all as the
most important product extracted from C. prunifera and sheet of the most used (45%),
followed by fruits (29%), stem and roots (both 13%). In selecting ISSR primers, of
which 17 were tested, 12 amplified DNA and of these, seven were selected to
characterize the genetic structure of 37 individuals remaining. The primer that had the
highest percentage of polymorphic loci (%LP) was UBC 841 (16.36%) while the primer
that had the lowest LP UBC was 827% (8.18%). In the study of genetic diversity and
structure of individuals in a natural population (regenerating = 62, young = 20, adults =
19) seven ISSR primers that allowed the viewing of 93 loci, with 100% polymorphism
were used. The saplings were the most outstanding in relation to genetic diversity (He =
0.411 and Ho = 0.599), followed by youth (He = 0.394 and Ho = 0.579) and adults (He
= 0.267 and Ho = 0.427). The AMOVA showed that most genetic variation occurs
within the stages of life (93.42%) when compared between them (6.58%). The
dendrogram (UPGMA) based on Nei's genetic identity showed higher genotypic
similarity between the young and saplings (0,979). In the hypothesis testing for the
genetic bottleneck (bottleneck) large number of loci with heterozygosity excess for the
two models used (IAM = 92 and SMM = 91) was observed, indicating a reduction of the
effective population size. All stages of development showed spatial genetic structure
(EGE), with values coancestry positive and significant, with values of Sp 0.04 for
saplings, 0.093 for young, 0.15 for adults and 0.53 for the full population. This EGE
occurs, probably due to restricted seed dispersal.
KEYWORDS: Genetic structure, Genetic diversity, Carnauba, Popular knowledge,
Northeast of Brazil
12
INTRODUÇÃO
Copernicia prunifera (Miller) H. E Moore (Arecaceae), popularmente conhecida
como carnaúba, é uma palmeira com altura entre 10 e 15 m e diâmetro entre 15 e 25 cm
(HENDERSON et al., 1995). A espécie é nativa do Semiárido do Nordeste brasileiro,
podendo ser encontrada nos estados do Piauí, Ceará, Rio Grande do Norte, Bahia,
Alagoas e Sergipe. A carnaúba ocorre nos vales dos rios, principalmente do Rio
Parnaíba e seus afluentes, do Rio Jaguaribe, do Rio Acaraú, do Rio Apodi, Rio Açu e do
médio São Francisco, que muitas vezes formam extensas planícies inundáveis,
caracterizando os carnaubais. Estas áreas podem permanecer inundadas por alguns
meses do ano e, posteriormente, chegam a ser submetidas ao estresse hídrico nos meses
mais secos. A ocorrência periódica da inundação nos carnaubais dos vales dos rios
indica que a espécie deva apresentar adaptações para suportar a diminuição do oxigênio
no solo (ARRUDA; CALBO, 2004).
Devido às varias alternativas de uso, essa espécie ficou conhecida como a
“árvore da vida”, tendo seus produtos boa aceitação do mercado e valor econômico
(GOMES et al., 2009). O principal produto de extração da carnaúba é a cera, produzida
nas folhas, principalmente as mais jovens, tornando-a internacionalmente conhecida
como “carnauba wax”. A cera é rica em triacantanol (TRIA), que é um álcool alifático
de cadeia longa, reconhecido como um promissor composto, pois promove o
crescimento de diversas culturas hortícolas (CHEN, 2002). A cera tem sido eficiente no
revestimento de frutos in natura de goiaba e maracujá-amarelo (MOTA et al., 2006;
RIBEIRO et al., 2005). Destacam-se ainda o uso da cera da carnaúba na composição de
diversos produtos industriais como cosméticos, cápsulas de remédios, componentes
eletrônicos, produtos alimentícios, ceras polidoras e revestimentos (CAVALCANTE;
DINIZ, 2005; SILVA et al., 2009). A bagana (palha) é utilizada na produção artesanal
de chapéus, vassouras, bolsas e outros artefatos, além do valor na proteção e
resfriamento dos solos na agricultura, com significativa economia de água de irrigação e
capinas (ARRUDA; CALBO, 2004; QUEIROGA et al., 2013). Além da exploração da
cera, há o uso medicinal das raízes e dos frutos, que são um rico nutriente para ração
animal.
O extrativismo de produtos florestais não-madeireiros, como folhas e ceras, tem
sido considerado uma alternativa para a conservação da biodiversidade, ajudando a
proteger as áreas naturais contra usos mais destrutivos da terra, como o desmatamento e
13
a agropecuária (WADT et al., 2005). Além disso, contribui para a melhoria da qualidade
de vida de muitas comunidades rurais, que passam a incrementar sua renda com a venda
dos produtos coletados, sendo que o papel desses produtos é ainda maior nas
comunidades mais carentes (TICKTIN, 2004). Porém, quando o extrativismo é feito de
forma descontrolada e ocorre a superexploração dos produtos florestais não madeireiros,
pode gerar impactos na vegetação em vários níveis, desde indivíduos até ecossistemas,
sendo que as consequências ecológicas mais diretas são a alteração das taxas de
sobrevivência, crescimento e reprodução dos indivíduos coletados, alterando a estrutura
e a dinâmica das populações (TICKTIN, 2004).
Nesse contexto, a conservação da palmeira carnaúba está diretamente
relacionada à preservação dos ambientes de ocorrência da espécie. Um importante ramo
da ciência que contribui nos projetos de conservação é a etnobotânica, pois agrega
informações de caráter ecológico, social e econômico, que podem resultar em planos de
desenvolvimento melhor adaptados às condições locais (HANAZAKI, 2003;
CREPALDI; PEIXOTO, 2010). A etnobotânica é o estudo da relação homem-planta
inserido em ecossistemas dinâmicos com componentes naturais e sociais, ou
simplesmente o estudo contextualizado do uso das plantas (LINS NETO et al., 2010).
Cunningham (2001) argumenta que o conhecimento etnobotânico quando considerado
para a conservação geralmente é relacionado ao uso sustentável de um dado recurso.
Outro fator importante para a conservação e manejo dos recursos florestais é
conhecer as características genéticas da população estudada. A diversidade genética é a
porção hereditária de uma variação possível de ser observada e mensurada (WRIGHT,
1931). Logo, quantifica o número de genótipos em uma população ou em qualquer
hierarquia (VIEIRA; CARVALHO, 2009; VIEIRA et al., 2010a; VIEIRA et al., 2010b).
A falta de estratégias efetivas de conservação, com base em parâmetros técnicocientíficos pertinentes a cada espécie é um dos principais entraves a serem solucionados
para que programas de conservação genética possam ser efetivamente implementados
(IPGRI, 1996). Nesse sentido, inferências da estrutura genética em populações florestais
naturais são importantes para que se entenda como esta diversidade é distribuída e quais
as características do ambiente ou da espécie que influenciam essa distribuição
(NYBOM, 2004). Isso porque é cada vez mais clara a noção de que para a preservação
de uma espécie é necessária à preservação de sua diversidade genética, pois somente
apresentando variação genética, uma espécie tem condições de responder às pressões do
ambiente, evoluir e sobreviver em longo prazo (PAUTASSO, 2009).
14
Nesses estudos, podem ser estimados vários parâmetros populacionais como a
diversidade gênica, o grau de parentesco, a endogamia, o fluxo gênico, entre outros, que
são de grande aplicabilidade quando se torna necessária a definição de estratégias de
conservação dessa variabilidade genética (VIEIRA; CARVALHO, 2008). Portanto, o
conhecimento e o entendimento da estruturação genética inter e intrapopulacional serão
importantes para o manejo e conservação dos recursos genéticos da palmeira carnaúba.
Mediante a junção de conceitos de ecologia e genética populacional, os marcadores
genéticos vêm sendo utilizados para avaliar a variabilidade genética de populações
naturais de plantas (GONÇALVES et al., 2010).
A caracterização com o uso de marcadores moleculares tem sido útil, em virtude
da diversidade, em nível molecular, ser bem maior que a morfológica (NYBOM, 2004).
Além disso, o tempo para obtenção do polimorfismo é menor e as informações obtidas
não são efeitos do ambiente. A caracterização molecular detecta diferenças na sequência
de DNA e quantifica a diversidade, cuja interpretação é realizada por meio de diferentes
medidas de dissimilaridade (KOSMAN; LEONARD, 2005). Entre as técnicas
moleculares disponíveis, os marcadores entre repetições de sequências simples (Inter
Simple Sequence Repeat - ISSR) têm sido utilizados com sucesso (ZIETKIEWICZ et
al., 1994). Assim como os microssatélites, os marcadores ISSR amplificam segmentos
genômicos abundantes e amplamente distribuídos ao longo do genoma dos eucariontes
sem, no entanto, necessitarem de sequenciamento para a construção dos primers (GE,
2005).
Este trabalho teve como propósito investigar aspectos da etnobiologia em uma
comunidade extrativista da palmeira Copernicia prunifera e avaliar a diversidade e
estrutura genética espacial de uma população natural da espécie em região semiárida do
Estado do Rio Grande do Norte.
i. Investigar aspectos etnoecológicos e etnobotânicos da palmeira carnaúba em uma
comunidade extrativista;
ii. Quantificar a diversidade genética de uma população natural de carnaúba, visando
subsidiar a conservação in situ e melhoramento genético da espécie;
iii. Determinar a estrutura genética espacial dos genótipos na população estudada.
15
REFERÊNCIAS
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18
Capítulo 1: ETNOECOLOGIA E ETNOBOTÂNICA DA PALMEIRA
CARNAÚBA [Copernicia prunifera (Miller) H. E. Moore] NO SEMIÁRIDO
POTIGUAR
Sousa, R. F.; Silva, R. A. R.; Rocha, T. G. F.; Santana, J. A. S.; Vieira, F. A.
Artigo submetido à Revista Cerne (Qualis CAPES B1) em outubro de 2013.
RESUMO
O objetivo do presente trabalho foi investigar aspectos etnoecológicos e etnobotânicos
da carnaúba (Copernicia prunifera, Arecaceae) em uma comunidade extrativista do
Assentamento Pedro Ezequiel de Araújo, Ipanguaçu, RN. Foram entrevistados 11
moradores, utilizando a técnica da indução não específica, turnê guiada e observação
direta para confirmar as informações obtidas. Dos entrevistados, 81% afirmaram que o
carnaubal da região, estimado em 600 ha, é uma formação vegetal natural. Na
investigação etnoecológica, 73% dos informantes relataram a ocorrência de “um tipo
diferente de carnaúba”, conhecida como “carnaúba branca” por apresentar estipe claro,
frutos menores e ausência de espinhos no pecíolo, além de ser rara no local, em
proporção 1:5.000. Sobre sua fenologia, 82% dos entrevistados observam as mudanças
reprodutivas ao longo do ano, sendo os frutos dispersos por morcegos. Na etnobotânica,
o pó cerífero foi citado por todos, como o produto mais importante extraído e a folha a
parte mais usada (45%), seguida dos frutos (29%), caule e raiz (ambas com 13%).
Foram relatadas ainda as divisões de trabalho (cortadores, aparadores, burreiros,
estendedores e gancheiros) na extração do pó da carnaúba. Os resultados desta pesquisa
irão contribuir para difundir os conhecimentos etnobotânicos e etnoecológicos da
carnaúba, subsidiando estratégias de manejo e conservação das populações naturais.
Palavras-chave: Etnobiologia, Extrativismo florestal, Árvore as vida, Arecaceae
ETHNOECOLOGY AND ETHNOBOTANY PALM CARNAUBA [Copernicia
prunifera (MILLER) H. E. MOORE] THE SEMI-ARID POTIGUAR
ABSTRACT
The objective of this study was to investigate ethnoecological and ethnobotanical
aspects of carnauba (Copernicia prunifera, Arecaceae) in an extractive community
nesting Pedro Ezequiel of Araujo, Ipanguaçu, RN. 11 residents were interviewed, using
the technique of non-specific induction, guided tour and direct to confirm the
information obtained from observation. Of the respondents, 81 % said that the carnauba
palm in the region, estimated at 600 ha, is a natural plant formation. In etnoecológica
research, 73% of respondents reported the occurrence of "a different kind of carnauba",
known as "white carnauba" by presenting clear stipe, smaller fruits and absence of
spines on the petiole, besides being rare on site, in proportion 1:5000. On phenology,
82% of respondents observed reproductive changes throughout the year, with the fruits
dispersed by bats. In ethnobotany, the wax powder was cited by all as the most
important product extracted and the sheet of the most used (45%), followed by fruits
(29%), stem and roots (both 13%). Further divisions of labor (mowers, trimmers,
burreiros, extenders and gancheiros) in the extraction of dust from the carnauba were
reported. The results of this research will contribute to disseminating ethnobotanical and
19
ethnoecological knowledge of carnauba, supporting strategies for management and
conservation of natural populations.
