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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E HUMANAS PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM EVOLUÇÃO E DIVERSIDADE ALEX DO NASCIMENTO CARATERÍSTICAS FISIOLÓGICAS DA TOLERÂNCIA À DESSECAÇÃO EM BARBACENIA GRAMINIFOLIA L.B.SM. (VELLOZIACEAE) Santo André – SP 2016
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UNIVERSIDADE FEDERAL DO ABC
CENTRO DE CIÊNCIAS NATURAIS E HUMANAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM EVOLUÇÃO E DIVERSIDADE
ALEX DO NASCIMENTO
CARATERÍSTICAS FISIOLÓGICAS DA TOLERÂNCIA À DESSECAÇÃO EM
BARBACENIA GRAMINIFOLIA L.B.SM. (VELLOZIACEAE)
Santo André – SP
2016
Alex do Nascimento
CARATERÍSTICAS FISIOLÓGICAS DA TOLERÂNCIA À DESSECAÇÃO EM
BARBACENIA GRAMINIFOLIA L.B.SM. (VELLOZIACEAE)
Dissertação apresentada ao Curso de Pós-
graduação em Evolução e Diversidade da
Universidade Federal do ABC, como
requisito para a obtenção do título de
Mestre em Evolução e Diversidade.
Orientador: Prof. Dr. Danilo da Cruz Centeno
Santo André – SP
2016
Sistema de Bibliotecas da Universidade Federal do ABCElaborada pelo Sistema de Geração de Ficha Catalográfica da UFABC
com os dados fornecidos pelo(a) autor(a).
Nascimento, Alex do Caraterísticas fisiológicas da tolerância à dessecação em Barbacenia GraminifoliaL.B.SM. (VELLOZIACEAE) / Alex do Nascimento. — 2016.
33 fls. : il.
Orientador: Danilo da Cruz Centeno
Dissertação (Mestrado) — Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduaçãoem Evolução e Diversidade, Santo André, 2016.
1. Déficit hídrico. 2. Tolerância à dessecação. 3. Plantas Revivescentes. 4.Anabiose. I. Centeno, Danilo da Cruz. II. Programa de Pós-Graduação em Evolução eDiversidade, 2016. III. Título.
AGRADECIMENTOS
Agradeço as instituições FAPESP e CNPq, pelo auxílio financeiro para o
desenvolvimento do presente trabalho. À Universidade Federal do ABC e CAPES por
disponibilizarem a bolsa de estudo.
Ao Prof. Dr. Danilo da Cruz Centeno pela orientação durante o desenvolvimento deste
trabalho.
Ao doutorando Rodrigo Fazani Esteves Sanches pelos ensinamentos e apoio durante a
coletada de dados e à doutoranda Vanessa Fuentes Suguiyama pela colaboração durante o
mestrado sem a qual este trabalho não teria se desenvolvido.
Aos pós-doutorandos João Paulo Naldi e Poliana Cardoso-Gustavson pelo auxílio
laboratorial e durante o progresso intelectual deste trabalho.
Ao Prof. Dr. Gustavo Muniz Dias pelos ensinamentos principalmente durante a análise
de meus dados.
À Universidade Federal do ABC pela disponibilização da infraestrutura para a
realização deste trabalho e ao programa de Evolução e Diversidade pelo acolhimento e
ensinamentos.
Ao Instituto de Botânica do Jardim Botânico de São Paulo/Núcleo de Pesquisa em
Fisiologia por disponibilizarem a casa de vegetação. Em especial aos Profs. Drs. Emerson
Silva e Marcia Regina Braga que disponibilizaram o material biológico e a infraestrutura
necessária para a realização do presente projeto.
A todos meus amigos pelo incentivo e compreensão durante o desenvolvimento deste
trabalho e apoio em momentos difíceis. À Priscila por ajudar em grande parte deste trabalho
sem a qual não teria completado esta dissertação. E por fim, à minha mãe, Antônia Maria, ao
meu pai, José Carlos e aos meus irmãos, Nicolas e Jéssica que me apoiaram na conclusão de
mais uma etapa da minha vida.
RESUMO
Plantas que habitam ambientes extremos podem estar expostas à baixa disponibilidade hídrica
e altas temperaturas. Ao longo da história evolutiva, observamos o desenvolvimento de
estratégias que permitiram a sobrevivência de plantas mesmo em períodos de escassez de água.
Plantas revivescentes são capazes de tolerar a dessecação vegetativa, quando expostas ao déficit
hídrico extremo, mantendo-se em estado de anabiose e retornando seu metabolismo celular
normal com o reestabelecimento hídrico. A revivescência é difundida em diferentes clados e os
mecanismos fisiológicos que garantem a tolerância à dessecação podem ser diversos. Portanto,
buscamos identificar alterações fisiológicas em lâminas foliares de Barbacenia graminifolia
(Velloziaceae) submetidas a dessecação pela imposição de déficit hídrico e subsequente
reidratação. Para tanto, analisamos as variações fisiológicas de oito plantas submetidas aos
regimes de rega diária (Controle) e suspensão total de rega por 32 dias (Tratado). Após este
período de dessecação, o fornecimento hídrico foi retornado por 84h. Os resultados mostraram
o fechamento dos estômatos após 24 dias de déficit hídrico e, consequentemente, a redução nas
taxas de assimilação de CO2. Não foi observado o acúmulo de carotenoides, mas o decréscimo
de clorofila a e clorofilas totais durante a dessecação. Diferentemente de outras espécies
revivescentes, B. graminifolia possui grande capacidade de retenção de água em seus tecidos,
mantendo seu metabolismo ativo em déficit hídrico intenso (5% umidade do solo). Após a
retomada da rega, B. graminifolia reestabeleceu parcialmente suas funções fisiológicas. Para
superar o período de déficit hídrico severo, e consequente dessecação, plantas de B.
graminifolia apresentam, portanto, uma combinação entre mecanismos morfológicos e
fisiológicos importantes para a tolerância à perda de água nos tecidos. Desta forma, podemos
classificar a espécie como revivescente, peciloclorófila e homeohídrica.
Palavras-Chaves: Déficit hídrico; Tolerância à dessecação; Plantas Revivescentes; Anabiose
ABSTRACT
Plants that live in extreme environments can be exposed to high temperatures and low water
availability. Throughout evolutionary history, we observe the development of strategies that
allowed the survival of plants even in periods of water shortages. Resurrection plants are able
to tolerate vegetative desiccation; they remain in a state of anabiosis and return its normal
cellular metabolism with the water reestablishment. The resurrection strategy is present in
different clades and the physiological and biochemical mechanisms that ensure the desiccation
tolerance can be diverse. Therefore, we seek to identify physiological alterations of leaves of
Barbacenia graminifolia (Velloziaceae) submitted to desiccation by water deficit and
subsequent rehydration. For this purpose, we analyze some physiological variations of eight
plants submitted to the regimes of daily watering (i.e. control) and total suspension of watering
for 32 days (i.e. treatment). After this desiccation period, the water supply was recovered by
84h. The results show the stomatal closure after 24 days after water deficit begin and,
consequently, decrease of CO2 assimilation rates. It was not observed the accumulation of
carotenoids, but decrease in chlorophyll a and total chlorophyll. Differently from other
resurrection plants, B. graminifolia has a great capacity of water accumulation in their tissues,
keeping the metabolism active under intense water deficit (5% soil humidity). After rewatering,
B. graminifolia reestablished partially its physiological functions. To overcome the severe
water deficit, and consequently desiccation, plantas of B. graminifolia presents, therefore, a
combination of important morphological and physiological mechanisms to water loss tolerance
in their tissues. Thus, we might classify this species as a resurrection, poikilochlorophyllous
and homeohydric plant.
