Pollen and seed dispersal of Brazil nut trees in the southwestern Brazilian Amazon / Dispersão de pólen e sementes da castanheira no sudoeste da Amazônia brasileira

ABSTRACT

Pollen and seed dispersal patterns greatly influence the spatial distribution of plant genetic diversity. Microsatellite-based parentage analysis provides accurate estimates of contemporary gene dispersal. Although most tropical trees have been shown to exhibit widespread pollen dispersal, few studies have estimated contemporary gene dispersal after seedling establishment. Bertholletia excelsa (Lecythidaceae) is pollinated by large-bodied bees, while previous seed-tracking experiments suggest their seeds are mainly dispersed across very short distances by scatter-hoarding rodents, who primarily act as seed predators. Here we used parentage analysis to provide contemporary estimates of pollen and seed dispersal in B. excelsa recruits. We examined six 25-ha plots located in two natural stands in the Acre River valley, in the southwestern Brazilian Amazon. We used 11 microsatellite markers to estimate genetic diversity and fixation index parameters in adults, seedlings and saplings. Genetic diversity was moderate and did not differ across size classes or sampling locations. We assigned pollen and seed parents for < 20% of the recruits, indicating that most events of realized gene flow occurred beyond our 25-ha plots. Only 10 parentage assignments were confirmed with 80% confidence. Pollen distance ranged from 33 to 372 m and seed dispersal from 58 to 655 m. Actual seed-dispersal distances were far greater than the estimates obtained in previous seed-tracking experiments. Thus, studies encompassing larger sampling areas are necessary to determine a more representative spatial scale of B. excelsas pollen and seed dispersal capacity in natural stands.

RESUMO

Os padrões de dispersão de pólen e sementes influenciam a distribuição espacial da diversidade genética. Muitas espécies arbóreas tropicais apresentam ampla dispersão de pólen, mas poucos estudos avaliaram fluxo gênico a partir de plântulas. Bertholletia excelsa (Lecythidaceae) é polinizada por abelhas e as sementes são dispersas por roedores do tipo scatter-hoarders (que estocam recursos em diferentes pontos de sua área de vida), que atuam primariamente como predadores de sementes. Experimentos de remoção de sementes tem mostrado que a dispersão de sementes por esses roedores é espacialmente limitada. Nosso objetivo foi obter estimativas de dispersão de pólen e sementes em B. excelsa a partir da análise de parentesco de regenerantes. Nós estudamos seis parcelas de 25 ha, em duas áreas de floresta nativa no vale do Rio Acre, no sudoeste da Amazônia brasileira. Parâmetros de diversidade genética e índice de fixação foram estimados em adultos, varetas e plântulas com 11 marcadores microssatélites. A diversidade genética foi moderada e não diferiu entre classes de tamanho ou entre localidades. A paternidade foi determinada em menos de 20% dos regenerantes, indicando que a maioria dos eventos de fluxo gênico ocorreu em distâncias maiores que as encontradas nas parcelas de 25 ha. As distâncias de pólen variaram de 33 a 372 m e as de dispersão de sementes variaram de 58 a 655 m. As distâncias de dispersão obtidas neste estudo excedem em muito as estimativas obtidas em experimentos de remoção de sementes. Estudos envolvendo áreas maiores são necessários para que possamos aprofundar nosso conhecimento sobre capacidade de dispersão de pólen e sementes em populações naturais de B. excelsa.