Key words: Ethnobiology, Forest extraction, The life tree, Arecaceae
INTRODUÇÃO
O extrativismo de produtos florestais não madeireiros, como ceras e folhas, tem
sido considerado uma alternativa para a conservação da biodiversidade, ajudando a
proteger as áreas naturais contra usos mais destrutivos da terra, como o desmatamento e
a agropecuária (WADT et al., 2005). Além disso, contribui para a melhoria da qualidade
de vida de muitas comunidades rurais, que passam a incrementar sua renda com a venda
dos produtos coletados, sendo que o papel desses produtos é ainda maior nas
comunidades mais carentes (TICKTIN, 2004).
A carnaúba (Copernicia prunifera) é uma palmeira nativa do nordeste brasileiro,
com maior ocorrência nos Estados do Ceará, Piauí e Rio Grande do Norte. O termo
“carnaúba” é derivado da língua indígena tupi e significa “árvore-que-arranha”. A
espécie é conhecida ainda como “árvore da vida”, pois oferece uma infinidade de usos
econômicos (GOMES et al., 2009). Sua principal riqueza está na cera que recobre as
folhas, principalmente as mais jovens, tornando-a internacionalmente conhecida como
“carnauba wax”.
Nesse contexto, a conservação da palmeira carnaúba está diretamente
relacionada à preservação dos ambientes de ocorrência da espécie. No Estado do Rio
Grande do Norte, a carnaúba ocorre com maior frequência nos vales do Rio Açu, onde
são encontrados extensos carnaubais. Esse rio é responsável pela maior bacia
hidrográfica do estado, onde são encontrados 1.112 açudes, numa superfície de 17.500
km², que equivale a 32,8% do território estadual. Apesar dessa importância, os graves
danos provocados por constantes desmatamentos, assoreamento, a incidência de
agrotóxicos, resíduos tóxicos, o lixo urbano, o garimpo e outros impactos são resultados
da ação antrópica e de reflexos negativos ambientalmente na região. Adicionalmente,
vários municípios que compõem a bacia hidrográfica do Rio Açu estão sujeitos à
desertificação (MMA, 2005). Devido a isso, essas áreas de ocorrência natural da
carnaúba merecem ações urgentes de preservação, que podem ser estruturadas com base
na caracterização do conhecimento local e formas de usos da planta pelas comunidades
extrativistas.
20
A etnoecologia é frequentemente usada para designar os estudos que se referem
à interação entre uma população humana local e seu ambiente natural (CASTANEDA;
STEPP, 2007). Já a etnobotânica é o estudo contextualizado do uso das plantas pelas
populações tradicionais (LINS NETO et al., 2010). Conforme relata Albuquerque e
Andrade (2002), a estrutura das comunidades vegetais é geralmente afetada em
diferentes aspectos pelos extrativistas. Sendo assim, é fundamental que seja considerado
o conhecimento tradicional das populações tradicionais e os níveis de coleta praticados
para então desenvolver práticas sustentáveis de manejo.
O objetivo do presente trabalho foi investigar aspectos etnoecológicos e
etnobotânicos da Copernicia prunifera em uma comunidade extrativista do estado do
Rio Grande do Norte, servindo de subsídio para elaboração de estratégias de
conservação da espécie.
MATERIAL E MÉTODOS
Local de estudo
O estudo foi realizado na Agrovila Picada, Assentamento Pedro Ezequiel de
Araújo (APEA), município de Ipanguaçu (RN). O local está inserido na microrregião do
Vale do Açu, nas coordenadas 05°31’47”S, 36°48’18”W e altitude de 16 m, em região
semiárida. O clima do local, segundo a classificação de Köppen, é “BSwh”, ou seja,
seco, muito quente e com estação chuvosa de março a abril, com variações de 1,4 mm a
1.627,1 mm e média de precipitação anual de 585,8 mm. A temperatura média anual é
de 28,1 0C e umidade relativa média anual de 70% (COSTA, 2010).
Essa área foi escolhida mediante a observação da existência de reserva de
carnaubeira e utilização humana constante dos recursos oferecidos pela espécie. A
Agrovila Picada abriga 59 famílias, que trabalham de forma assalariada no extrativismo
da carnaúba, sendo a maioria colonos, assentados da reforma agrária. Os carnaubais
ocupam uma área de aproximadamente 600 hectares no assentamento, com distribuição
ao longo da Lagoa de Ponta Grande.
Coleta de dados etnoecológicos e etnobotânicos
Após a identificação do primeiro informante-chave, foi utilizada a técnica bola
de neve (“snowball”) (BERNARD, 1996), alcançando um total de 11 informantes (nove
homens e duas mulheres), considerados especialistas por demonstrarem conhecimentos
21
adquiridos localmente a partir da observação, do uso ou da exploração da palmeira
carnaúba.
As entrevistas ocorreram ao longo do ano de 2012. Para cada entrevistado foram
explicados os propósitos do estudo, sendo solicitadas as Anuências Prévias para a
realização das entrevistas e, em seguida, feitas as perguntas semiestruturadas, que
abordaram questões socioeconômicas (sexo, idade, escolaridade e profissão) e questões
relacionadas à sua convivência e envolvimento com exploração da carnaúba (Anexo I).
A etnoecologia foi investigada com base em perguntas sobre a biologia
vegetativa e reprodutiva da espécie, abordando questões relacionadas, por exemplo, a
fenologia (floração, frutificação e dispersão dos frutos). O estudo etnobotânico abrangeu
os tipos de uso popular da espécie (folhas, raízes, frutos, estipe, etc.), assim como
aspectos econômicos da exploração e comercialização da carnaúba, visando identificar
as utilidades e valor econômico dos derivados da mesma.
Após as entrevistas, as atividades tiveram como base também na metodologia
participativa, que permite a contínua troca de saberes na dimensão ambiental, difusão de
conhecimento e tecnologia, gestão e organização da produção/comercialização da
palmeira carnaúba. Desse modo, realizou-se a técnica de indução não específica,
sugerida por Brewer (2002), para subsidiar as entrevistas anteriores, visando recordar ou
acrescentar outros elementos de interesse na investigação. Por último, realizou-se a
técnica da observação direta para confirmar as informações obtidas e turnê-guiada
(ALBUQUERQUE et al., 2010).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Dados socioeconômicos
A maioria dos informantes da Agrovila Picada (54%) apresentou idade
compreendida entre 30 e 50 anos, 27% entre 50 e 70 anos e 18% com até 30 anos. Em
relação ao grau de escolaridade, 36% são analfabetos, 54% possuem ensino
fundamental e 9% possui ensino médio completo.
A comunidade é predominantemente formada por agricultores (81% dos
entrevistados), sendo a agricultura de subsistência o modelo de produção adotado pelos
informantes, 9% são servidores públicos e 9% são donas de casa.
22
Dados etnoecológicos
Segundo os entrevistados, a população de carnaúba existe na região do
Assentamento Pedro Ezequiel de Araújo há mais de 70 anos (81% dos informantes).
Dois informantes não souberam informar com precisão o tempo de existência do
carnaubal.
Todos os informantes afirmaram que o carnaubal originou-se de forma natural,
ou seja, não houve a interferência humana no surgimento de indivíduos de C. prunifera
naquela localidade, sendo caracterizado pelos moradores como área de maior ocorrência
“campo” (91%), seguido por “beira de estrada” (9%). Segundo D’Alva (2004), a
palmeira carnaúba tem distribuição geográfica nos vales dos rios nordestinos. A espécie
ocorre em ambientes com solos argilosos e em aluviões, onde há maior saturação
hídrica e elevados teores de salinidade (HOLANDA et al., 2011). Estas áreas podem
permanecer inundadas por alguns meses do ano e, posteriormente, chegam a ser
submetidas ao estresse hídrico nos períodos mais secos. A ocorrência periódica da
inundação nos carnaubais dos vales dos rios indica que a espécie deva apresentar
adaptações para suportar a diminuição do oxigênio no solo (ARRUDA; CALBO, 2004).
Quando perguntado se existia variabilidade fenotípica na espécie, os moradores
afirmaram existir “dois tipos” (73%), chamadas de carnaúba comum e carnaúba branca,
sendo diferenciadas pela presença de espinhos no pecíolo na carnaúba comum e
ausência dessa estrutura na carnaúba branca (Figura 1).
A
B
Figura 1: Carnaúba branca, sem espinhos nos pecíolos (A) e carnaúba comum, com
espinhos nos pecíolos (B). Ipanguaçu, Rio Grande do Norte (RN).
23
Outra diferença marcante entre as duas, relatada pelos informantes, são
variações no tamanho dos frutos e enfolhamento apical, onde, a carnaúba branca
apresenta frutos menores e mais enfolhamentos apicais (dois) em relação à carnaúba
comum. Além disso, a carnaúba branca tem suas raízes utilizadas na medicina popular,
apresentando característica anti-inflamatória (18% dos informantes). Por ser rara na
região de estudo (proporção informada foi de, aproximadamente, 1:5.000), 27% dos
informantes disseram não conhecer variações fenotípicas da espécie, ou seja, não
conhecem a carnaúba branca. Queiroga et al. (2013), em seu estudo com carnaubeira no
nordeste, relatam a existência da carnaúba branca, possuindo como principais
características o uso medicinal das raízes, estipe de coloração mais clara que a comum,
além de ser rara na região.
Os processos fenológicos, como floração e frutificação da carnaúba são
observados por grande parte dos moradores (81,81%), porém, existem controvérsias em
relação aos meses do ano em que isso acontece. Dois informantes disseram que o
período de floração começa em agosto e estende-se até setembro. Entretanto, a maioria
(nove informantes) afirmou que de outubro a novembro ocorre o período de floração e a
frutificação prolonga-se até fevereiro, sendo a dispersão dos frutos feita por morcegos,
(dispersão quiropterocórica). D’Alva (2004), em seu trabalho de etnobotânica da
carnaúba no estado do Ceará, afirma que o aparecimento dos frutos de carnaúba ocorre
entre os meses de novembro a março. Estudos sobre a fenologia da espécie C. prunifera
em uma população remanescente no município de Macaíba, Rio Grande do Norte,
constatou que a floração ocorre entre os meses de outubro a novembro e a frutificação
estende-se até o mês março (ROCHA, 2013).
Dados etnobotânicos
As citações de usos foram divididas em dois grupos distintos, sendo eles: uso
madeireiro (construção, tecnologia para a fabricação de cabos para ferramentas, colher,
móveis, e produção de energia) e uso não madeireiro (medicinal, artesanato, extração do
pó e alimento), 13% e 87% respectivamente.
Esses dados mostram significativa predominância dos usos não madeireiros em
relação aos usos madeireiros, possivelmente, por se tratar de uma espécie que não
possui caule de boa qualidade quando comparada a tantas outras espécies encontradas
no semiárido, como o angico [Anadenanthera colubrina (Vell.) Brenan] e a aroeira
(Myracrodruon urudeuva Allemão).
24
Dados do presente trabalho foram comparados com achados por outros
pesquisadores que estudaram a etnobiologia de palmeiras (Tabela 1), a fim de obter
mais informações sobre a utilização dos representantes da família Arecaeae em
diferentes regiões do país.
Tabela 1: Comparação, entre os dados etnobotânicos, do presente estudo com outros trabalhos
de palmeiras, em diferentes estados do Brasil.
Nome
científico
Copernicia
prunifera
(Mill) H. E.
Moore
Astrocaryum
vulgare Mart.
Nome vulgar Partes Usadas
Utilidade
Local de
estudo
Autor
Alimentação,
Artesanato,
Construção,
Medicinal
Ipanguaçu RN
Presente
estudo
Carnaúba
Caule, Cera,
Folha, Fruto,
Raiz
Tucumã
Folha, Fruto
Alimentação, Bragança - PA Rocha e Silva.