Key words: Deficit water; Dessication tolerance; Resurrection plant; Anabiose
LISTA DE ABREVIATURAS
A – Taxa de assimilação líquida de CO2
Amax –Taxa de assimilação líquida de CO2
Amax B – Taxa assimilação bruta máxima (µmol CO2 m-2 s-1)
ANOVA – Análise de variância
Chla – Clorofilas a
Chlb – Clorofilas b
Ci – Concentração intercelular de CO2 no mesofilo
CO2 – Dióxido de carbono
DMSO – Dimetilsulfóxido
E – Taxa de transpiração (mmol H2O m-2 s-1)
EIUA – Eficiência intrínseca do uso da água
EUA – Eficiência do uso de água
FFFA – Fluxo de fótons fotossinteticamente ativos (µmol fótons m-2 s-1)
FFFAsat – Fluxo de fótons fotossinteticamente ativos saturante (µmol fótons m-2 s-1)
Fv/Fm – Eficiência máxima do fotossistema II
gs – Condutância estomática (mol H2O m-2 s-1)
IRGA – Analisador de gás por infravermelho
MFf – Massa fresco foliar
MPa – Megapascal
MS – Massa seca
MSf – Massa seco foliar
MTf – Massa túrgida foliar
PCL – Ponto de compensação à luminoso (µmol fótons m-2 s-1)
PSII – Fotossistema II
Re – Taxa de respiração no escuro (µmol CO2 m-2 s-1)
ROS – Espécies reativas de oxigênio
TRAf – Teor relativo de água foliar
UR – Umidade relativa do ar
Us – Umidade do solo
Θ – Convexidade da curva A x FFFA (sem dimensões)
Φ – Rendimento quântico aparente
ÍNDICE
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................... 17
1.1 Evolução da tolerância à dessecação .................................................................................. 18
1.2 Mecanismos de tolerância à dessecação ............................................................................. 21
1.2.1 Os mecanismos de tolerância à dessecação em plantas vasculares ............................... 22
1.3 Plantas revivescentes .......................................................................................................... 24
1.3.1 Plantas revivescentes de Velloziaceae ............................................................................ 25
2 OBJETIVOS ........................................................................................................................ 29
2.1 Objetivo Geral .................................................................................................................... 29
2.2 Objetivos específicos .......................................................................................................... 29
3 HIPÓTESES ........................................................................................................................ 29
4 JUSTIFICATIVA ................................................................................................................ 31
5 MATERIAL E MÉTODOS ................................................................................................ 33
5.1 Material vegetal e condições de cultivo ............................................................................. 33
5.2 Desenho experimental ........................................................................................................ 33
5.3 Parâmetros Ecofisiológicos ................................................................................................ 34
5.3.1 Monitoramento das condições ambientais ...................................................................... 34
5.3.2 Umidade do solo .............................................................................................................. 34
5.3.3 Teor Relativo de Água ..................................................................................................... 34
5.3.4 Curvas de resposta da fotossíntese .................................................................................. 34
5.3.5 Análise de trocas gasosas (CO2 e H2O) .......................................................................... 35
5.3.6 Eficiência máxima do PSII e fluorescência da clorofila ................................................. 35
5.3.7 Teores de pigmentos fotossintéticos ................................................................................ 36
5.4 Análises estatísticas ............................................................................................................ 37
6 RESULTADOS .................................................................................................................... 39
6.1 Monitoramento das condições ambientais .......................................................................... 39
6.2 Respostas ecofisiológicas ................................................................................................... 40
7 DISCUSSÃO ........................................................................................................................ 51
8 CONCLUSÕES .................................................................................................................... 55
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................. 57
17
1 INTRODUÇÃO
Para todos os organismos vivos, a água líquida é essencial para a manutenção dos
processos metabólicos. Muitos organismos, com as mais diversas adaptações, são capazes de
viver em ambientes variados, incluindo aqueles que apresentam condições extremas. Apesar
disto, a sobrevivência desses organismos só é possível se os ambientes possuírem água
disponível (WOOD, 2005). Dessa forma, a disponibilidade de água é um recurso limitante,
principalmente para o desenvolvimento e a reprodução das plantas. Em resposta às condições
de restrição hídrica, as plantas possuem diferentes estratégias fisiológicas para manter a água
em seus tecidos e garantir o desenvolvimento (BEWLEY, 1979). Tais estratégias podem levar
a uma alteração no fenótipo e permitir a viabilidade em condições limitantes. Esta habilidade é
denominada plasticidade fenotípica e pode ser definida como capacidade de desenvolvimento
de diferentes fenótipos, a partir da variabilidade genética disponível em resposta ao ambiente
(GRATANI, 2014).
Plantas que habitam ambientes extremos estão frequentemente expostas a condições
estressantes como baixa disponibilidade hídrica e altas temperaturas. Estes organismos têm de
lidar com taxas de desidratação constante de seus tecidos. Neste caso, observamos que muitas
plantas apresentam estratégias de evitar, escapar ou tolerar a perda de água (BEWLEY, 1979;
LEVITT, 1980). As plantas que evitam a dessecação (i.e. forma extrema de desidratação na
qual toda água livre é perdida a partir do protoplasma) são capazes de limitar a percepção da
desidratação no protoplasma, minimizando a perda imediata de água nos tecidos (WOOD,
2005). As plantas que apresentam a estratégia de escape são aquelas de ciclos de vida curtos e
completam suas fases vegetativa e reprodutiva enquanto a umidade ainda está disponível no
ambiente (BEWLEY, 1979). No entanto, as plantas capazes de tolerar a dessecação possuem a
habilidade de resistir á baixa disponibilidade hídrica no ambiente, a partir de adaptações
estruturais que permitem que o metabolismo ocorra em baixos potenciais hídricos ou mesmo
que o metabolismo seja completamente desligado (WOOD, 2005).
Sob condições de restrição hídrica severa no ambiente, diferentes organismos
apresentam mecanismos plásticos que modulam seus processos metabólicos e que lhes atribui
a capacidade de tolerar a dessecação de seus tecidos (WOOD, 2005). A tolerância à dessecação
consiste na habilidade de um organismo sobreviver à perda de mais de 90% de água. Isto
corresponde a um potencial hídrico de -100 MPa (< 0,1 g H2O g-1 de massa seca) do seu
conteúdo de água celular. Esta baixa disponibilidade de água cessa atividades metabólicas por
longos períodos em estado de anabiose (i.e. suspensão das atividades metabólicas) que variam
18
de acordo com os diferentes organismos. Cabe ressaltar que, após a reidratação, estes
organismos recuperam completamente sua competência metabólica (FARRANT et al., 2007;
POREMBSKI, 2011; DINAKAR; DJILIANOV; BARTELS, 2012).
O fenômeno de tolerância à dessecação tem sido observado nos três domínios da vida:
Archaea, Bacteria e Eukarya (ALPERT, 2006; WOOD; JENKS, 2007). Em vegetais, a
tolerância à dessecação é um mecanismo evolutivo conservado em tecidos reprodutivos, como
esporos, sementes e pólens, e é comumente observada em tecidos vegetativos de briófitas, algas
e líquens, sendo raro em pteridófitas e angiospermas e ausente nas gimnospermas
(POREMBSKI; BARTHLOTT, 2000; FARRANT; COOPER; NELL, 2012).
1.1 Evolução da tolerância à dessecação
A conquista do ambiente terrestre pelas plantas se deu pela evolução de algumas
características, tais como esporos com paredes espessadas, a presença de um sistema condutor
de água e de nutrientes, de lignina, de estômatos, de cutícula, entre outros. Estas características
propiciaram ganhos como controle hídrico, sustentação fora do ambiente aquático e resistência
à desidratação (SIMPSON, 2010; WELLMAN, 2010). No entanto, a capacidade de tolerar a
dessecação imposta pelo ambiente é entendida como o componente chave na história evolutiva
das plantas ao colonizarem, com sucesso, o ambiente terrestre (BEWLEY, 1979; OLIVER;
TUBA; MISHLER, 2000).
A hipótese mais parcimoniosa da evolução da tolerância a dessecação sugere que este
fenômeno foi um caráter basal em plantas terrestres, perdido no início da evolução das
Tracheophyta (OLIVER; TUBA; MISHLER, 2000). Dessa forma, é postulado que as primeiras
plantas a colonizarem o ambiente terrestre provavelmente evoluíram a partir de um ancestral
comum aquático, que seria classificado como uma alga verde multicelular complexa
(WELLMAN, 2010). Esta alga teria vivido há cerca de 450 milhões de anos atrás, o que
corresponderia ao Período Ordoviciano, e acredita-se que um membro extinto do clado
Charophyceae possa ser este elo entre “algas” e plantas terrestres (GIFFORD; FOSTER, 1989;
RANKER; HAUFLER, 2008; WELLMAN, 2010).
A hipótese de que a tolerância à dessecação tenha evoluído em um ancestral mais basal
às primeiras plantas terrestres é sustentada pela presença das proteínas LEA (Late
Embryogenesis Abundant). Esta proteína está presente em diferentes organismos que
apresentam tolerância à dessecação, entre eles: bactérias, leveduras, nematoides, algas, briófitas
19
e plantas vasculares. As proteínas LEA são consideradas um caráter homólogo entre os
diferentes táxons (ALPERT, 2006; REBECCHI; ALTIERO; GUIDETTI, 2007).
