Genetic diversity of Miconia cinnamomifolia (D.C.) Naudin in anthropogenic areas of Atlantic rain forest

Existe atualmente a necessidade de um melhor entendimento dos processos ecológicos e genéticos pelos quais as espécies passaram, uma vez que, durante o processo de ocupação de terras, muitas espécies sofreram erosão genética e até hoje ainda sofrem pressão antrópica. As conseqüências genéticas do processo de isolamento, provocado pela fragmentação, têm sido estudadas principalmente paras as espécies secundárias, raras em suas maioria, por estas necessitarem de áreas maiores para sua conservação. Em relação às espécies dos grupos iniciais da sucessão estes estudos são ainda preliminares, embora estas espécies exerçam papel de iniciadoras do processo de sucessão, tanto em áreas de florestas, pela colonização das clareiras, quanto em áreas que sofreram fortes intervenções antrópicas. O trabalho teve como objetivo realizar o estudo genético de duas subpopulações de Miconia cinnamomifolia (DC) Naud, sob condições de intervenção antrópica, visando dar subsídios à conservação genética e ao manejo de populações naturais de espécies arbóreas em áreas de florestas secundárias. A extração seletiva de madeira e a produção de carvão na década de 60 para abastecimento da siderurgia na Região de Mogi das Cruzes provavelmente propiciaram a abertura de grandes clareiras no fragmento estudado, que foram ocupadas pelo jacatirão. A partir do desenvolvimento do protocolo de eletroforese e análise de isoenzimas, foi possível estimar a variabilidade e estrutura genética, o sistema reprodutivo e a distribuição espacial dos genótipos de duas subpopulações. Foram obtidos 17 alelos distribuídos em 7 locos polimórficos. Os índices de diversidade estimados para as subpopulações revelaram um alto número de alelos por loco (Â = 2,3) e uma alta porcentagem de locos polimórficos (P̂ = 0,92). A heterozigosidade esperada foi de 0,381 e a heterozigosidade observada foi de 0,406, evidenciando que a população possui excesso de heterozigotos. Obteve-se índices de fixação de Wright negativos (f̂ = -0,071; F̂ = -0,08), indicando que a população está em Equilíbrio de Hardy-Weinberg. Apenas dois locos não se ajustaram às proporções do Equilíbrio. O coeficiente de coancestralidade de Cockerham também foi negativo (̂θP = -0,008), revelando que não existe divergência entre as subpopulações. O sistema de reprodução foi caracterizado a partir da taxa de cruzamento aparente. A média da taxa de cruzamento aparente (t̂a) foi 0,965. A estimativa do tamanho efetivo (N̂e) foi de 103 árvores para a população, número maior que o tamanho da amostra, evidenciando que é necessário uma amostragem maior da população. Em relação a estruturação espacial dos genótipos foi possível concluir, através do Índice de Moram obtido para as duas subpopulações, que existe uma clara estruturação dos genótipos para as menores classes de distância, revelando que os indivíduos mais próximos tem um certo grau de parentesco, o que provavelmente levará à endogamia nas gerações futuras. Através da simulação de cortes seletivos na floresta, foi realizada urna nova análise dos índices de diversidade e freqüências alélicas para avaliação de como uma intervenção de extração de madeira pode interferir na estrutura genética desta população. Os índices de diversidade praticamente não sofreram alteração, porém foram perdidos dois alelos da subpopulação 2 que se encontravam em baixa freqüência.For a better conservation of sustainable management of species, a good understanding of the ecological and genetic processes of these species is essential. This is especially true as many species suffered and are still suffering genetic erosion due to land use changes, fragmentation and subsequent isolation and other anthropogenic pressure. Studies about the genetic consequences of isolation due to fragmentation have mostly focused on secondary species. These species are often rare and therefore need relatively large areas for their conservation. So far, attention for early secondary and pioneer species has been limited. Even though these species play a key role in the initial phase of the succession, both in natural forest, through the colonization of gaps, and in areas that suffered from strong anthropogenic disturbances. The objective of the work presented here is to study the genetic structure of two subpopulations of Miconia cinnamomifolia (DC) Naud that suffered anthropogenic disturbances, aiming to support the genetic conservation and management of natural populations in secondary forests. The selective logging and production of charcoal for the siderurgy in the region around Mogi das Cruzes in the 1960s has probably contributed to the opening of large gaps in the studied fragment. These gaps were colonized by M. cinnamomifolia. Based on isozyme analysis, the genetic variability, genetic structure, mating system, and spatial distribution of the genotypes of the two studied subpopulations were estimated. ln total 17 alleles were found, distributed over 7 polymorphic loci. The estimates of indices of diversity for the average for two subpopulations showed high number of alleles for each locus (Â = 2,3) as well as high polymorphism (P̂ = 0,92). The heterozygosity (Ĥe) was 0,381 and the observed heterozygosity (ĤO) 0,406. This indicates that the subpopulations have an excess of heterozygotes. The Wright's F statistics have negative values (the average for both subpopulations is f̂ = -0,071; F̂ = -0,08), indicating that the populations are in Hardy-Weinberg Equilibrium. The Cockerham coefficient of co-ancestry was negative (̂θP = -0,008), revealing that no divergence between the subpopulations exists. Only two loci did not show Hardy Weinberg frequency distribution. The reproductive system was characterized based on the estimation of apparent outcrossing rate (t̂a). The average of the apparent outcrossing rate (t̂a) was 0,965. The population effective size (N̂e) was estimated to be 103. This is more than the number of trees that were sampled. This proves that 95 trees sampled represent 103 trees in a pamitic population. As for the spatial structure of the genotypes, it was possible to conclude, through the Index of Moran, that for the smaller distance classes, the genotypes were clearly structured. This shows that neighboring individuals in general are more related. This will probably lead to an increase in inbreeding in future generations. To evaluate the impact of selective logging on the genetic structure of these two subpopulations, selective logging was simulated and the diversity index and alleles frequencies were again calculated. The diversity indices did hardly change. However two alleles, which were found in low frequencies in subpopulation 2 were lost in this population