Artesanato
2005
Carnaúba
Caule, Cera,
Folha, Fruto,
Raiz
Alimentação,
Artesanato, Fortaleza - CE D’Alva, 2004
Construção,
Medicinal
Euterpe edulis
Mart.
Juçara
Caule, Folha,
Fruto, Palmito
Alimentação,
Artesanato,
Construção,
Ritualístico
Euterpe
oleracea Mart.
Açaí
Caule, Fruto,
Palmito, Raiz
Alimentação,
Rocha e Silva.
construção, Bragança - PA
2005
Medicinal
Mauritia
flexuosa L. f.
Buriti
Folha, Fruto
Artesanal
Bragança - PA
Rocha e Silva.
2005
Mauritia
flexuosa L. f.
Buriti
Folha, Fruto,
Caule
Alimentação,
Artesanato,
Construção
Abaetetuba PA
Santos e
Ferreira, 2012
Folha, Fruto,
Caule
Alimentação,
Artesanato,
Construção,
Combustível,
Medicinal
Buíque - PE
Rufino et al.
2008
Folha, Fruto,
Caule
Alimentação,
Artesanato,
Construção,
Combustível,
Medicinal
Buíque - PE
Rufino et al.
2008
Copernicia
prunifera
(Mill) H. E.
Moore
Orbignya
phalerata
Mart.
Syagrus
coronata
(Mart.) Becc
Babaçu
Licurí
Ubatuba - SP
Silva e Fisch,
2012
25
De acordo com a comparação foi observado que “alimentação” e “artesanato”
são as principais categorias de usos atribuídas às palmeiras. C. prunifera apresenta-se
como a segunda espécie com o maior número de possibilidades de uso, ficando atrás
apenas de Orbignya phalerata Mart. e Syagrus coronata (Mart.) Becc.
Para a espécie humana, a família Arecaceae tem grande importância, pois seus
representantes são fornecedores, principalmente, de alimentos como frutos e palmito e
matéria-prima para a confecção de artesanato, tendo importante participação na renda de
várias counidades extrativistas (ALVES; CARVALHO, 2010).
Os informantes (82%) disseram que atualmente existem menos indivíduos de
carnaúba quando comparado há tempos pretéritos, sendo as queimadas, desmatamento e
o avanço das terras agrícolas e pastagens os maiores causadores desse declínio
populacional. Drumond (2004) afirma que populações naturais da palmeira licuri
[Syagrus coronata (Mart.) Becc. (Arecaceae)], tem sofrido forte degradação,
principalmente, por práticas agrícolas inadequadas, exploração indiscriminada da
vegetação nativa, queimadas e alta densidade de rebanhos bovinos em áreas da caatinga.
Para Reis et al. (2011), atividades como a fruticultura irrigada e técnica de criação de
camarões em viveiros (carcinicultura) tem contribuído no processo de degradação dos
carnaubais. O mesmo ainda ressalta a importância da produção de mudas de carnaúba e
incentivo ao reflorestamento das áreas afetadas. Foi perguntado aos informantes se eles
têm observado a extinção da espécie na região, provocada pela exploração inadequada:
82% responderam não perceber o desaparecimento regional da carnaúba e 18%
declararam que a área do carnaubal perde terreno, principalmente para a instalação da
atividade agrícola, como plantio de milho e feijão.
Todos os entrevistados afirmaram que os produtos derivados da carnaúba
apresentam importância na renda local, como extração do pó e artesanato (Figura 2),
porém, não possuem equipamentos especializados para a produção da cera. Para Afonso
e Ângelo (2009), os habitantes das áreas rurais suprem a maior parte de suas
necessidades básicas (medicamentos, alimentação, fonte de renda, entre outros) por
meio da exploração dos recursos florestais madeireiros e não madeireiros.
26
A
B
Figura 2: Artesanato (A), e pó da carnaúba (B). Ipanguaçu, Rio Grande do Norte (RN).
Em relação às partes usadas (fruto, folha, raiz, caule), todos os informantes
atribuíram 31 usos, divididos em alimento, artesanato, medicinal e construção, sendo a
folha quem mais se destacou (45,13% das citações), seguida pelo fruto (29,09%), caule
(12,90%) e raiz (12,89%). Na Agrovila Picada, as folhas da palmeira carnaúba são
utilizadas na produção de artesanato e como alimento para os animais (caprinos, ovinos,
bovinos). Os frutos servem de alimento para os animais e humanos. O caule (estipe) é
destinado à confecção de ripas e vigas, que são utilizadas em construções residenciais
(D’AVILA, 2004; QUEIROGA et al., 2013). Nascimento (2009), em seu estudo com
palmeiras em território krahò (Tocantins – TO), verificou que a maior parte das espécies
de palmeiras utilizadas pelos indígenas servem, principalmente, para alimentação,
construção e artesanato. Salm et al. (2011), no Distrito Federal, destacam a importância
das palmeiras na alimentação, construção e geração de renda para as comunidades
locais.
Quando interrogados, todos os informantes afirmaram que sempre deixam parte
das folhas na planta, geralmente as folhas mais novas (conhecidas popularmente como
mangará) que formam o ápice. Esse método tem grande valor para a conservação da
espécie, pois a remoção total das folhas culminaria com a morte do organismo.
O principal produto extraído da carnaúba é o pó, com o qual é produzida a cera
(através de processos industrializados), que está presente na composição de diversos
produtos industriais como cosméticos, cápsulas de remédios, componentes eletrônicos,
27
produtos alimentícios, ceras polidoras e revestimentos (MELO et al., 2012;
STOJAKOVIC et al., 2012).
Segundo informantes, o valor econômico do pó varia de acordo com sua
“origem”: quando esse produto é extraído de folhas mais velhas o valor é menor (5
R$/kg), quando comparado com o pó extraído de folhas jovens (7 R$/kg). Essa
diferença de preço está relacionada com a coloração dos mesmos, pois o pó das folhas
velhas apresenta coloração amarelada, enquanto o pó extraído das folhas novas
apresenta coloração branca. De acordo com os moradores, o pó da carnaúba apresentou
crescente demanda e aumento de preço nos últimos anos, provavelmente pela grande
versatilidade de uso que esse produto possui. Fato semelhante ocorreu na fabricação de
artesanato, como vassouras, chapéus e esteiras, sendo a Petrobrás, segundo os
entrevistados, uma das principais parceiras na aquisição de esteiras feitas com folhas e
pecíolos para o revestimento de dutos de vapor (Figura 3).
A
B
Figura 3: Esteiras de palhas (A) e pecíolos (B) de Copernicia prunifera
impermeabilizadas para o revestimento de dutos de vapor da Petrobras. Ipanguaçu, Rio
Grande do Norte (RN).
Afonso e Ângelo (2009), afirmam que a exploração de produtos florestais não
madeireiros contribui para a criação de empregos e geração de renda nas comunidades,
além de ajudar na preservação dos recursos naturais. Apesar de ter sua importância
28
econômica e cultural reconhecida, apenas 18% dos entrevistados disseram produzir
mudas de C. prunifera. Mesmo assim, as informações divergiram em relação à
germinação, com os seguintes relatos: a) as sementes de carnaúba demoram cerca de
um mês para germinarem (9%), b) a germinação pode demorar anos para acontecer
(9%). Reis et al. (2011), observaram maior velocidade de emergência e melhor
qualidade de mudas de Copernicia prunifera, quando as sementes foram embebidas e
cultivadas a pleno sol. Segundo o autor, as sementes emergiram 103 dias após a
semeadura.
O conhecimento das populações tradicionais em relação aos recursos naturais
que estão inseridos em seu meio é de grande valia para o desenvolvimento de planos de
manejo, conservação e sustentabilidade. As informações populares servem de
complemento para o conhecimento científico, demonstrando na prática quais as ações
são benéficas ou não para o meio ambiente, através da vivência e adaptação as
mudanças no ecossistema (CUNHA; ALMEIDA, 2000).
Para Fonseca-Kruel e Peixoto (2004), as pesquisas etnobotânicas possibilitam a
obtenção de informações sobre a utilização sustentável da biodiversidade, além de
utilizar o saber empírico das comunidades locais.
Grupo de trabalho dos extrativistas e extração do pó da carnaúba
A exploração da carnaúba oferece inúmeros riscos de acidentes por se tratar de
uma atividade em que o contato com materiais cortantes e perfurantes (foice, espinhos,
entre outros) é constante, além da inalação do pó no processo de batição.
Foi relatado ainda que nas atividades extrativistas da carnaúba são utilizados
poucos equipamentos de segurança individual (EPIs). Apesar de ser um trabalho com
riscos e acidentes registrados (como cortes e perfurações, principalmente), foram
citados como constituintes da vestimenta: óculos, chapéu, calça, botas e camisa de
manga longa. Entretanto, muitos trabalhadores desprezam o uso de alguns itens de
segurança individual, conforme os relatos.
Os trabalhadores exercem funções diferenciadas no processo de extração do pó
cerífero da carnaúba, que se divide em quatro etapas: corte, transporte, secagem e
batição (retirada do pó) das folhas (Figura 4).
A extração do pó inicia-se com o corte das folhas pelos cortadores, que são os
agentes responsáveis pela derrubada das folhas com o auxílio de foice acoplada a uma
vara de bambu. As folhas são recolhidas e conduzidas ao local de secagem a pleno sol
29
(área aberta), chamado de estaleiro, utilizando animais de carga (burros ou jumentos)
para realizar o transporte. Como esse processo é diretamente exposto aos fenômenos
climáticos como chuva, é recomendado que ele seja realizado nos meses mais secos do
ano, pois as taxas pluviométricas, umidade do solo e do ar são mais baixas, além da
temperatura ser mais elevada nesse período. Após a secagem, as folhas são batidas
manualmente, para que ocorra o desprendimento do pó, que é, então, recolhido e
comercializado.
A
B
C
Figura 4: Retirada das folhas (A), secagem das folhas (B) e batição das folhas de
carnaúba (C). Ipanguaçu, Rio Grande do Norte (RN).
CONCLUSÃO
Os informantes da comunidade extrativista avaliada demonstraram possuir um
importante conhecimento sobre a espécie C. prunifera em relação aos aspectos
etnoecológicos e etnobotânicos. Considerando que a carnaúba possui grande
importância cultural e econômica para os habitantes da região nordeste do Brasil, os
dados apresentados nesse trabalho contêm informações relevantes na elaboração de
30
planos de manejo e conservação, como por exemplo, a época mais adequada de coletar
sementes para produção de mudas. Faz-se necessário uma avaliação aprofundada em
outras áreas que abriguem populações dessa espécie, a fim de confirmar a capacidade de
resistência e suprimento das necessidades humanas e dos demais animais.
O presente estudo mostrou ainda a necessidade de investimentos em tecnologias
voltadas para os processos de extração e beneficiamento dos produtos da C. prunifera,
com o objetivo, principalmente, de reduzir o desperdício do pó no processo de extração.
Nesse sentido os resultados desta pesquisa irão contribuir para difundir os
conhecimentos etnobotânicos e etnoecológicos da carnaúba no semiárido brasileiro.
Além disso, permitiu a sistematização das informações e conhecimentos tradicionais,
bem como o uso da espécie pelos humanos e outros animais da região onde se encontra
inserida a população estudada.
AGRADECIMENTOS
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
pelo auxílio financeiro concedido, processo de nº 562828/2010-9. À Coordenação de
Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela bolsa de estudo
(Mestrado). À colaboração da ONG Carnaúba Viva e aos extrativistas pelo acolhimento.