A tolerância à dessecação foi perdida num dado momento do processo evolutivo.
Postula-se que a presença desta habilidade em pteridófitas e angiospermas tenha ocorrido a
partir da evolução independente em diferentes clados (OLIVER; TUBA; MISHLER, 2000;
FARRANT; MOORE, 2011) e que tenha ocorrido devido às vantagens que esta capacidade
oferece aos organismos para sobreviver em ambientes não disponíveis para outras espécies
(ALPERT, 2005). Em plantas vasculares ocorreram pelo menos três eventos de evolução
independente de tolerância à dessecação, em espécies do gênero Selaginella, pteridófitas e
angiospermas (Figura 1). Em angiospermas, observamos que este evento surgiu
independentemente, pelo menos oito vezes, nos clados de Poaceae, Cyperaceae, Velloziaceae,
Liliaceae, Hamamelidales, Lamiaceae, Gesneriaceae e Scrophularicaceae (OLIVER; TUBA;
MISHLER, 2000) (Figura 2). A evolução independente da tolerância à dessecação nas
angiospermas, possivelmente ocorreu a partir de um programa genético associado ao
desenvolvimento de sementes envolvidas nas respostas a estímulos ambientais, que foram
reativados em tecidos vegetativos (FARRANT; MOORE, 2011). Isto sugere que um grande
potencial genético para tolerância à dessecação seja extremamente difundido entre as plantas
(ALPERT, 2006).
20
Figura 1. Filogenia dos principais grupos de plantas terrestres. Nomes com asterisco indicam clados que
apresentam a característica de tolerância à dessecação. Fonte: Oliver; Tuba e Mishler (2000).
Figura 2. Filogenia dos principais grupos de Angiospermas. Nomes com asterisco indicam todos os clados que
apresentam a característica de tolerância à dessecação. Fonte: Oliver; Tuba e Mishler (2000).
21
A capacidade de um organismo se manter em estado de anabiose implica em vantagens
seletivas, custos energéticos e restrições fisiológicas, como resultado de trade-offs (ALPERT,
2006; REBECCHI; ALTIERO; GUIDETTI, 2007). Acredita-se que a tolerância à dessecação
tenha sido perdida, ao longo da evolução, devido aos trade-offs relacionados ao aumento das
taxas de crescimento, complexidade estrutural e morfológica para manutenção de água no
interior das plantas e, principalmente, quanto aos custos metabólicos relacionados (OLIVER;
TUBA; MISHLER, 2000; RICCI; CAPRIOLI, 2005). Os mecanismos relacionados à
capacidade de tolerar a dessecação implicam na existência de uma complexa maquinaria
associada à desidratação e também a reidratação, que envolvem alterações anatômicas,
morfológicas, fisiológicas, bioquímicas e moleculares. Essa maquinaria é necessária porque o
processo de desligamento do metabolismo é custoso e implica em um trade-off para os
organismos, que necessitam de fortes investimentos em sistemas de proteção e reparo
(DINAKAR; DJILIANOV; BARTELS, 2012).
1.2 Mecanismos de tolerância à dessecação
Os mecanismos da tolerância à dessecação diferem entre plantas avasculares e
vasculares. As plantas avasculares não são capazes de prevenir a perda de água de seus tecidos
para o ambiente, sofrendo mudanças bruscas no seu grau de hidratação (OLIVER; CUSHMAN;
KOSTER, 2010). Nessas plantas, também denominadas de tolerantes à dessecação verdadeira
ou poiquilohídricas, a dessecação ocorre muito rapidamente e a proteção antes da secagem é
mínima, sendo que a sobrevivência a este estado é baseada na presença de mecanismos
constitutivos de reparo de possíveis danos, principalmente, após a reidratação (OLIVER;
TUBA; MISHLER, 2000).
As plantas vasculares possuem a habilidade de controlar a perda de água para o ambiente
e são denominadas de tolerantes à dessecação modificada ou homeohídricas, sendo
caracterizadas por não estarem sujeitas a mudanças bruscas no seu grau de hidratação
(OLIVER; TUBA; MISHLER, 2000). A desidratação dos tecidos é atrasada em relação ao
ambiente, pois mecanismos de evitação da desidratação e de proteção durante a secagem são
ativados. Nestas plantas, também observamos mecanismos de reparo que são ativados durante
a reidratação (WOOD, 2005).
22
1.2.1 Os mecanismos de tolerância à dessecação em plantas vasculares
Aproximadamente 400 espécies de plantas vasculares apresentam tolerância à
dessecação vegetativa. Dentre elas estão nove famílias de pteridófitas e dez de angiospermas.
A maioria destas famílias é encontrada em ambientes com alta incidência luminosa e baixa
precipitação, como desertos e campos de altitudes (WOOD; JENKS, 2007). Dentre os
mecanismos que estes grupos dispõem para tolerar a dessecação encontram-se: (1) alterações
morfológicas e anatômicas; (2) alterações relacionadas à diminuição da fotossíntese; (3)
modulação do sistema antioxidante; (4) acúmulo de carboidratos; (5) mudanças nas
propriedades químicas da parede celular, entre outros (DINAKAR; DJILIANOV; BARTELS,
2012).
Para evitar o estresse mecânico, ocorrem alterações morfológicas e anatômicas nos
tecidos das plantas tolerantes à dessecação, cuja finalidade é evitar a ruptura da membrana
plasmática e reduzir a superfície de transpiração. A principal alteração morfológica consiste no
enrolamento ou dobramento foliar. Estudos indicam o dobramento reversível da parede celular
como o mecanismo responsável pelo enrolamento foliar, sendo este essencial para a
manutenção da estrutura celular no estado desidratado (DINAKAR; DJILIANOV; BARTELS,
2012)
O padrão de dobramento da parede celular é dependente de sua estrutura e composição
química (DINAKAR; DJILIANOV; BARTELS, 2012). Como exemplo temos as alterações
significativas no teor dos monossacarídeos e polissacarídeos que podem estar envolvidas com
o aumento na flexibilidade da parede celular durante o enrolamento foliar. Sherwin e Farrant
(1998) relataram diferentes padrões de dobramento foliar em resposta ao estresse hídrico. Em
Xerophyta viscosa (Velloziaceae) o enrolamento de folhas ocorre a partir das margens das
lâminas que se dobram ao meio, ao longo da nervura central, mantendo apenas a superfície
abaxial exposta a luz, enquanto que em Craterostigma wilmsii (Linderniaceae) o dobramento
ocorre do ápice da folha em direção à base, incluindo toda superfície adaxial e deixando também
a superfície abaxial exposta à radiação (SHERWIN; FARRANT, 1998). Em Velloziaceae
Barbacenia purpurea (Velloziaceae) o dobramento das folhas ocorre a partir da margem das
lâminas foliares em direção da nervura central, deixando a superfície adaxial exposta à luz
(SUGUIYAMA et al., 2014). Moore et al. (2006) observaram que o dobramento da parede
celular em M. flabellifolius está relacionado a um aumento do teor do monossacarídeo
arabinose, que confere maior flexibilidade à parede celular.
23
Para manter a estabilidade mecânica celular ocorrem diferentes alterações anatômicas
nas plantas tolerantes à dessecação, que variam de acordo com a espécie. Em Myrothamnus
flabellifolia (Myrothamnaceae) um único vacúolo central é substituído por vários pequenos
vacúolos e a água presente nas células é substituída por compostos metabólicos, minimizando
a diminuição do tamanho celular (FARRANT, 2000). Nesta mesma espécie, Farrant et al.
(2009) observaram que as células do mesófilo, mesmo em condições de dessecação, mantem o
citoplasma em sua conformação original. Além disso, há uma síntese de polifenóis formando
uma linha na periferia do vacúolo.
Duas estratégias ocorrem em relação ao conteúdo de clorofila mantida após a
dessecação e evitam a formação de espécies reativas de oxigênio (ROS) (DINAKAR;
DJILIANOV; BARTELS, 2012). A primeira estratégia, encontrada em pteridófitas e
eudicotiledôneas, consiste em preservar parcialmente o conteúdo de clorofila (i.e. plantas
homeoclorófilas). Isto é observado em M. flabellifolia (FARRANT, 2000). A segunda
estratégia é restrita às monocotiledôneas e consiste na perda total dos pigmentos da clorofila
(i.e. plantas peciloclorófilas). O resultado é a inativação da cadeia transportadora de elétrons e,
consequentemente, a inibição da fotossíntese. Neste caso, após a reidratação, o aparato
fotossintético deve ser inteiramente reconstruído (FARRANT, 2000). Em ambas as estratégias,
a recuperação da eficiência fotossintética ocorre após o reestabelecimento hídrico,
demonstrando que as limitações fotossintéticas são reversíveis.
A dessecação causa perturbações metabólicas e danos mecânicos às membranas devido
à geração de ROS (DINAKAR; DJILIANOV; BARTELS, 2012). Para combater os danos
causados por estas espécies reativas de oxigênio, as plantas contam com a atuação de um
complexo sistema antioxidante enzimático e não enzimático, cujo padrão de respostas varia
entre as espécies (FARRANT, 2000). A atuação do sistema enzimático como mecanismo para
evitar os danos oxidativos é amplamente estudada (FARRANT, 2000). Além da ação dos
sistemas antioxidantes mencionados, as plantas dispõem de substâncias antioxidantes
provenientes do metabolismo secundário (e.g. compostos fenólicos) que minimizam os danos
causados pelas ROS. Moore et al. (2005) observaram a presença do ácido 3, 4, 5-tri-O-
galoilquinico, um polifenol, em M. flabellifolia e demonstraram que este polifenol protege as
membranas contra danos induzidos pela dessecação.
O acúmulo de carboidratos tem sido relatado em todas as plantas vasculares estudadas
até o momento e é considerado um fator de grande importância na aquisição da tolerância à
dessecação (OLIVER; WOOD; MAHONY, 1998). Dentre as funções atribuídas ao acúmulo de
carboidratos, destaca-se: o ajustamento osmótico para manutenção da turgescência; a
24
estabilização das estruturas das membranas contra efeitos nocivos causados por ROS; a
formação do estado vítreo celular; e o fornecimento de esqueletos carbônicos proporcionando
fonte de energia para recuperação da planta durante a reidratação (FARRANT et al., 2009).
Com o reestabelecimento da disponibilidade hídrica ocorre um rápido (i.e. após poucas
horas) retorno da turgescência foliar acompanhada do regresso da atividade fotossintética e
decréscimo da quantidade de carboidratos acumulados. Por sua vez, estes carboidratos são
utilizados como fonte de carbono nas vias metabólicas responsáveis pelo processo de reparo
aos possíveis danos ocasionados durante a dessecação (PETERS et al., 2007).
Independente do táxon ao qual pertença, uma planta precisa atender três critérios para
sobreviver à desidratação extrema de seus tecidos: (1) os danos decorridos da dessecação devem
ser limitados a um nível reparável; (2) a integridade fisiológica deve ser mantida no estado de
anabiose e (3) com a reidratação os mecanismos de reparo devem ser acionados (BEWLEY,
1979).
1.3 Plantas revivescentes
Aproximadamente 320 espécies de plantas vasculares tem a característica da tolerância
à dessecação, pertencentes a nove famílias de pteridófitas (Adiantaceae, Aspleniaceae,
Davalliaceae, Grammitidaceae, Hymenophyllaceae, Isoëtaceae, Polypodiaceae, Schizaeaceae e
Selaginellaceae) e dez de angiospermas (Acanthaceae, Cactaceae, Cyperaceae, Gesneriaceae,
Lamiaceae, Liliaceae, Myrothamnaceae, Poaceae, Scrophulariaceae e Velloziaceae) (WOOD;
JENKS, 2007).
Plantas vasculares, especialmente as monocotiledôneas, são também denominadas de
revivescentes, do inglês ‘resurrection plants’ (POREMBSKI; BARTHLOTT, 2000). São assim
denominadas por possuírem a capacidade de tolerar a dessecação vegetativa, mantendo-se
viáveis por longos períodos, de tempo em estado de anabiose, e de retornar ao seu metabolismo
celular normal com a disponibilidade de água (FARRANT et al., 2007; DINAKAR; BARTELS,
2013).
A capacidade de tolerar a dessecação nas plantas revivescentes está relacionada a
mecanismos fisiológicos e bioquímicos, envolvendo uma complexa relação associada à
dessecação e à reidratação. Isto implica em um fenótipo bem adaptado, que tem a capacidade
de suportar do período de anabiose até a reidratação (SUGUIYAMA et al., 2014). Estes
mecanismos devem ser capazes de eliminar os danos causados pela dessecação, mantendo a
25
integridade fisiológica da planta e mobilizando processos de reparo pós reidratação (BEWLEY,
1979; OLIVER; TUBA; MISHLER, 2000).
De um modo geral, as espécies de plantas revivescentes são localizadas em ambientes
caraterizados por disponibilidade hídrica sazonal limitada, precipitações incertas e solos com
mínima retenção de água. Estas espécies ocorrem preferencialmente em afloramentos rochosos
de zonas tropicais e subtropicais (GAFF, 1971). Uma elevada riqueza destas plantas é
encontrada nas regiões árida e semi-árida da África do Sul, Namíbia e Zimbábue (GAFF, 1971).
1.3.1 Plantas revivescentes de Velloziaceae
Velloziaceae compreende aproximadamente 270 espécies de ervas e arbustos perenes
que apresentam distribuição tropical. Estas espécies podem ser encontradas em afloramentos
rochosos localizados em regiões de elevadas altitudes (MELLO-SILVA et al., 2011). Plantas
de Velloziaceae apresentam grande longevidade, apesar das condições inóspitas dos ambientes
onde são encontradas, ou seja, sob alta incidência solar e pouca água (MELLO-SILVA et al.,
2011). Há registros dessas espécies na África, na China (apenas uma espécie), e na América do
Sul, entendendo-se até o Panamá onde ocorrem os gêneros Acanthochlamys, Barbacenia,
Barbaceniopsis, Nanuza, Talbotia, Vellozia e Xerophyta (Figura 3) (MELLO-SILVA et al.,
2011).
O Brasil contem 230 espécies endêmicas conhecidas, o que representa 85% da família.
Os gêneros predominantes são Barbacenia e Vellozia (MELLO-SILVA et al., 2011). Grande
parte deste endemismo (cerca de 70%) está concentrada nos campos rupestres de Minas Gerais
(MELLO-SILVA, 1991).
A maioria dos estudos que buscou elucidar os mecanismos fisiológicos e bioquímicos
que permitem a tolerância à dessecação em plantas revivescentes foram realizados com espécies
da flora africana (DINAKAR; DJILIANOV; BARTELS, 2012). No entanto, poucos foram os
que tentaram desvendar os mecanismos fisiológicos que conferem a tolerância à dessecação em
plantas vasculares brasileiras. Até o momento, apenas Xerophyta plicata (MEGURO; JOLY;
BITTENCOURT, 1977), Barbacenia gentianoides, Nanuza plicata, Vellozia nivea (GARCIA,
1997) e Barbacenia purpurea (AIDAR et al., 2010, 2014; SUGUIYAMA et al., 2014) foram
estudadas. Dentre estas, apenas B. gentianoides não apresentou características fisiológicas de
resistência às extremas condições ambientais às quais estão expostas (GARCIA, 1997). Os
estudos fisiológicos mais completos considerando a flora brasileira sob déficit hídrico, foram
realizados com B. purpurea, espécie encontrada em campos rupestres do estado do Rio de
26
janeiro (AIDAR et al., 2010, 2014; SUGUIYAMA et al., 2014). Nestes estudos, os autores
encontraram alterações morfológicas, como enrolamento foliar e mudança no padrão de
pigmentação, fisiológicas, como diminuição da fotossíntese durante a imposição do déficit
hídrico, e bioquímicas, como ajustamento osmótico e síntese de moléculas antioxidantes.
Alguns mecanismos que contribuem para a tolerância à dessecação são comuns a
organismos tolerantes e isto pode estar associado a grupos filogeneticamente mais próximos.
Entretanto dada a diferença de comportamento entre espécies dentro do gênero Barbacenia,
resta a dúvida se outras espécies contidas neste gênero podem ser também revivescentes e se
podem possuir mecanismos semelhantes de proteção de seus tecidos.
Figura 3. Relações filogenéticas dos cinco gêneros da família Velloziaceae e suas respectivas distribuições
geográficas. Fonte: Mello-Silva et al., (2011).
Considerando os poucos estudos com espécies de nossa flora, Barbacenia graminifolia
foi escolhida como objeto de estudo a ser testado neste projeto. B. graminifolia ocorre
predominantemente em domínios da savana tropical (cerrado), tipicamente em vegetação de
campo rupestre. Este ambiente é caracterizado por possuir uma vegetação composta por
gramíneas e arbustos de diversas espécies e apresentar solos predominantemente rasos,
geralmente pobres em nutrientes e ricos em alumínio (SCHAEFER et al., 2008). B. graminifolia
27
é uma espécie rupícola e endêmica da Serra do Cipó, MG, inserida na Cadeia do Espinhaço
Meridional (SAADI, 1995; MELLO-SILVA, 2014).