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34
Capítulo 2: SELEÇÃO DE MARCADORES ISSR PARA Copernicia prunifera
(MILLER) H. E. MOORE: ESTRUTURA E DIVERSIDADE GENÉTICA EM
UMA POPULAÇÃO NATURAL
Rodrigo Ferreira de Sousa, Richeliel Albert Rodrigues Silva, Cristiane Gouvêa Fajardo,
Wagner Franco Molina, Fábio de Almeida Vieira
RESUMO
O objetivo desse estudo foi selecionar primers ISSR (Inter Simple Sequence Repeat)
para estudos da estrutura genética, assim como quantificar a variabilidade genética de
uma população natural da C. prunifera. Foram amostrados 37 indivíduos no município
Macaíba, Rio Grande do Norte, Nordeste do Brasil. Foram testados 17 primers ISSR,
sendo que 12 amplificaram o DNA e, destes, sete foram selecionados para caracterizar a
estrutura e diversidade genética da população. Os primers que tiveram maior
porcentagem de locos polimórficos foram UBC 841 (16,36%), UBC 842 (15,45%),
UBC 857 (12,73%), UBC 859 (10,90%), UBC 840 (10,90%), UBC 813 (10%) e UBC
827 (8,18%), totalizando 93 dos 110 locos gerados. O Conteúdo de Informação
Polimórfica (PIC) de cada primer selecionado variou entre 0,057 (UBC 859) e 0,444
(UBC 841). O número ótimo de locos para se estimar confiavelmente a diversidade
genética para esse trabalho foi de 76 locos, ou seja, quando a correlação atingiu 0,998 e
o estresse foi inferior a 0,05. Foi encontrada alta diversidade genética, com o número de
alelos observados (na = 2,00), alelos efetivos (ne = 1,46), índice de diversidade de Nei
(He = 0,28) e índice de Shannon (Ho = 0,44). O valor da coancestria se manteve dentro
do intervalo de confiança (P > 0,05), indicando ausência de estrutura genética espacial,
independentemente da distância entre as plantas. Os marcadores ISSR se mostraram
eficientes na caracterização genotípica dos indivíduos de carnaúba, servindo com
subsídio para planos de manejo e conservação da espécie.
PALAVRAS-CHAVES: Carnaúba, Arecaceae, Variação Genética, Nordeste do Brasil.
SELECTION OF ISSR MARKERS FOR Copernicia prunifera (MILLER) H. E.
MOORE: STRUCTURE AND GENETIC DIVERSITY IN A NATURAL
POPULATION
ABSTRACT
The aim of this study was to select primers ISSR (Inter Simple Sequence
Repeat) for studies of the genetic structure, and to quantify the genetic variability in a
natural population of C. prunifera. 37 individuals were sampled in the municipality
Macaíba, Rio Grande do Norte, Northeast Brazil. 17 ISSR primers were tested, of which
12 amplified DNA and of these, seven were selected to characterize the structure and
genetic diversity of the population. The primers that had the highest percentage of
polymorphic loci were UBC 841 (16.36%), UBC 842 (15.45%), UBC 857 (12.73%),
UBC 859 (10.90%), UBC 840 (10.90%), UBC 813 (10%) and UBC 827 (8.18%),
totaling 93 of the 110 loci generated. The polymorphic information content (PIC) of
each selected primer ranged from 0.057 (UBC 859) and 0.444 (UBC 841). The optimal
number of loci to reliably estimate the genetic diversity for this work was 76 loci, ie,
35
when the correlation reached 0.998 and the stress was less than 0.05. High genetic
diversity was found, with the number of observed alleles (na = 2.00), effective alleles
(ne = 1.46), Nei's diversity index (He = 0.28) and Shannon index (Ho = 0.44). The value
of the coancestry remained within the confidence interval (P > 0.05), indicating no
spatial genetic structure, regardless of the distance between plants. ISSR markers were
efficient in genetic characterization of individuals’ carnauba serving with allowance for
management and conservation of the species.
KEYWORDS: Carnauba, Arecaceae, Genetic variation, Northeast Brazil
INTRODUÇÃO
Copernicia prunifera ou carnaúba é uma espécie da família Arecaceae, nativa do
nordeste brasileiro, tendo sua distribuição próxima de rios e áreas inundáveis
(RODRIGUES et al. 2013). Apresenta-se adaptada a baixos índices pluviométricos,
solos salinizados e com pouco oxigênio (ARRUDA; CALBO, 2004).
Por ser bastante versátil em relação às formas de uso, essa palmeira tem grande
importância econômica e cultural na região onde ocorre (LORENZI et al., 2010;
RODRIGUES et al. 2013), sendo o pó cerífero o principal produto de exploração e
comercialização. No estado potiguar os municípios de Assú e Mossoró destacam-se
com indústrias de beneficiamento da cera de carnaúba, já os municípios Apodi,
Upanema e Felipe Guerra são os maiores produtores de pó de C. prunifera
(QUEIROGA et al. 2013).
O pó cerífero desempenha um papel fundamental na planta, pois auxilia na
redução da transpiração e protege contra a invasão de patógenos (TAIZ; ZEIGER,
2009). As folhas palmadas servem de forragem, cobertura de abrigos para humanos e
outros animais e na confecção de artesanato; os frutos são consumidos por animais
domésticos e selvagens. O caule em forma de estipe pode atingir de 10 a 15 metros de
altura e diâmetro entre 15 e 25 centímetros, é empregado na construção civil e rural,
como construção de casas, currais, entre outros. As raízes são fasciculadas e possuem
propriedades medicinais (QUEIROGA et al. 2013; RODRIGUES et al. 2013).
Entretanto, atividades econômicas como expansão das terras agrícolas,
carcinicultura e pecuária tem causado fragmentação nas populações naturais de
carnaúba (REIS et al., 2011), sendo assim, se faz necessários estudos que possibilitem a
conservação ecológica e genética dessas populações afetadas.
O conhecimento dos níveis de variabilidade genética e da distribuição espacial
dos genótipos dentro das populações são aspectos fundamentais quando se pretende a
36
conservação in situ de uma espécie. A persistência de populações viáveis, do ponto de
vista evolutivo das florestas tropicais, é crucial para a preservação dos ecossistemas e da
diversidade biológica global (SILVA et al., 2011). A estimativa da variabilidade
genética em populações naturais é base para resolução de numerosos problemas no
campo da genética de populações, tais como endogamia, processos evolutivos, entre
outros (VIEIRA; CARVALHO, 2008).
Nesse contexto, os marcadores moleculares são utilizados em trabalhos que
visam identificar a variabilidade genética entre populações e entre indivíduos de uma
mesma população (CAIXETA et al., 2003; SOUZA et al., 2008), pois são capazes de
detectar polimorfismo dos ácidos desoxirribonucleicos (BRANDÃO et al, 2011;
FERREIRA; GRATTAPAGLIA, 2008; NYBOM, 2004; SILVA et al. 2011).
Entre os principais marcadores moleculares está o ISSR (Inter Simple Sequence
Repeat), muito utilizado por ser de baixo custo, quando comparados aos SSR
(microssatélites) e também eficiente na detecção de polimorfismo (SANTANA et al.;
2011). Esses marcadores são fragmentos de DNA amplificados pela PCR (Reação da
Polimerase em Cadeia) (FALEIRO, 2007; SANTANA et al., 2011; SILVA et al., 2011).
Os primers são oligonucleotídeos sintéticos, iniciadores da replicação do DNA,
constituídos geralmente com 15 a 20 bases nitrogenadas em uma fita simples. Os
marcadores entre repetições de sequências simples (ISSRs) utilizam um primer
composto por repetições di-, tri-, tetra- ou pentanucleotídicas, com ou sem uma
sequência de ancoragem de 1 a 3 nucleotídeos (a ausência da sequência de ancoragem
diminui a reprodutibilidade e especificidade do primer) que tem os microssatélites como
sequência alvo (ZIETKIEWICZ et al., 1994).
Durante a amplificação do DNA genômico via PCR, o primer único - só uma das
fitas de DNA é amplificada - de ISSR produz múltiplos fragmentos de tamanhos
variados (bandas), cujo padrão é analisado após separação por eletroforese para avaliar
a diversidade genética. Devido à herança dominante, a presença do fragmento (banda)
pode representar o homozigoto dominante ou o heterozigoto, enquanto a ausência pode
ser infligida o estado homozigoto recessivo, à ocorrência de inserções/deleções, ou à
adição ou perda de um sítio de reconhecimento do primer (ZIETKIEWICZ et al., 1994).
Diante do exposto, o presente trabalho tem como objetivo selecionar primers
ISSR para estudos da estrutura e diversidade genética de uma população natural da C.
prunifera.
37
MATERIAL E MÉTODOS
Local de estudo e amostragem
Para a distribuição genética espacial, foi demarcada uma parcela com dimensões
de 20 m x 40 m, onde foi tomada nota das distâncias de cada indivíduo em relação às
coordenadas cartesianas X e Y da parcela.
A amostragem foi realizada em uma população remanescente, nas coordenadas
5°53’57”S, 35°22’59”W, no município de Macaíba/RN, Brasil. O fragmento onde a
população está inserida ocupa uma área de, aproximadamente, 800,0 m². Foram
amostrados todos os 37 indivíduos contidos na parcela, os mesmos foram mapeados
para análise da diversidade e estrutura genética espacial.
As amostras foliares foram acondicionadas em tubos plásticos de 2 ml contendo
CTAB 2X (cationic hexadecyl trimethylammonium bromide), identificados, e
encaminhados ao Laboratório de Genética e Melhoramento Florestal – UFRN,
Macaíba/RN. Em seguida estas foram armazenadas em freezer a -20ºC, até o momento
da extração do DNA.
Extração do DNA e PCR
O DNA foi extraído pelo método de CTAB de Doyle e Doyle (1987), com
modificações. No protocolo, utilizou-se 100 mM de Tris pH 8,0; 1,4 M de NaCl; 20
mM de EDTA pH 8,0; 2% (p/v) CTAB; 1% (p/v) PVP-40 e 0,2% (v/v) de βmercaptoetanol pré-aquecido a 65ºC em banho maria. Após a extração, o DNA estoque
foi armazenado em freezer a -20°C. A concentração de DNA total foi estimada em gel
de agarose 0,8% e brometo de etídio a 0,2 μg.mL-1. Em seguida o DNA foi diluído e
mantido em geladeira até o momento do uso.
Posteriormente, realizou-se a reação da polimerase em cadeia (PCR), utilizando
17 primers ISSR da Universidade de British Columbia (UBC primer set #9, Vancouver,
Canadá), com comprimento entre 14 e 18 bases nitrogenadas e %CG entre 43 e 67%. A
temperatura de anelamento utilizada foi de 47ºC. O mix de PCR foi constituído de
Buffer (10 x), BSA (1,0 mg/ml), MgCl2 (50 mM), dNTP (2,5 mM), primer (2 µM), Taq
polimerase (U/µl), DNA (diluído 1:50) e água ultra pura.
As reações de PCR foram feitas em Termociclador automático Veriti com bloco
de 96 poços, no qual as amostras, inicialmente, foram desnaturadas a 94ºC, por 5
38
minutos, seguidas por 37 ciclos de amplificação, tendo cada ciclo submetido às
amostras a 94ºC, por 15 segundos, em seguida a 47ºC, por 30 segundos e, por fim, a
72ºC, por 1 minuto. Após os ciclos, o processo foi finalizado a 72ºC, por 7 minutos e
resfriamento a 4ºC.
Eletroforese
Os produtos da PCR foram submetidos à eletroforese em cuba horizontal, em gel
de agarose 1,5% (p/v), em tampão TBE 0,5X (Tris-Borato EDTA), a uma voltagem de
120 V, por duas horas e meia. Foi utilizado o marcador de peso molecular (Ladder) de
100 pares de bases.
Decorrido o tempo de eletroforese, os géis foram retirados da cuba e
fotografados sobre fonte de luz ultravioleta com auxílio do equipamento E-Box VX2,
revelando os fragmentos de DNA corados com GelRedTM.
Identificação do número ótimo de locos
Os primers com maior número de fragmentos e boa resolução foram
selecionados, descartando-se os resultados dos primers que apresentaram bandas com
fraca intensidade ou baixa definição.
Com o intuito de verificar a quantidade ótima de fragmentos polimórficos para
os estudos de genética de populações da C. prunifera, realizou-se a análise de bootstrap
(MANLY, 1997). Para cada par de plantas, foi obtida a similaridade genética estimada a
partir de simulações com reamostragens de diferentes tamanhos (1, 6, 11,...,93 bandas),
com 10.000 permutações por meio do software GENES (CRUZ, 2001). Foram obtidas
várias estimativas de correlação (r) entre os valores da matriz de similaridade genética
original e a matriz de similaridade genética simulada, com base nos diferentes números
de bandas. Além disso, obteve-se o valor de estresse (E), que indica o ajuste entre a
matriz original e a matriz simulada. Quando o valor de estresse assume valor inferior a
0,05, o número de fragmentos é considerado suficiente para as análises (KRUSKAL,
1964).
Valor de PIC Diversidade genética
O PIC (conteúdo de informação polimórfica) foi calculado para testar a
eficiência dos primers ISSR em apontar o polimorfismo entre dois indivíduos, tendo
39
como indicadores a ausência ou presença de bandas. Para isso, foi utilizada a formula
proposto por Anderson et al. (1993):
onde: Pij é a freqüência do alelo "j" no marcador "i".
Para analisar a diversidade genética dentro da população estudada, foi utilizado
o programa POPGENE versão 1.3 (YEH et al. 1997), onde foram analisados o número
de alelos observados (na), número de alelos efetivos (ne), diversidade genética de Nei
(He) e Índice de Shanon (I).
Estrutura genética espacial
Os indivíduos foram classificados em adulto (quando apresentava evento
reprodutivo) com altura média de 8,11 metros, jovem (com altura acima de um metro de
altura e sem evento reprodutivo) com altura média entorno de 4,05 metros e regenerante
com altura variando entre 0,20 – 1,00 metro de altura.
Para determinar a EGE, foi calculado o coeficiente de coancestria (θxy) proposto
por Loiselle et al. (1995), utilizando o programa SPAGeDi (HARDY; VEKEMANS;
2002). Esse coeficiente consiste na probabilidade de que dois alelos homólogos,
retirados aleatoriamente de dois indivíduos sejam idênticos por descendência, ou seja,
são cópias de um mesmo alelo de um antecessor recente (SEBBENN; SEOANE, 2005).
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Números de locos
O método de extração do DNA proposto por Doyle e Doyle (1987), mostrou-se
eficiente na detecção de polimorfismo para a espécie em estudo. Dos 17 primers ISSR
testados, 12 primers apresentaram sucesso na PCR, ou seja, amplificaram o DNA da
carnaúba. Esses primers geraram um total de 110 bandas (locos), variando entre 3 e 18
bandas, com média de 9,17 bandas por primer. Santana et al. (2011), selecionaram 25
marcadores ISSR para trabalhar com umbu (Spondias sp.) e obteve 249 fragmentos
(bandas), onde a quantidade de bandas por inicializador variou entre 5 e 16, obtendo a
média de 10 fragmentos por primer. Entretanto, para o presente estudo, foram
selecionados sete primers ISSR com base na melhor resolução dos fragmentos e
40
também no maior número de locos, visando à otimização da genotipagem para os
demais indivíduos da espécie.
Os primers que tiveram maior porcentagem de locos foram UBC 841 (16,36%),
UBC 842 (15,45%), UBC 857 (12,73%), UBC 859 (10,90%), UBC 840 (10,90%), UBC
813 (10%) e UBC 827 (8,18%), totalizando 93 dos 110 locos gerados (Tabela 1).
Tabela 1. Sequência de nucleotídeos dos primers ISSR, número de locos e o valor de PIC de
cada primer.
Número de
Sequencia (5’ – 3’)
PIC
Primer ISSR
Locos
UBC 813 (CT)8-T
UBC 827 (AC)8G
UBC 840 (GA)8-YT
UBC 841 (GA)8-YC
UBC 842 (GA)8-YG
UBC 857 (AC)8-YG
UBC 859 (TG)8-RC
CTCTCTCTCTCTCTCTT
11
0,280
ACACACACACACACACG
9
0,264
GAGAGAGAGAGAGAGAYT
12
0,393
GAGAGAGAGAGAGAGAYC
18
0,444
GAGAGAGAGAGAGAGAYG
17
0,419
ACACACACACACACACYG
14
0,079
TGTGTGTGTGTGTGTGRC
12
0,057
13,28
0,277
Média
R = purina (A ou G) e Y = pirimidina (C ou T)
Santos et al. (2013) testaram 10 primers UBC em progênies F2 de Arachis
hypogaea L. (amendoim) e obtiveram um total de 108 bandas, sendo que os primers que
mais se destacaram em relação ao número de bandas foram UBC 818 (12, 96%) e UBC
842 (11, 11%). Duarte (2011) trabalhou com a espécie Ficus bonijesuslapensis R.M.
Castro e selecionou nove primers, sendo oito do tipo UBC. Com isso, detectou 75 locos,
onde observou o número mínimo de loco nos primers JOHN e UBC 825 (5 locos cada)
e o número máximo de locos no primer UBC 857 (18 locos). Fica clara a eficiência do
primer UBC 842 e UBC 857 na detecção de bandas em diferentes espécies, tornando-o
potencialmente aceito em outros trabalhos genéticos.
41
Número ótimo de locos
O número ótimo de locos para se estimar confiavelmente a diversidade genética
para esse trabalho foi de 76 locos. A figura 1 mostra o aparecimento dos locos
utilizando o primer UBC 827.
L
71-
72- 73-
74-
76-
77-
78-
79-
80
Figura 1. Padrão de fragmentos ISSR resultantes da amplificação do primer UBC 827 de 12
plantas de Copernicia prunifera. L = Ladder, com cem pares de bases nitrogenadas.
A partir desse número (76 locos) a correlação atingiu 0,998 (máximo = 1) e
valor de estresse de 0,043 (Figura 2). Segundo KRUSKAL (1964) quando o valor de
estresse é igual ou menor que 0,05 as estimativas são de alta exatidão. Como neste
estudo o número de locos encontrado (n = 93) foi bem acima do estabelecido com
número ótimo (n = 76), pode-se inferir que as estimativas de diversidade genética que
foram obtidas entre os indivíduos de C. prunifera apresentaram excelente precisão.
Ferreira (2011) estimou 41 bandas para inferir com confiança a diversidade
genética de Annona crassiflora Mart. Brandão (2008) utilizou marcadores moleculares
UBC para caracterizar a diversidade genética de Myrcia splends (Sw.) DC. e estimou
em 55 bandas como número ótimo. Torezan et al. (2005) observaram que 50 bandas
eram suficientes para estimar a variabilidade genética de Aspidosperma polyneuron
Mueller Argoviensis Mart.
42
Figura 2. Estimativas das correlações (A) entre as similaridades genéticas obtidas pela análise
bootstrap para números crescentes de marcadores ISSR polimórficos e valores de estresse (B),
que indicam o número mínimo ideal de bandas para as análises genéticas de Copernicia
prunifera (76 bandas).
Valor de PIC
O PIC de cada inicializador utilizado foi calculado e variou ente 0,057 e 0,444
(Tabela 1). O mesmo serve para definir o quão eficiente é o marcador molecular em
relação à detecção de polimorfismo entre indivíduos (RESENDE et al., 2009;
DUARTE, 2011).
Segundo Botstein et al. (1980), os marcadores moleculares são classificados
como satisfatório em conteúdo informativo quando apresentam PIC superior a 0,5,
mediamente informativos com valores que vão de 0,25 a 0,5 e pouco informativo com
valores inferiores a 0,25. Seguindo essa classificação, a maior parte dos marcadores
moleculares do presente trabalho é tida como mediamente informativos (cinco
marcadores), os demais são pouco informativos (dois marcadores). Oliveira et al. (2010)
utilizando sete marcadores SSR na espécie Euterpe oleracea Mart. (açaí) encontraram
valores de PIC variando entre 0,60 e 0,86, sendo esses marcadores muito informativos
de acordo com a classificação de Botstein et al. (1980), superando os marcadores ISSR
utilizados no presente trabalho.
Ferreira (2011), trabalhando com Annona crassiflora, selecionou 10 primers,
onde todos foram classificados como medianamente informativos, pois os valores de
PIC para cada primer variou entre 0,34 e 0,47.
43
Diversidade Genética
O valor médio dos alelos observados foi de 2,00, alelos efetivos 1,46 e índice de
diversidade de Nei igual a 0,288. Pádua (2011) utilizando marcadores ISSR analisou a
diversidade genética em 10 populações naturais de Eremanthus erythopappus (DC.)
Macleish no Estado de Minas Gerais e obteve valores médios de 1,79 para alelos
observados, 1,53 alelos efetivos e 0,30 para a diversidade genética de Nei, ou seja, as
populações de E. erythopappus e a população de C. prunifera do presente trabalho
apresentaram diversidade genética semelhante.
O índice de Shannon no presente trabalho foi de 0,44. Segundo Pádua (2011) o
valor desse índice pode variar entre 0 e 1, sendo que quanto mais próximo de 1 mais
diversificada genotipicamente é a população. Tomando por base essa definição,
podemos observar que a população estudada possui diversidade genética intermediária.
Roncal et al. (2006) estudando a variabilidade genética de uma população de
Geonoma macrostachys Mart. (Arecaeae), por meio de marcadores ISSR, encontraram
valores inferiores para diversidade de Nei (0,227) e para o índice de Sannon (0,323),
quando comparados com os valores encontrados no presente trabalho. Essa menor
diversidade pode está relacionada com o isolamento geográfico que a população
estudada de G. macrostachys apresenta.
Estrutura genética espacial
Na parcela foram identificados nove indivíduos adultos (com evento
reprodutivo) com altura média de 8,11 metros, cinco indivíduos jovens (sem eventos
reprodutivos) com altura média de 4,05 metros e 23 regenerantes (com altura variando
entre 20 cm e 1,07m). A figura 3 ilustra a distribuição dos indivíduos na parcela.
44
40,00
35,00
Metros (Y)
30,00
25,00
20,00
Regenerantes
Jovens
15,00
10,00
2,00
6,00
2 4,00
4
6 8,00
8 10,00
10 12,00
12 14,00
14 16,00
16 18,00
18 20,00
20
Metros (X)
Figura 3: Distribuição dos indivíduos de C. prunifera na parcela (20 m x 40 m).
Os resultados estatísticos não apontaram grau de parentesco entre os indivíduos,
independentemente da distância geográfica entre eles (Figura 4). O pico de maior
proximidade genética (coancestria) foi registrado na distância de quatro metros,
enquanto que o pico de divergência genética foi observado na distância 14 metros,
entretanto, todos não significativos.
0,08
0,06
Coancestria
0,04
0,02
0,00
-0,02
2
4
5
7
14
23
-0,04
-0,06
-0,08
Distância (m)
Figura 4: Relação entre grau de parentesco (coancestria) e as classes de distância entre os
indivíduos. ----- Intervalo de confiança;
Valor de coancestria.
45
Possivelmente o sistema de dispersão por morcegos (QUEIROGA et al. 2013)
esteja contribuindo diretamente para a falta de estruturação genética espacial dentro da
população estudada, podendo a C. prunifera ter suas sementes dispersas aleatoriamente
por dezenas ou centenas de metros. Porém, a ausência de estruturação genética espacial
observada na população não significa que não existam indivíduos aparentados.
Ferreira (2011) encontrou coeficiente de coancestria significante na classe de
distância compreendida entre 98 e 288 metros em uma população de Annona crassiflora
no Estado de Minas Gerais-Brasil. Brandão et al. (2011) encontrou valor de coancestria
positivo na classe de distância correspondente a 70 metros para populações de Myrcia
splendens (SW.) DC. em sistema de fragmentos-corredores na região sul de Minas
Gerais. Esses dados mostram que os indivíduos das duas populações das espécies
distintas citadas acima são mais aparentados das árvores mais distantes, ou seja, quanto
mais próximos espacialmente forem os indivíduos, menos aparentados eles serão,
enquanto que no presente trabalho a distribuição genética espacial dos indivíduos foi
aleatória para todas as classes de distância.
Os fatores que podem levar uma população a apresentar estrutura genética
espacial significativa são, principalmente, o efeito fundador (população originada por
um ou poucos genótipos), deriva genética (oscilação aleatória das frequências alélicas
ao longo do tempo) e dispersão restrita de sementes (DEFAVARI et al. 2009).
Diante do exposto, se faz necessário a realização de estudos que determinem a
variação genética espacial entre populações e entre estágios de desenvolvimento
(regenerantes, jovens e adultos) dentro das populações.
CONCLUSÃO
Os marcadores ISSR deste estudo se mostraram eficientes para a quantificação
da diversidade genética da C. prunifera, e para identificar o polimorfismo entre os
indivíduos na população. Com isso, foi possível a obtenção de vários parâmetros, como
diversidade e estrutura genética, utilizados na definição de estratégias de conservação
das populações naturais.