28
29
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo Geral
Avaliar as estratégias de defesa de Barbacenia graminifolia quando submetida ao déficit
hídrico.
2.2 Objetivos específicos
Identificar os mecanismos fisiológicas que proporcionam revivescência em
lâminas foliares de Barbacenia graminifolia (Velloziaceae) submetidas à déficit hídrico e
subsequente reidratação.
Determinar o teor de umidade do solo e das lâminas foliares;
Quantificar os pigmentos fotossintéticos;
Quantificar as trocas gasosas de CO2 e H2O;
3 HIPÓTESES
Devido à proximidade filogenética entre as espécies, as respostas fisiológicas ao
déficit hídrico em B. graminifolia são semelhantes às observadas para a espécie revivescente B.
purpurea.
30
31
4 JUSTIFICATIVA
Plantas consideradas revivescentes são encontradas em diferentes locais do globo e
refletem um processo evolutivo de adaptação a condições ambientais estressantes. O estudo de
plantas proveniente de ambientes sujeitos a períodos de estresse é importante para a
compreensão da plasticidade fisiológica e bioquímica ao longo do tempo e espaço. No entanto,
a estratégia de revivescência, apesar de ter se difundido em diferentes grupos, não possui uma
origem evolutiva comum. Os mecanismos que proporcionam a revivescência podem ser
distintos dependo dos clados em questão. Até o momento, os estudos sobre este tema são
considerados incipientes e, geralmente, concentrados em modelos da flora africana. Diante
disso, a utilização de espécies encontradas em locais diferentes da África é essencial para a
compreensão holística de mecanismos de tolerância a dessecação. O Brasil abrange a maior
diversidade de plantas de Velloziaceae, que se distingue por abarcar espécies já consideradas
revivescentes. Portanto, baseado em estudos prévios com B. purpurea, e dada sua semelhança
morfológica com B. graminifolia, ainda não descrita como planta revivescente, utilizamos B.
graminifolia como objeto para o enriquecimento do conhecimento atual acerca dos mecanismos
fisiológicos que auxiliam no potencial de tolerância à dessecação.
32
33
5 MATERIAL E MÉTODOS
5.1 Material vegetal e condições de cultivo
Oito mudas de B. graminifolia foram plantadas em vasos contendo 3 litros de substrato
Plantmax (DDL Agro Indústria Ltda.®) e vermiculita, na proporção 3:1, e mantidas em casa de
vegetação no Núcleo de Pesquisa em Fisiologia e Bioquímica do Instituo de Botânica da
Secretaria do Meio Ambiente do Estado de São Paulo, localizado em 23°38'26.7"S
46°37'21.9"W. O material utilizado no experimento é proveniente de clones obtidos a partir de
plantas adultas (plantadas há aproximadamente 30 anos) do jardim do Núcleo de Pesquisa em
Fisiologia e Bioquímica. Estas plantas foram extraídas à época da Serra do Cipó, Minas Gerais.
Os vasos foram regados diariamente e receberam solução nutritiva de Hoagland (HOAGLAND;
ARNON, 1950) a cada 20 dias ao longo do ano. Dez dias antes do início dos experimentos, as
plantas passaram por um tratamento com inseticida natural comercial (Neem, Sempre Verde®)
para combate cochonilha.
5.2 Desenho experimental
O experimento de déficit hídrico foi realizado no período do inverno entre 27 de junho
e 02 de agosto de 2014. Para tanto, dividimos as 8 plantas em dois grupos, cada um contendo
quatro vasos. O grupo Controle (C) foi irrigado diariamente com água de torneira no decorrer
de todo experimento, enquanto o grupo Tratado (T) foi submetido a dessecação por suspensão
total da rega. A reidratação do grupo T foi estabelecida pela deposição dos vasos em um
recipiente contendo água, por 3 horas, de modo que a água subisse por capilaridade no solo,
evitando formação de bolsas de ar no vaso. As análises e as coletas do material vegetal foram
efetuadas 0, 8, 12, 16, 20, 24, 28 e 32 dias após a imposição do déficit hídrico e 12, 36 e 84
horas após a restauração do regime de rega.
34
5.3 Parâmetros Ecofisiológicos
5.3.1 Monitoramento das condições ambientais
Os dados de temperatura e umidade relativa do ar (UR) no período da analise foram
obtidos a partir do banco de dados da Estação Meteorológica do Instituto de Astronomia,
Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG/USP), localizado no Parque de Ciência e Tecnologia
da USP, próximo ao Instituto de Botânica de SP.
5.3.2 Umidade do solo
A umidade do solo (Us) foi medida a cada dois dias ao longo do experimento, pelo
método de Reflectometria no Domínio do Tempo (TDR), utilizando uma sonda de umidade do
solo, modelo ML2x ThetaProbe Soil Moisture acoplada à um datalogger modelo HH2 Moisture
Meter (Delta T Devices, Cambridge, UK).
5.3.3 Teor Relativo de Água
Para determinar o Teor Relativo de Água (TRA) em ambos os tratamentos de
disponibilidade hídrica, as folhas foram destacadas das plantas e imediatamente pesadas em
uma balança digital analítica para a obtenção do peso fresco da folha (PFf) e, então, foram
submersas em um béquer contendo água destilada por 24h e pesadas novamente para obtenção
do peso túrgido da folha (PTf). Posteriormente, as folhas foram colocadas em uma estufa a 60ºC
por 72h para a obtenção do peso seco da folha (PSf). O teor relativo de água (TRA) foi calculado
através da seguinte equação (WEATHERLEY, 1950):
𝑻𝑹𝑨 (%) = (𝑷𝑭𝒇 − 𝑷𝑺𝒇
𝑷𝑻𝒇 − 𝑷𝑺𝒇) × 𝟏𝟎𝟎
5.3.4 Curvas de resposta da fotossíntese
A construção das curvas de luz foi realizada utilizando um analisador de gás no
infravermelho (IRGA), modelo Li 6400 (LI-COR – Nebraska, USA). As lâminas foliares foram
aclimatadas a uma concentração de CO2 de 380 ppm. Após um período de, pelo menos, 10
35
minutos de aclimatação, variando o fluxo de fótons fotossinteticamente ativos (FFFA) entre 0
e 1800 μmol m-2 s-1, em ordem decrescente de 1800, 1600, 1400, 1200, 1000, 800, 600, 500,
300, 200, 100, 50 e 0 μmol m-2 s-1. Os valores de assimilação líquida do carbono foram
registrados após apresentarem variações estáveis para cada FFFA.
Por meio do modelo da hipérbole não retangular, foram ajustadas as curvas de luz
utilizando a seguinte equação (LOBO et al., 2013):
𝐴 =Ø. FFFA + 𝐴𝑚𝑎𝑥𝐵 − √[(Ø. FFFA + 𝐴𝑚𝑎𝑥𝐵)2 − 4. 𝜃. Ø. FFFA. 𝐴𝑚𝑎𝑥𝐵]
2𝜃− 𝑅𝑒
A representa a taxa fotossintética líquida de CO2 (μmol CO2 m-2 s-1), Ø o rendimento
quântico aparente (adimensional), FFFA corresponde ao fluxo de fótons fotossinteticamente
ativos (μmol fótons m-2 s-1), 𝐴𝑚𝑎𝑥𝐵 assimilação bruta máxima em condições de saturação de
luz (μmol CO2 m-2 s-1), θ a convexidade da curva (adimensional), Re a taxa de respiração no
escuro (μmol CO2 m-2 s-1). Durante os cálculos, utilizamos 0,042 de rendimento quântico
aparente (Φ) para os tratamentos.
A convexidade da curva (θ) foi estimada para melhor ajustar-se aos pontos. O ponto de
compensação à luz (PCL) foi calculado dividindo-se a taxa de respiração no escuro (Re) pelo
rendimento quântico (Φ). Para calcular o ponto de saturação (FFFAsat), foi utilizado o valor do
FFFA quando a taxa de assimilação líquida (Amax) foi estabilizada.
5.3.5 Análise de trocas gasosas (CO2 e H2O)
As medidas instantâneas das taxas de assimilação líquida do carbono, transpiração,
condutância estomática e concentração interna de CO2 foram realizadas na 4ª ou 5ª lâmina foliar
de cada vaso a partir de um IRGA. Estas medidas foram realizadas no período entre 08:00 e
11:00 horas, onde calculamos a eficiência do uso de água (EUA) pela relação entre a
assimilação líquida de CO2 e a transpiração (A/E) e eficiência intrínseca do uso da água (EIUA)
através da razão assimilação líquida de CO2 e condutância estomática (A/gs).
5.3.6 Eficiência máxima do PSII e fluorescência da clorofila
A medida do parâmetro relacionado à fluorescência da clorofila a foi realizada em
lâminas foliares de aparência íntegra e completamente expandidas a partir de um fluorômetro
36
portátil (Multi-Mode Chorophyll Flurometer OS5p Opti-Sciences, New Hampshire) no período
entre 08:00 e 11:00h. As lâminas foliares selecionadas foram adaptadas ao escuro durante 30
minutos por meio de clipes apropriados. Após este período, as lâminas foram expostas a um
pulso de saturação luminoso (2000 µmol m-2 s-1, comprimento de onda de 650 nm), onde
obtemos a resposta à eficiência máxima do fotossistema II (Fv/Fm).
5.3.7 Teores de pigmentos fotossintéticos
Para determinar o conteúdo de pigmentos fotossintéticos foram usadas duas lâminas
foliares por vaso, seguindo a metodologia proposta por Suguiyama et al. (2014). Parte da região
mediana de cada lâmina foliar destacada (cerca de 1,5 cm) foi destinada para análise da
composição de pigmentos fotossintéticos. A extração dos pigmentos foi realizada por meio da
imersão dos fragmentos foliares em 4 ml em solvente orgânico dimetil sulfóxido (DMSO). A
solução extratora, juntamente com o material vegetal, foi acondicionada em tubos de ensaio
cobertos por papel alumínio, com a finalidade de evitar a degradação dos pigmentos pela ação
da luz durante o procedimento de extração. A solução permaneceu em repouso, por um período
de 48h em temperatura ambiente. A quantificação desses pigmentos foi realizada por
espectrofotômetro nos comprimentos de onda de 480nm, 649 e 665 nm.
A mensuração da concentração dos pigmentos fotossintetizantes e acessórios (clorofilas
a, b e carotenóides) foi realizada a partir das leituras de absorbância, e calculadas de acordo
com as seguintes fórmulas (WELLBURN, 1994):
𝐶ℎ𝑙𝑎 = 12,19 𝐴665 − 3,45 𝐴649
𝐶ℎ𝑙𝑎 = 21,99 𝐴649 − 5,32 𝐴665
𝐶𝑎𝑟𝑜𝑡𝑒𝑛𝑜𝑖𝑑𝑒𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑖𝑠 =1000 𝐴480 − 2,14𝐶ℎ𝑙𝑎 − 70,16𝐶ℎ𝑙𝑏
220
𝐶𝑙𝑜𝑟𝑜𝑓𝑖𝑙𝑎𝑠 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑖𝑠 = 𝐶ℎ𝑙𝑎 + 𝐶ℎ𝑙𝑏
37
5.4 Análises estatísticas
Os dados referentes aos parâmetros ecofisiológicos foram submetidos à análise de
variância de amostras repetidas (ANOVA), em que todo e qualquer contraste entre médias foi
avaliado pelo teste de Tukey em nível de 5% de probabilidade (p < 0,05), utilizando-se o pacote
estatístico Sigma Plot v. 12.0.
38
39
6 RESULTADOS
6.1 Monitoramento das condições ambientais
Durante o experimento a temperatura média do ar manteve-se em torno de 16ºC, com
média máxima de 20ºC no 8º dia e mínima de 13ºC no 24º dia. A maior variação de temperatura
ocorreu no 24º dia com 14,3ºC e a menor observada em 5,5ºC no 28º dia (Figura 4). A UR
durante o experimento permaneceu em torno de 79,3%, com média máxima de 89,2% no 12º
dia e mínima no 8º dia com 65,9% (Figura 5).
Figura 4. Temperatura máxima (▲), média (●) e mínima (■) do ar registradas durante o período do experimento.
Fonte: IAG/USP
0
5
10
15
20
25
30
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
Tem
pera
tura
do
ar
ºC
Dias
40
Figura 5. Umidade relativa máxima (▲), média (●) e mínima (■) do ar registradas durante o período de
experimento. Fonte: IAG/USP
6.2 Respostas ecofisiológicas
Observamos que a Us foi diferente entre os grupos C e T (F = 30,18; p = < 0,001). A
partir do 6º dia foi iniciado um decréscimo da Us (p < 0,001), atingindo valores mínimos de
1,3% no 32º dia. Após 12 horas da reidratação, os vasos do grupo T apresentaram 39% de Us,
porém o reestabelecimento dessas condições só foi observado após 36 horas da reidratação (p
= 0,16) (Figura 6).
0
20
40
60
80
100
120
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
Um
idad
e r
ela
tiv
a d
o a
r %
Dias
41
Figura 6. Umidade do solo em vasos de Barbacenia graminifolia submetidos aos regimes de rega diária (Controle)
e suspensão total de rega (Tratado). Os círculos branco e preto indicam o grupo controle e tratado, respectivamente.
A seta indica o dia em que o restabelecimento da rega (reidratação) foi efetuado. As barras indicam o desvio padrão
e os asteriscos determinam as diferenças observadas entre as médias dos tratamentos detectadas a partir do teste
de Tukey em nível de 5% de probabilidade.
As plantas do grupo T mantiveram o aspecto normal, semelhante ao grupo C, até o 16º
dia do período de suspensão da rega. O período entre o 20º e 24º dias foi caraterizado pela
rápida dessecação e enrolamento foliar, iniciada no ápice da lâmina foliar em direção a base
com perda da coloração verde em algumas folhas. A partir do 28º dia do início do tratamento,
notamos a perda total da coloração verde e o amarelamento total das lâminas foliares. Isto se
manteve até 12 horas após a reidratação. Com 36 horas após o restabelecimento da rega, as
lâminas apresentavam a coloração amarelada, porém retornaram ao estado túrgido. Foi então
observado o retorno gradual da coloração esverdeada e o desenrolar das lâminas foliares no
sentido da base para o ápice. Após 84 horas da reidratação, observamos que as lâminas
apresentavam coloração esverdeada por completo (Figura 7).
0
10
20
30
40
50
60
70
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
Um
idad
e d
o s
olo
(%
)
Dias
* ** *
**
** * * * * * **
42
Fig
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7. A
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32
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vam
ente
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sco
s in
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am
os
dia
s d
e re
idra
taçã
o.
43
Os dados de TRAf das plantas do grupo T foram diferentes daqueles registrados para o
C (F = 69,156 p = < 0,001). Os tratamentos apresentaram diferenças somente a partir do 28º dia
(p < 0,001), com média de 82,2% (Figura 8). O menor valor foi registrado para as plantas do
grupo T no período de 12 horas após a reidratação, com média de 17,5% de TRAf. Após 36
horas da reidratação, os valores dos tratamentos permaneceram diferenciados (p = 0,03), com
média de 89% e 96% de TRAf nos grupos C e T, respectivamente. Somente 84 horas após a
reidratação, o grupo T apresentou resultado semelhante ao C (p = 0,35). Durante o experimento,
as curvas de luz foram construídas e constatamos que o FFFAsat foliar ocorreu em torno de 500
µmol de fótons m-2 s-1 (Figura 9).
Figura 8. Teor relativo de água em lâminas foliares de Barbacenia graminifolia submetidas aos regimes de rega
diária (Controle) e suspensão total de rega (Tratado). Os círculos branco e preto indicam o grupo controle e tratado,
respectivamente. A seta indica o dia em que o restabelecimento da rega (reidratação) foi efetuado. As barras
indicam o desvio padrão e os asteriscos determinam as diferenças observadas entre as médias dos tratamentos
detectadas a partir do teste de Tukey em nível de 5% de probabilidade
0
20
40
60
80
100
120
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
TR
Af
(%)
Dias
****
44
Figura 9. Curva de Luz de Barbacenia graminifolia submetidas aos regimes de rega diária (Controle). Os círculos
representam as médias registradas de assimilação líquida de CO2 (A). A linha representa a modelagem hipérbole
não retangular.
As plantas submetidas à dessecação, apresentaram uma redução na taxa de assimilação
fotossintética de (média de 3,74 µmol m-2 s-1) em comparação com as plantas controles (média
de 7,87 µmol m-2 s-1) a partir do 24º dia (F = 5,88; p < 0,001). A fotossíntese das plantas T
decresceram a valores próximos a 0 µmol m-2 s-1 no 28º dia (TRAf = 82%). Mesmo após 12
horas de reidratação, não foi possível detectar taxas positivas de assimilação fotossintética.