A população estudada apresentou diversidade genética elevada e EGE aleatória,
mostrando não haver relação de parentesco significativo entre os indivíduos
independentemente da distância entre eles.
46
AGRADECIMENTOS
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
pelo auxílio financeiro concedido, processo de nº 562828/2010-9.
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50
Capítulo 3: DIVERSIDADE E ESTRUTURA GENÉTICA EM DIFERENTES
ESTÁGIOS DE DESENVOLVIMENTO DE Copernicia prunifera (Miller) H. E.
Moore NO SEMIÁRIDO POTIGUAR
Rodrigo Ferreira de Sousa, Cristiane Gouvêa Fajardo, Fábio de Almeida Vieira
RESUMO
O objetivo deste trabalho foi estudar a diversidade e estrutura genética em diferentes
estágios de desenvolvimento de uma população natural de Copernicia prunifera, em
uma população remanescente (n = 101) em região semiárida do Nordeste do Brasil.
Com o uso de sete marcadores moleculares ISSR foi possível analisar 93 locos com
100% de polimorfismo. Os indivíduos amostrados foram classificados em regenerantes
(n = 62), jovens (n = 20) e adultos (n = 19), com base nas classes de altura e eventos
reprodutivos. Os regenerantes apresentaram maior diversidade genética (He = 0,411 e
Ho = 0,599), seguido pelos jovens (He = 0,394 e Ho =0,579) e adultos (He = 0,267 e Ho
= 0,427). A AMOVA mostrou que a maior variação genética ocorre dentro dos estágios
de vida (93,42%) quando comparado entre eles (6,58%). Houve redução recente no
tamanho populacional (bottleneck), conforme o número de locos com excesso de
heterozigosidade para os dois modelos utilizados (IAM = 92 e SMM = 91). Todos os
estágios de desenvolvimento apresentaram estruturação genética espacial (EGE), com
valores de coancestrias positivos e significativos, sendo os valores de Sp de 0,040 para
os regenerantes, 0,093 para jovens, 0,156 para adultos e 0,53 para a população geral. A
EGE aumenta no sentido de regenerantes para adultos, indicando que as plantas adultas
foram geradas de progenitores aparentados. Os dados do presente estudo podem ser
úteis na elaboração de plano de manejo e conservação efetiva da espécie.
PALAVRAS-CHAVES: Carnaúba, Genética de populações, Variabilidade genética,
Estágios de vida
DIVERSITY AND GENETIC STRUCTURE IN DIFFERENT STAGES OF
DEVELOPMENT OF Copernicia prunifera (Miller) H. E. Moore IN SEMI-ARID
POTIGUAR
ARSTRACT
The objective of this work was to study the genetic diversity and structure in different
stages of development of a natural population of Copernicia prunifera, in a remnant
population (n = 101) in the semiarid region of northeast Brazil. Using seven ISSR
molecular markers was possible to analyze 93 loci with 100% polymorphism. The
sampled individuals were classified as regenerating (n = 62), young (n = 20) and adults
(n = 19), based on the height classes and reproductive events. Saplings had higher
genetic diversity (He = 0.411 and Ho = 0.599), followed by youth (He = 0.394 and Ho =
0.579) and adults (He = 0.267 and Ho = 0.427). The AMOVA showed that most genetic
variation occurs within the stages of life (93.42%) when compared between them
(6.58%). There was a recent reduction in population size (bottleneck), as the number of
loci with heterozygosity excess for the two models used (IAM = 92 and SMM = 91). All
stages of development showed spatial genetic structure (EGE), with values coancestry
51
positive and significant, with values of Sp 0.040 for saplings, 0.093 for youth, 0.156 for
adults and 0.53 for the full population. The EGE increases towards regenerating adult,
indicating that the plants were generated from adult related progenitors. Data from this
study may be useful in designing effective management and conservation of the species
plan.
KEYWORDS: Carnauba, Population genetics, Genetic variability, Stages of life
INTRODUÇÃO
As populações existem em ambientes que variam no tempo e espaço, sofrendo
interferência de diversos fatores, como clima, desastres naturais, ataques de patógenos,
herbívoros, entre outros. Essas interferências podem ter influência direta nas alterações
da estrutura e diversidade genética, além da distribuição geográfica das espécies
(WHITE; WALKER 1997).
A distribuição genética das espécies expressa um padrão e esse pode revelar
parte da sua biologia, como forma de dispersão dos frutos, polinizadores, entre outras
características (MORAES et al., 2004; GUSSON et al., 2005; GONÇALVES et al.,
2010). Populações pouco diversificadas geneticamente apresentam alta vulnerabilidade
para fatores maléficos como doenças e patógenos que podem dizimá-las, enquanto que
populações com maior número de genótipos diferentes em sua composição apresentamse mais resistentes em relação a esses deletérios (FALK et al. 2001; SILVA, 2010).
A diversidade genética é o fator primordial para que as espécies possam evoluir
ao
longo
do
tempo
e
se
adaptar
as
mudanças
ambientais.
A
atual
composição genética de uma população influência a forma de como os seus membros
irão se adaptar as mudanças ambientais futuras (VALLE et al. 2013).
O conhecimento da diversidade e estrutura genética de uma espécie é
fundamental no que tange ao manejo, conservação ou domesticação da mesma (FALK
et al., 2001; VALLE et al. 2013). Uma forma de se acessar informações sobre a
estrutura genética populacional é empregando-se marcadores moleculares, por exemplo,
do tipo ISSR (Inter Simple Sequence Repeat). O polimorfismo detectado por essa
técnica possui natureza binária, comportando-se de maneira dominante pela detecção de
apenas um alelo por loco (FERREIRA; GRATTAPAGLIA, 2008).
Através da análise feita com os marcadores ISSR’s é possível observar quão
diversificada é a população bem como sua estrutura genética em determinado local. Do
ponto de vista conservacionista essas observações podem contribuir de forma direta na
52
elaboração de planos que visem o desenvolvimento de técnicas como reflorestamento e
manejo, que possam permitir a perpetuação da espécie, além de dar condições de se
fazer uma regeneração em áreas degradadas (SEBBEN, 2002; SOUZA et al., 2010,
FALEIRO, 2007; GOÇALVES et al., 2010).
Quando se pretende elaborar um plano de conservação in situ de uma espécie
como C. prunifera, por exemplo, é imprescindível que se tenham o conhecimento de
vários fatores como os níveis de variabilidade genética e a distribuição espacial dos
genótipos dentro das populações estudadas. Os trabalhos já realizados sobre estrutura
genética mostram que os indivíduos mais próximos tendem a ser mais aparentados e que
geralmente há maior diversidade genética dentro dos estágios de vida quando
comparado entre eles (LACERDA; KAGEYAMA. 2003; ROSSATO et al. 2007; REIS
et al. 2009)
Diante do exposto o presente trabalho teve como objetivo determinar o padrão
de distribuição e variabilidade genética espacial entre os estágios de vida (regenerantes,
jovens e adultos) de uma população de carnaúba utilizando marcadores moleculares
ISSR’s.
MATERIAL E MÉTODOS
Local de estudo
Foi estudada uma população natural de carnaúba localizada no município de
Macaíba (5°53’57”S, 35°22’59”W) (Figura 1), Rio Grande do Norte, que se encontra na
Mesorregião Leste Potiguar. A região apresenta pluviosidade média de 1243,5 mm/ano
(EMPAR, 2007) e solos, predominantemente, do tipo Latossolo Vermelho-Amarelo e
Podzólico Vermelho-Amarelo (MME, 2005).
53
Fonte: Rocha, T. G. F. 2013
Figura 1: Localização geográfica do município de Macaíba e distribuição espacial de todos os
indivíduos de C. prunifera na população estudada, RN – Brasil.
Segundo a classificação de Köpen o clima dessa região é uma transição entre
As’ e BSh’, com verão seco e inverno chuvoso. A vegetação local é predominantemente
Caatinga (arbórea e arbustiva) e vegetação de transição com a Mata Atlântica (MME,
2005), onde é possível detectar um elevado grau de atividades antrópicas, como
desmatamento e construção de estrada.
Essa população remanescente de carnaúba foi escolhida porque que apresenta
nitidamente os três principais estágios de sucessão ecológica: regenerante (com altura
variando entre 0,20-1,00 metro), jovem (com altura superior a 1,00 metro e sem evento
54
reprodutivo) e adulto (com evento reprodutivo), e por está inserida em área sujeita a
desertificação (FREIRE, et al. 2011), sendo prioritária para a conservação.
Espécie alvo do estudo
Copernicia prunifera tem sua distribuição natural no nordeste brasileiro, possui
caule ereto, único e com uma característica peculiar que são as bainhas ou bases
remanescestes das folhas que caíram (RODRIGUES et al. 2013). O mesmo é
empregado na construção civil e rural, como construção de casas, currais, entre outros.
As folhas são palmadas, perenes, numerosas (45-60 folhas por individuo) e a copa é
arredondada. A inflorescência apresenta-se ramificada e mais longa que as folhas. Os
frutos são esféricos, quando maduros possuem epicarpo escuro e liso, tendo sua
dispersão realizada por morcegos. As raízes são fasciculadas e possuem propriedades
medicinais (QUEIROGA et al., 2013; RODRIGUES et al., 2013; TAVEIRA et al.,
2014).
Amostragem
Foram
amostrados
101
indivíduos
de
carnaúba,
onde
todos
foram
georeferenciados espacialmente para análise de estrutura genética. Em conjunto, foi
demarcada uma parcela medindo 20 m (Leste-Oeste) x 40 m (Norte-Sul), que englobou
todos os indivíduos amostrados, dos quais foram tomadas as distâncias dos eixos x e y
da parcela. As amostras foliares foram coletadas, colocadas em tubos eppendorf (2 ml)
contendo CTAB 2 X, identificadas e conduzidas para o Laboratório de Genética e
Melhoramento Florestal – UFRN, Macaíba/RN. Em seguida estas foram armazenadas
em freezer a -20ºC, até o momento da extração do DNA.
Extração do DNA, PCR e eletroforese
A extração do DNA foi realizada utilizando o método CTAB, proposto por
Doyle e Doyle (1987), em seguida o material extraído foi armazenado em freezer a -20 º
C até a hora do uso, seguindo a metodologia descrita no capítulo 2.
Foi realizada a amplificação dos fragmentos de DNA pela Reação da Polimerase
em Cadeia (PCR), utilizando Termociclador automático Veriti, com bloco de 96 poços
(capítulo 2). Os produtos da PCR foram submetidos à eletroforese em cuba horizontal,
em gel de agarose 1,5% (p/v), em tampão TBE 0,5X (Tris-Borato EDTA), a uma
55
voltagem de 120 V, por duas horas e meia. Foi utilizado o marcador de peso molecular
(Ladder) de 100 pares de bases.
Decorrido o tempo de eletroforese, os géis foram retirados da cuba e
fotografados sobre fonte de luz ultravioleta com auxílio do equipamento E-Box VX2,
revelando os fragmentos de DNA corados com GelRedTM.
Análise dos dados
Diversidade genética
Para analisar a diversidade genética dentro da população estudada, foi utilizado
o programa POPGENE versão 1.3 (YEH et al. 1997), onde foram analisados o número
de alelos observados (na), número de alelos efetivos (ne), diversidade genética de Nei
(He) e Índice de Shanon (Ho), para cada estágio de vida.
Estrutura genética populacional
O programa ALERQUIM 3.1 (EXCOFFIER et al., 2007) foi utilizado para
calcular a Análise de Variância Molecular (AMOVA) entre os estágios de vida da
população estudada. Essa análise é um método de estimar a diferenciação populacional
a partir de dados moleculares e testes de hipóteses sobre tal diferenciação. Os
marcadores moleculares, no caso os ISSR’s, foram os responsáveis por fornecer dados
para a realização da AMOVA (EXCOFFIER et al. 1992).
O programa NTSYS (ROHLF, 1993) foi utilizado para produzir um dendograma
usando a média aritmética não ponderada para agrupamento aos pares (UPGMA),
correlacionando os diferentes estágios de vida detectados na população em relação à
identidade genética de Nei (1978).