Somente após 36 horas observamos o retorno da fotossíntese, com média de -0,07 µmol m-2 s-
1. Após 84 horas do reestabelecimento hídrico (fim do experimento), o grupo T ainda apresentou
valores distintos do grupo C (p = 0,01) (Figura 10A).
A condutância estomática apresentou variação similar ao observado no parâmetro
fotossíntese nas plantas submetidas ao déficit hídrico (F = 2,12; p = 0,04). A redução da
condutância estomática foi detectada a partir do 24º dia (média de 0,02 mol m-2 s-1) em
comparação com as plantas C (média de 0,10 mol m-2 s-1) (p = 0,002). Não foi possível mensurar
o parâmetro condutância estomática no 32º dia, assim como no período subsequente à
reidratação. Similar à fotossíntese, os valores não se aproximaram daqueles registrados no
grupo C após 84 horas da retomada da irrigação (p = 0,01) (Figura 10B).
A concentração interna de CO2, transpiração, EUA e EIUA não apresentaram diferenças
entre os tratamentos (F = 0,97; p = 0,48, F = 1,06; p = 0,41, F = 1,59, p = 0,14 e F = 0.834; p =
0.598 respectivamente) (Figura 10C, 10D, 11 e 12).
-4
-2
0
2
4
6
8
10
12
14
0 500 1000 1500 2000
A(µ
mo
l m
-2s
-1)
FFFA (µmol m-2 s-1)
45
Figura 10. Fotossíntese líquida (A), condutância estomática (B), concentração interna de CO2 (C) e transpiração
(D) em lâminas foliares de de Barbacenia graminifolia submetidas aos regimes de regas diárias (Controle) e
suspensão total de rega (Tratado). Os círculos branco e preto indicam o grupo controle e tratado, respectivamente.
A seta indica o dia em que o restabelecimento da rega (reidratação) foi efetuado. As barras indicam o desvio padrão
e os asteriscos determinam as diferenças observadas entre as médias dos tratamentos detectadas a partir do teste
de Tukey em nível de 5% de probabilidade.
Figura 11. Eficiência do uso da água (EUA) em lâminas foliares de Barbacenia graminifolia submetidas aos
regimes de regas diárias (Controle) e suspensão total de rega (Tratado). Os círculos branco e preto indicam o grupo
controle e tratado, respectivamente. A seta indica o dia em que o restabelecimento da rega (reidratação) foi
efetuado. As barras indicam o desvio padrão.
-4
0
4
8
12
16
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
A(µ
mo
l m
-2s
-1)
***** *
A
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0.0
1.0
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0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
E(m
mo
l H
2O
m-2
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Dias
D
-0.10
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0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
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l m
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-1) *
****
B
-2000
-1000
0
1000
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0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
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L l
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Dias
C
-25
-5
15
35
55
75
95
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
EU
A
Dias
46
Figura 12. Eficiência intrínseca do uso da água (EIUA) em lâminas foliares de Barbacenia graminifolia submetidas
aos regimes de regas diárias (Controle) e suspensão total de rega (Tratado). Os círculos branco e preto indicam o
grupo controle e tratado, respectivamente. A seta indica o dia em que o restabelecimento da rega (reidratação) foi
efetuado. As barras indicam o desvio padrão.
Por meio do modelo da hipérbole não retangular, foi possível determinar o FFFAsat.
Foram encontradas diferenças a partir da ANOVA de amostras repetidas (F = 8,56; p < 0,001).
O grupo C apresentou um FFFAsat médio de 476 µmol fótons m-2 s-1. A diminuição destes
valores no grupo T teve início no 24º dia (média de 266 µmol fótons m-2 s-1) nas plantas com
suspensão total de rega (p = 0,03). Esta diferença se manteve durante o decorrer do experimento
até o 32º dia (p < 0,001). Com a reidratação os valores de FFFAsat retornaram a valores
semelhantes entre os fois grupos no período de 84h (p = 0,26) (Figura 13).
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
EIU
A
Dias
47
Figura 13. Ponto de saturação luminoso em lâminas foliares de Barbacenia graminifolia submetidas aos regimes
de regas diárias (Controle) e suspensão total de rega (Tratado). Os círculos branco e preto indicam o grupo controle
e tratado, respectivamente. A seta indica o dia em que o restabelecimento da rega (reidratação) foi efetuado. As
barras indicam o desvio padrão e os asteriscos determinam as diferenças observadas entre as médias dos
tratamentos detectadas a partir do teste de Tukey em nível de 5% de probabilidade.
Eficiência quântica máxima do fotossistema II (Fv/Fm) as plantas diferiram entre os
tratamentos (F = 14,072; p = <0,001). Entre o início do experimento e o 28º dia, as plantas
submetidas à suspensão total de rega não apresentaram diferenças em relação ao C (p = 0,11 e
p = 0,48, respectivamente). Diferenças entre os tratamentos apenas foram detectadas no 32º dia
(p < 0,001) e, somente 84 horas após a reidratação, o grupo T apresentou similaridade com o
grupo C (p = 0,38) (Figura 14).
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
FF
FA
sa
t, (μ
mo
l m
-2s
-1)
Dias
* * ***
48
Figura 14. Eficiência máxima do fotossistema II (Fv/Fm) em lâminas foliares de Barbacenia graminifolia
submetidas aos regimes de regas diárias (Controle) e suspensão total de rega (Tratado). Os círculos branco e preto
indicam o grupo controle e tratado, respectivamente. A seta indica o dia em que o restabelecimento da rega
(reidratação) foi efetuado. As barras indicam o desvio padrão e os asteriscos determinam as diferenças observadas
entre as médias dos tratamentos detectadas a partir do teste de Tukey em nível de 5% de probabilidade.
O conteúdo de clorofila a, clorofila total e carotenoides apresentaram diferenças entre
os grupos (F = 6,22; p < 0,001, F = 6,75; p < 0,001 e F = 3,49; p = 0,002, respectivamente)
(Figura 15A, 15C e 15D). De forma distinta, o conteúdo de clorofila b e razão a/b não
apresentaram diferenças entre os tratamentos (F = 1,71; p = 0,11, F = 1,28; p = 0,27) (Figura
15B e 15E). O pigmento fotossintético clorofila a não variou entre as plantas C e T durante o
8º e 24º dias (p = 0,70; p = 0,24, respectivamente). A partir do 28º dia até o final do experimento,
os grupos diferiram (p < 0,05). No 28º dia de suspensão total de rega, o grupo T exibiu uma
média de 0,89 mg g-1 de massa seca (MS). No 32º dia, 12 horas e 36 horas após a reidratação,
os valores foram próximos a 0,1 mg g-1 MS. Somente 84 horas após o restabelecimento da
irrigação, o valor médio chegou a 0,98 mg g-1 MS, demostrando uma elevação no conteúdo de
clorofila a, porém este valor não foi suficiente para igualar o grupo T do C (Figura 15A).
O conteúdo de clorofilas totais apresentou diferenças ao longo do experimento, com
uma redução a partir do 28º dia no grupo C (média de 1,15 mg g-1 MS e p = 0,003). No 32º dia,
12 horas e 36 horas após a reidratação, os valores permaneceram próximos a 0 mg g-1 MS e,
mesmo após 84 horas do restabelecimento hídrico, o valor médio de 1,11 mg g-1 MS não
alcançou valores similares ao grupo controle (média 3,79 mg g-1 MS e p < 0,001) (Figura 15C).
A diferença entre o conteúdo de carotenoides totais teve início a partir do 24º dia,
apresentando uma média de 3,8 µg g-1 MS no grupo T (p = 0,02). Esta diferença foi mantida
0.00
0.20
0.40
0.60
0.80
1.00
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
Fv
/Fm
Dias
***
49
até 36 horas após a reidratação (p = 0,01). Depois de 84 horas do início do restabelecimento
da rega, os grupos passaram a não apresentar diferenças (p = 0,10) (Figura 15D).
Figura 15. Clorofila a (A), clorofila b (B), clorofila total (C), carotenoides totais (D) e razão a/b (E) em lâminas
foliares de Barbacenia graminifolia submetidas aos regimes de regas diárias (Controle) e suspensão total de rega
(Tratado). Os círculos branco e preto indicam o grupo controle e tratado, respectivamente. A seta indica o dia em
que o restabelecimento da rega (reidratação) foi efetuado. As barras indicam o desvio padrão e os asteriscos
determinam as diferenças observadas entre as médias dos tratamentos detectadas a partir do teste de Tukey em
nível de 5% de probabilidade.