Estrutura genética espacial
Para a estrutura genética espacial (EGE), foi estimado o valor de coancestria
entre os pares de indivíduos para as diferentes classes de distância, para o número total
de plantas e para cada um dos três estágios: regenerantes, jovens e adultos (HARDY,
2003), com o uso do programa SPAGeDi, versão 1.2g (HARDY; VEKEMANS, 2002).
Para analisar a intensidade da EGE nas diferentes classes de desenvolvimento de vida
dos indivíduos de C. prunifera foi calculada a estatística Sp através da fórmula Sp = blog/(1 - Fij(1)), onde -blog é a inclinação da curva de regressão do coeficiente de
56
coancestria e Fij(1) é a medida do coeficiente de coancestria da primeira classe de
distância (Fij).
Detecção de gargalos genéticos
Foi realizada uma análise para detectar se houve redução no tamanho efetivo
populacional, e consequentemente redução da diversidade genética, a partir de dados de
frequências alélicas através do programa Bottleneck versão 1.2 (CORNUET;
LUIKART, 1996), utilizando os modelos IAM (Modelo de Alelos Infinitos) e SMM
(Modelo de Passos de Mutação). Esse dois modelos foram usados para calcular a
heterozigosidade esperada da população em equilíbrio de mutação-deriva, e a partir
desse ponto, comparar com o nível de heterozigosidade encontrada no presente trabalho.
O modelo de mutação para os locos ISSR é intermediário entre o IAM e o SMM, sendo
assim ambos foram utilizados. Foi empregado o teste do sinal (α = 0,05) para apontar
gargalo genético recente significativo tendo como base a frequência dos alelos
(CORNUET; LUIKART, 1996).
57
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Aspectos demográficos
Dos 101 indivíduos amostrados 62 foram classificados como regenerantes (com
altura entre 0,20-1,00 metro), 20 como indivíduos jovens (com altura superior a um
metro e sem eventos reprodutivos) e 19 como adultos (com eventos reprodutivos)
(Figura 2 e 3). Vários trabalhos apontam uma diminuição significativa do número de
indivíduos da fase regenerantes para a fase adulta. Essa redução pode ser consequência
de efeitos como ataques de herbívoros, fungos, seleção natural, entre outros (RUSCHEL
et al., 2006; VIEIRA et al., 2008; REIS et al. 2009).
Metros
Todos os indivíduos
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
5
10
Metros
15
20
Figura 2: Posição e distribuição espacial dos três estágios de desenvolvimento da Copernicia
prunifera. Macaíba, RN.
58
Indivíduos regenerantes (A)
39
Metros (Y)
34
29
24
19
14
0
5
10
Metros (X)
15
20
Metros (Y)
Indivíduos jovens (B)
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
5
10
15
20
Metros (X)
Metros (Y)
Indivíduos adultos (C)
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
5
10
15
20
25
Metros (X)
Figura 3: Posição e distribuição espacial dos regenerantes (A), jovens (B) e adultos (C) de
Copernicia prunifera. Macaíba, RN.
59
Polimorfismo genético
Dos 17 primers testados, 12 amplificaram o DNA da carnaúba. Desses, sete (7)
foram selecionados (Tabela 1) e detectaram 93 locos com 100% de polimorfismo.
Srivashtav et al. (2013) utilizaram dois marcadores moleculares ISSR para avaliar a
diversidade genética da espécie Phoenix dactylifera L. (Arecaceae) em uma região da
Índia. No total encontraram 13 locos, sendo 10 polimórficos e 3 monomórficos. No
presente trabalho os marcadores ISSR foram mais eficientes na caracterização genética,
pois os sete iniciadores selecionados apresentaram 100% de polimorfismo.
Roncal et al. (2006) avaliaram a distinção taxonômica de duas variedades de
Geonoma macrostachys Mart. (Arecaeae) na região amazônica utilizando marcadores
ISSR e observaram 99 locos, dos quais 51,52% foram polimórficos. Os marcadores
utilizados no presente estudo foram mais eficientes na detecção de polimorfismo
quando comparados com os utilizados por Roncal et al. (2006).
Tabela 1. Sequência de nucleotídeos dos primers ISSR, número de locos e o valor de PIC de
cada primer.
Número de
Sequencia (5’ – 3’)
PIC
Primer ISSR
Locos
UBC 813 (CT)8-T
UBC 827 (AC)8G
UBC 840 (GA)8-YT
UBC 841 (GA)8-YC
UBC 842 (GA)8-YG
UBC 857 (AC)8-YG
UBC 859 (TG)8-RC
CTCTCTCTCTCTCTCTT
11
0,280
ACACACACACACACACG
9
0,264
GAGAGAGAGAGAGAGAYT
12
0,393
GAGAGAGAGAGAGAGAYC
18
0,444
GAGAGAGAGAGAGAGAYG
17
0,419
ACACACACACACACACYG
14
0,079
TGTGTGTGTGTGTGTGRC
12
0,057
13,28
0,277
Média
R = purina (A ou G) e Y = pirimidina (C ou T)
Diversidade genética
Na tabela 2 estão expostos os valores dos índices de diversidade genética da
população integral, dos regenerantes, dos indivíduos jovens e dos indivíduos adultos de
carnaúba.
60
Tabela 2: Medidas de diversidade genética para os estágios de vida da Copernicia prunifera.
Macaíba, RN
n
Locos polimórficos/%
Na
Ne
He
Ho
Regenerantes
62
93/100%
2,00
1,728±0,219
0,411±0,079
0,599±0,086
Jovens
20
93/100%
2,00
1,689±0,242
0,394±0,095
0,579±0,108
Adultos
19
93/100%
2,00
1,397±0,215
0,267±0,114
0,427±0,146
Todos
101
93/100%
2,00
1,667±0,209
0,390±0,079
0,576±0,088
Tamanho da amostra (n), Número de alelos observados (Na), Número de alelos efetivos (Ne), Índice de
Nei (He), Índice de Shannon (I). Os valores representam a média ± erro padrão.
Os valores dos alelos observados, locos polimórficos e porcentagem de locos
polimórficos foram iguais para a população integral e para os três estágios de
desenvolvimento.
Os regenerantes foram os que mais se destacaram em termos de maior
diversidade genética (He = 0,411 e I = 0,599), seguidos pelos jovens e adultos. Os
menores índices de diversidade foram encontrados na classe adulta (He = 0,267 e I =
0,427), possivelmente pelo fato de serem remanescentes de uma população que sofreu
um gargalo genético. Tal fato foi comprovado pelo teste de gargalo genético
(bottleneck).
As diferenças significativas entre os níveis de diversidade genética das gerações
dentro da população pode ser consequência da seleção natural, deriva genética ou
entrada de genótipos oriundos de outras localidades. Vieira et al. (2012) relatam que
perturbações ambientais, dispersão de sementes limitada próximo à planta-mãe e baixa
densidade de adultos reprodutivos podem determinar os diferentes níveis de parentesco
entre os indivíduos e entre os estágios de vida, bem como o grau de diversidade
genética da população.
Conte et al. (2003), utilizando aloenzimas, verificaram a variabilidade genética
dos estágios de desenvolvimento de uma população de Euterpe edulis Mart. e
observaram não haver diferenças significativas entre os valores do índice de diversidade
genética de Nei entre os regenerante, jovens e adultos. Os autores atribuíram à
semelhança de diversidade genética entre os níveis de desenvolvimento ao elevado
número de indivíduos adultos na população que é suficiente para opor-se à perda natural
da variabilidade por deriva genética.
A diferença significativa dos níveis de diversidade genética entre os estágios de
vida da população pode está associado a entrada de genótipos oriundos de outras
61
populações ou ao cruzamento ao acaso entre os indivíduos adultos da população
estudada.
Em um estudo genético utilizando marcadores ISSR’s, realizado com a palmeira
G. macrostachys na floresta tropical peruana, os pesquisadores encontraram os
seguintes valores: diversidade genética de Nei (0,227) e índice de Shannon (0,323)
(RONCAL et al., 2006). Analisando os parâmetros de diversidade genética percebe-se
que a população de C. prunifera do presente estudo apresenta-se mais diversificada
quando comparada com a população de G. macrostachys.
Estrutura genética
A análise de variância molecular (AMOVA) indicou que há maior variação
genética dentro dos estágios de desenvolvimento (93,42%) do que entre os mesmos
(6,58%) (Tabela 3). Diversos estudos corroboram com os dados do presente trabalho
(SEOANE et al. 2005; REIS et al. 2009; BUTTOW et al. 2010). A maior variação
molecular dentro dos estágios de desenvolvimento pode ser explicada por fatores como
mutações, fluxo gênico, seleção natural, entre outros.
A maior variação genética dentro dos estágios de vida do presente estudo pode
está ligada ao fato dos jovens e regenerantes serem resultados dos cruzamentos entre os
adultos da população estudada e/ou entrada de genótipos oriundos de outras populações
de C. prunifera.
Tabela 3: Análise de variância molecular (AMOVA) da população geral e entre os estágios de
desenvolvimento de Copernicia prunifera.
124,090
Componentes da
variância
1,48111
Porcentagem de
variação
6,58
98
2059,336
21,01363
93,42
Total
100
2183,426
22,49474
Índice de fixação Fst:
0,0658
Fonte de variação
GL
SQ
Entre estágios de vida
02
Dentro dos estágios de vida
GL: grau de liberdade, SQ: soma dos quadrados dos desvios.
Dendrograma
Utilizando a identidade genética de Nei foi possível observar que os três estágios
de vida são próximos geneticamente. A maior similaridade genotípica foi observada
entre os jovens e regenerantes (Figura 4).
62
Figura 4: Dendrograma de UPGMA utilizando a identidade genética de Nei para representar
graficamente a relação entre os diferentes níveis de desenvolvimento da Copernicia prunifera,
Macaíba, RN. ADT: adultos, JOV: jovens, REG: regenerante.
Seoane et al. (2005) analisaram a estrutura genética entre gerações de Euterpe
edulis Mart. utilizando marcadores microssatélites (SSR) e constataram que as plântulas
e os adultos não foram divergentes geneticamente, enquanto que as progênies/adultos e
progênies/plântulas apresentaram divergência significativa entre elas. Segundo os
autores essas alterações podem ser causadas por seleção natural, deriva genética e
migração.
A proximidade entre os estágios de vida da população de C. prunifera acontece
porque os jovens e regenerantes possuem as bases genéticas proveniente dos adultos, ou
seja, o grupo dos adultos foram os responsáveis, pelo menos em parte, pela existência
dos jovens e regenerantes.
Testes de gargalo genético (bottleneck)
No modelo IAM, o número esperado de locos com excesso de heterozigosidade
foi de 37,09, enquanto que os resultados mostraram 92 locos com excesso de
heterozigosidade, ou seja, o valor observado foi maior que o dobro do esperado e
significativo pelo teste do sinal (P < 0,0001). Para o SMM o valor esperado de locos
com excesso de heterozigosidade foi de 42,59, porém o valor observado foi bem
superior (91 locos), ocorrendo também diferença estatística significativa pelo teste do
sinal (P < 0,0001). A análise de gargalo genético apontou que a população sofreu uma
forte redução do tamanho efetivo populacional, possivelmente consequência da ação
humana no local, como a construção de uma rodovia que separa a população em dois
63
grupos de plantas remanescentes. Além disso, foi detectado corte de plantas de C.
prunifera e de outras espécies na área estudada.
Segundo Deshpande et al. (2001), uma possível explicação para os elevados
números de locos com excesso de heterozigosidade está no fato dos marcadores ISSR
tenderem a gerar mais polimorfismo quando comparado com outros marcadores como
AFLP e RAPD, por exemplo. Neste caso, o uso simultâneo de diferentes marcadores
moleculares poderia elucidar esta hipótese.
Estrutura genética espacial
Os estágios de desenvolvimento regenerantes e jovens apresentaram relação
positiva de parentesco até a primeira classe de distância, enquanto que a população
integral e o estágio adulto apresentaram relação significativa de parentesco até a
segunda classe de distância (Figura 5 e 6). Sendo assim, a similaridade genética foi
maior quando os indivíduos se localizavam até, aproximadamente, 8 metros de distância
entre si.
Os regenerantes apresentaram relação negativa de parentesco na quarta classe de
distância (aproximadamente 13 metros). Nos intervalos seguintes a distribuição ocorreu
de forma aleatória. Nos jovens e adultos a divergência genética entre os indivíduos foi
significativa na terceira classe de distância, sendo que os jovens apresentaram
dissimilaridade novamente aos 33 metros (sexta classe de distância).
População integral
0,25
Coancestria
0,15
0,05
-0,05
5
9
12
15
18
38
-0,15
-0,25
Distância (m)
Figura 5: Correlograma do coeficiente de coancestria da População integral de Copernicia
prunifera. Macaíba, RN. . ----- Intervalo de confiança;
Valor de coancestria.
64
Regenerantes (A)
0,25
Coancestria
0,15
0,05
-0,05
4
6
10
13
16
24
-0,15
-0,25
Distância (m)
Coancestria
0,25
Jovens (B)
0,15
0,05
-0,05
4
10
17
21
26
33
18
36
-0,15
-0,25
Distância (m)
0,25
Adultos (C)
Coancestria
0,15
0,05
-0,05
4
8
12
14
-0,15
-0,25
Distância (m)
Figura 6: Correlogramas dos coeficientes de coancestria dos regenerantes (A), jovens (B) e
adultos (C) de Coperncia prunifera. Macaíba, RN. ----- Intervalo de confiança;
Valor de
coancestria.
Os resultados da estatística Sp mostraram haver estruturação genética na
população integral bem como no estágios de desenvolvimento (P < 0,05) (Tabela 4). Na
primeira classe de distância o valor de Sp é mais elevado na categoria dos indivíduos
adultos (0,156), seguida pelos jovens (0,093) e regenerantes (0,040).
65
Tabela 4: Caracterização da estrutura genética espacial de Copernicia prunifera na população
geral e nos estágios de desenvolvimento, incluindo para cada população o n (número de
indivíduos amostrados), o coeficiente de coancestria (Fij) para primeira classe de distância,
Blog, estatística Sp, erro padrão (SE) e valor de significância (P).
n
Fij
Blog
Sp
SE
P
Regenerantes
62
0,069
-0,036
0,040
0,003
0,000
Jovens
20
0,172
-0,077
0,093
0,007
0,000
Adultos
19
0,211
-0,123
0,156
0,010
0,000
Pop. Geral
101
0,083
-0,048
0,053
0,004
0,000
Seoane et al. (2005) investigaram o sistema de reprodução de duas populações
de E. edulis, sendo uma fragmentada e outra contínua, utilizando marcadores de
microssatélites e encontraram maior valor de coancestria entre as progênies da segunda
população (Fij = 0,222), quando comparado com o valor da primeira (Fij = 0,193).
Brandão et al. (2011), utilizaram 10 primers ISSR para caracterizar a
distribuição genética de Myrcia splendens (SW.) DC., em sistema fragmento-corredor
na região sudeste do Brasil e encontraram valor positivo de coancestria em dois
corredores de vegetação, nos intervalos de 20 e 70 metros de distância.
Diversos autores relataram que a estruturação genética entre os estágios de vida
de uma população pode ser um modelo comum das espécies arbóreas tropicais, sendo
assim, a C. prunifera enquadra-se nesse modelo, pois é uma espécie arbórea nativa da
região tropical do planeta (SEOANE et al., 2001; SOUZA et al., 2003; SEAONE et al.
2005).
Uma possível explicação para a EGE ser encontrada nas primeiras classes de
distância está na dispersão restrita de sementes, onde grandes números de frutos são
encontrados caídos próximos às plantas-mães (DEFAVARI et al. 2009).
No presente trabalho observou-se que a EGE aumenta no sentido de
regenerantes para adultos, sugerindo que as plantas adultas são oriundas de progenitores
aparentados. Resultados semelhantes foram encontrados por Latouche-Halle et al.,
(2003) e Kalisz et al. (2001), onde este último encontrou ainda menor índice de
diversidade genética para os adultos, corroborando com a hipótese de que a maior
estruturação genética espacial está inversamente relacionada com a diversidade
genética. De fato, os estágios primários da C. prunifera apresentaram maior He e menor
66
EGE, já o estágio final de desenvolvimento (adultos) possuem menor He e maior EGE
(Tabelas 1 e 3).
CONCLUSÃO
Entre os níveis de desenvolvimento de C. prunifera, os regenerantes
apresentaram-se como os mais diversificados geneticamente. A maior variação
genotípica foi encontrada dentro dos estágios de vida. Os estágios mais semelhantes
geneticamente foram os jovens e os regenerantes.
A análise de gargalo genético apontou que a população estudada sofreu uma
grande redução populacional e consequentemente uma redução em termos de genótipos.
Foi encontrada estruturação genética espacial até a segunda classe de distância
para todos os níveis de desenvolvimento, mostrando que os indivíduos apresentam forte
relação de parentesco em curtas distâncias.
67
CONSIDERAÇÕES FINAIS
As informações de cunho genético contidas nesse estudo são inéditas para o
gênero e para a espécie Coperncia prunifera, tendo grande importância para o
conhecimento mais aprofundado da família Arecaceae, pois até o momento são poucos
os estudos que utilizaram marcadores ISSR em espécies de palmeiras.
Os dados obtidos no presente trabalho poderão contribuir de forma efetiva para a
elaboração de planos de conservação e manejo adequado da Copernicia prunifera,
levando em consideração os aspectos ecológicos e genéticos da espécie.
A preservação dessa palmeira no Rio Grande do Norte é de fundamental
importância, pois, além das relações ecológicas que ela exerce com o meio ambiente
natural, a mesma é fonte de renda para muitas famílias rurais, sendo um fator importante
no desenvolvimento econômico e social do município de Ipanguaçu e de várias outras
cidades do estado potiguar.
Com base no estudo de etnobotânica observou-se a necessidade de investimentos
em tecnologias visando maior otimização na retirada e beneficiamento dos produtos da
carnaúba, bem como a redução do desperdício do pó no processo de extração.
Mais estudos de cunho genético ecológico devem ser feitos com a carnaúba,
tanto no Rio Grande do Norte como em todo o nordeste, a fim de subsidiar medidas de
preservação e detectar as principais populações para conservação in situ.
68
IMPLICAÇÕES PARA A CONSERVAÇÃO
Conhecer a diversidade e a distribuição genética espacial da espécie ou
população é um fator de extrema importância quando se pensa em elaborar planos de
conservação. A partir dessas informações é possível, por exemplo, selecionar matizes
para a produção de mudas com níveis elevados de diversidade genética (LOWE et al.,
2005).
O plano de conservação deve garantir que o tamanho e a estrutura da população
(ex: número de indivíduos em idade reprodutiva) contenha diversidade genética capaz
de mantê-la de forma contínua em longo prazo dentro do seu ambiente de ocorrência
(HARRIS; JOHNSON, 2004).
Embora não esteja na lista das espécies ameaçadas de extinção, a C. prunifera
vem cada vez mais perdendo espaço para práticas agrícolas e a criação de camarão no
estado potiguar (REIS et al., 2011). Na área onde foi desenvolvido o presente trabalho
existem evidências de ações antrópicas maléficas para o desenvolvimento da espécie,
como corte dos indivíduos e construção de rodovia.
Com base nos resultados obtidos no presente estudo, recomenda-se selecionar as
matrizes com, no mínimo, 12 metros de distância entre si, desse modo à probabilidade
das matrizes serem aparentadas (geneticamente semelhantes) é bastante reduzida,
contribuindo com a diversificação molecular da população. Além das informações
genéticas, é importante levar em consideração as informações etnoecológicas sobre a
carnaúba, pois a comunidade humana estudada demonstrou possuir informações
relevantes, como: época de floração, frutificação e dispersor dos furtos.
É necessário mais estudos sobre a espécie Coperncia prunifera em vários locais
da região nordeste que envolvam o sistema reprodutivo, pois o mesmo influencia
diretamente na diversidade e distribuição genética da espécie.
69
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75
ANEXO I
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
ENTREVISTA SEMI-ESTRUTURADA PARA O LEVANTAMENTO ETNOBOTÂNICO
DA Copernicia prunifera, A CARNAÚBA NO MUNICÍPIO DE IPANGUAÇU/RN.
QUETIONÁRIO
Data: ______/______/_______
Local: ASSENTAMENTO AGROVILA PICADA- IPANGUAÇU- RN
Entrevistado:____________________________________________________
Sexo: Feminino ( ) Masculino ( )
Idade: ( ) até 30 ( ) De 30 a 50 ( ) De 50 a 70 ( ) + de 70 anos
Nível de escolaridade:
(
(
) Analfabetos ( ) Fundamental incompleto ( ) Fundamental completo
) Ensino Médio completo
( ) Superior completo
Profissão:_________________________________
1. Há quanto tempo às populações de carnaúba estão nesse local?
( ) 10 anos ( ) entre 10 a 20 anos ( ) entre 20 a 30 anos ( ) entre 40 a 50 anos ( ) entre 50 a
60 anos ( ) entre 60 a 70 anos ( ) + de 70 anos ( ) Não souberam responder com precisão.
2. Qual a origem da população? ( ) semeada ( ) espontânea.
3. Como é a área?
( ) campo ( ) beira de caminho ( ) beira de mata ( ) interior de mata ( ) jardim ( ) horta
( ) pomar
4. Variabilidade fenotípica (existem tipos diferentes de carnaúba)?
( ) Sim ( ) Não ( ) Não souberam responder
5. Se responderam sim, quais são suas principais diferenças entre eles?
( ) Quanto ao tronco ( ) Quanto as folhas ( ) Quanto a raiz ( )Quanto aos frutos
( ) Quanto as flores ( ) NDA
6. Costuma avaliar a época de floração e frutificação das Carnaúbas?
( ) Sim ( ) Não ( ) Não acha interessante avaliar ( ) Não sabe pra que serve
7. O método de exploração convencional da carnaúba tem gerado ameaças à sobrevivência
das espécies, como por exemplo, fazer a retirada de folhas novas para a produção de
coberturas em carnaúba. Tem observado a extinção da espécie na região, através da
exploração errada?
( ) Sim ( ) Não ( ) Não souberam responder
76
8. Se responderam sim, quais os tipos de exploração que tem conhecimento que estão
levando a ameaça da espécie na localidade?
9. Existe alguma importância na renda local dos produtos derivados da carnaúba, como
por exemplo, a cera de carnaúba, os produtos artesanais e etc?
( ) Sim ( )Não ( ) Não souberam responder
10. Existe algum subsídio através de cooperativas da região, para a produção de produtos
derivados da carnaúba para o artesanato?
( ) Sim ( )Não ( ) Não souberam responder
11. Quanto ao uso da carnaúba, qual o seu conhecimento, e se explora a carnaúba qual a
parte da planta que costuma mais explorar para a produção de produtos?
COMESTIVEL
ARTESANAL
MEDICINAL
FOLHA
FRUTO
RAIZ
ESTIPE
12. Ao explorar a carnaúba corta tudo ou deixa um pouco em pé?
( ) Corta tudo ( ) deixa um pouco em pé ( ) Não costumo explorar a carnaúba
13. Tem algum conhecimento a respeito dos riscos de poda das folhas de carnaúba?
( ) Sim ( )Não ( ) Não souberam responder
14. Ao explorar a carnaúba, é utilizado algum equipamento de proteção, como por
exemplo, óculos de proteção para os olhos?
( ) Sim ( )Não ( ) Não souberam responder
15. Existe alguma variação de preços na venda dos produtos derivados da carnaúba na
região?
( ) Sim ( )Não ( ) Não souberam responder
16. Nos últimos anos houve alguma desvalorização dos produtos da carnaúba, como por
exemplo, a cera de carnaúba?
( ) Sim ( )Não ( ) Não souberam responder
17. Em relação a produção de mudas. Já plantou?
( ) Sim ( )Não
18. E em relação ao seu crescimento, quanto tempo demora para crescer?
77
( )dias ( ) meses ( )anos
19. Hoje em dia tem mais ou menos carnaúba do que antigamente?
(
) Existe mais carnaúba ( )Existe pouca carnaúba ( ) Não souberam responder
20. A carnaúba atrapalha alguma atividade agropecuária, por exemplo, intoxicação do
gado?
( ) Sim ( )Não ( ) Não souberam responder
21. Algum animal se alimenta da carnaúba, dos frutos? Quais animais?
( ) Sim ( )Não
78