Desta forma, observamos que as medidas de TRAf e de eficiência fotossintética, bem
como do aparato fotossintético (clorofila a e carotenoides) sofreram alterações entre os grupos
a partir do 24º dia e foram reestabilizados gradualmente com a reidratação. Outros parâmetros
0
2
4
6
8
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
mg
g-1
MS
A
**
***
*
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
mg
g-1
MS
B
0
2
4
6
8
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
mg
g-1
MS
Dias
C
*
***
*
0
2
4
6
8
10
12
14
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
µg
g-1
MS
Dias
D
*
* ***
-100
-50
0
50
100
150
200
250
0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40
a/b
Dias
E
50
como EUA, clorofila b, transpiração, entre outros, não apresentaram diferenças ao longo do
experimento (Figura 16).
Figura 16. Comparação entre os parâmetros ecofisiológicos avaliados em lâminas foliares de Barbacenia
graminifolia submetidas aos regimes de regas diárias (Controle) e suspensão total de rega (Tratado). Quadrados
brancos representam a ausência de diferença entre os grupos Controle e Tratado; Quadrados vermelhos apontam
a diferença entre os grupos, com valores do grupo Tratado menores que o do Controle; Quadrados azuis apontam
as diferenças entre os tratamentos, onde os valores do Tratado são maiores; Quadrados cinzas apontam a ausência
de quantificação dos parâmetros (i.e. anabiose).
Tempo D0 D8 D12 D16 D20 D24 D28 D32 12H 36H 84H
Umidade do solo 47% 23% 14% 10% 8% 5% 2% 1% 40% 52% 48%
TRAf% 92% 98% 91% 95% 94% 91% 82% 33% 17% 97% 96%REIDRATAÇÃO
Teor relativo de água foliar
REIDRATAÇÃO
Fotossintese líquida
Eficiência do uso da água (EUA)
Condutância estomática
Concentração interna de CO2
Transpiração
Carotenoides
Clorofila a
Clorofila b
Clorofila total
Razão a/b
Eficiência máxima do fotossistema II
Ponto de saturação luminoso
REIDRATAÇÃO
51
7 DISCUSSÃO
A habilidade de algumas plantas em sobreviver à completa dessecação de seus tecidos
é um evento raro, relacionado à aquisição, por evolução independente, de adaptações estruturais
e funcionais plásticas, com a finalidade de evitar os danos celulares causados pela desidratação
das plantas que se desenvolvem em ambientes com disponibilidade hídrica reduzida (OLIVER;
WOOD; MAHONY, 1998; OLIVER; TUBA; MISHLER, 2000; FARRANT; MOORE, 2011).
Com a redução da disponibilidade hídrica, assim como demonstrado para outras plantas
tolerantes à dessecação como Xerophyta viscosa (Velloziaceae) , Craterostigma wilmsii
(Linderniaceae) (SHERWIN; FARRANT, 1998) e Mohria caffrorum (Anemiaceae)
(FARRANT et al., 2009), ocorreram alterações morfológicas em Barbacenia graminifolia.
Algumas dessas modificações incluem o enrolamento, aumento da dureza foliar (observação
visual) e a perda da coloração verde nas folhas. O enrolamento foliar proporciona proteção
contra danos causados pela incidência de radiação (DINAKAR; DJILIANOV; BARTELS,
2012), enquanto que o amarelamento foliar está relacionado com a perda de clorofilas
(FARRANT, 2000). A degradação dos pigmentos fotossintéticos nos permite classificar B.
graminifolia como peciloclorofila (FARRANT, 2000). Esta resposta foi similar à observada em
Barbacenia purpurea e Xerophyta humilis ( AIDAR et al., 2010; BECKETT et al., 2012;
SUGUIYAMA et al., 2014). Em monocotiledônias a degradação total das clorofilas inativa a
cadeia transportadora de elétrons e inibi, consecutivamente, a fotossíntese (FARRANT, 2000).
A degradação de pigmentos fotossintetizantes pode fornecer uma vantagem adaptativa nestas
plantas, por reduzir a produção de ROS e minimizar os danos ao aparato fotossintético
(FARRANT et al., 2007).
Com o retorno do regime de rega, observamos que a primeira mudança foi a recuperação
completa da turgescência nas folhas. Em um segundo momento houve o retorno da coloração
esverdeada pelo desencadeamento a síntese de clorofilas. De forma distinta da observada neste
experimento, no trabalho de Suguiyama (2013), B. pupurea apresentou a síntese de clorofila
acompanhada do retorno da turgescência, o qual se deu de forma mais lenta. As diferenças nas
estratégias das duas especies ao reestabelecer seu conteúdo hídrico pode estar associada ao
tamanho foliar. Embora não tenha sido medida experimentalmente, uma estimativa visual de B.
graminifolia nos permite afirmar que folhas de B. purpurea são aproximadamente 15 cm
maiores.
O aumento nos teores de carotenoides durante o estresse hídrico proporciona proteção
contra ROS e redução dos danos ligados ao excesso de energia luminosa (BECKETT et al,
52
2012), como observado em estudos prévios em B. purpurea (AIDAR et al., 2014). No entanto,
B. graminifolia apresentou uma degradação inicial apenas a partir do 24º dia de imposição da
restrição hídrica. Posteriormente, com a retomada da rega, os teores de carotenóides
aumentaram, chegando aos mesmos valores detectados no grupo C (Figura 15D). Isto sugere
que este pigmento não atua na fotoproteção em B. graminifolia durante a desidratação, como
sugerido para X. humilis (FARRANT et al., 1999; BECKETT et al., 2012) X. viscosa
(FARRANT, 2000), Xerophyta scabrida (TUBA et al., 1994) e Xerophyta villosa (GAFF;
HALLAM, 1974). É possível ainda que outros pigmentos possam atuar ativamente na
fotoproteção em B. graminifolia, tal como as antocianinas ou xantofilas (FARRANT, 2000;
BECKETT et al., 2012).
Com a imposição da dessecação, as plantas apresentaram uma redução das taxas de
assimilação líquida do carbono, fechamento estomático e ponto de saturação luminoso que
acompanharam a degradação das clorofilas. A taxa de assimilação do carbono é diminuída antes
mesmo do início da degradação das clorofilas. Neste sentido, aparentemente algum sinalizador
pode estar desencadeando o início da degradação dos pigmentos fotossintéticos. O aumento das
concentrações intercelulares de CO2 já foi apontado como um possível sinalizador para a
degradação de clorofilas (BECKETT et al., 2012). Em X. humilis houve redução da fotossíntese
associada ao aumento das concentrações intercelulares de CO2. Neste exemplo, a principal
limitação fotossintética foi fotoquímica e coincidiu com o início da degradação das clorofilas.
O mesmo parece ocorrer em B. graminifolia, uma vez que as concentrações internas de CO2
permanecem constantes, ao passo que os níveis de clorofila diminuem juntamente com a taxa
de assimilação líquida.
O fechamento parcial dos estômatos e, consequentemente, a redução da transpiração,
podem refletir uma possível elevação na EUA (BERGMANN et al., 1982; TUNER, 1997;
DÜRING; LOVEYS; DRY, 1997; LOVEYS et al., 2000). A impossibilidade no controle das
condições ambientais ao longo do experimento na casa de vegetação mostra que a transpiração
do grupo C também oscilou ao longo do tempo. Entretanto, podemos comparar os valores entre
os grupos C e T dentro de cada dia de experimento. Embora não tenha sido detectada diferença
entre os grupos C e T, pode-se observar uma tendência de diminuição no grupo T,
acompanhando as alterações significativas na condutância estomática e taxa de assimilação
líquida de carbono (a partir do 24° dia até a reidratação). Desta forma, quando calculada as
razões A/E e A/gs, não é possível visualizar diferenças na EUA e EIUA. Isto indica um preparo
prévio para a diminuição da fotossíntese devido à imposição severa do déficit hídrico, ou seja,
53
nesta etapa do processo de desidratação, o metabolismo foliar está mais próximo do estado de
anabiose e as folhas não investem esforços, portanto, na melhoria da capacidade fotossintética.
Surpreendentemente, o início da redução das atividades fotossintéticas ocorreu quando
a turgescência foliar ainda se encontrava acima de 80%, mas a disponibilidade hídrica no solo
já estava abaixo de 10% (Figura 6). A percepção do déficit hídrico está, possivelmente, mais
associada com a redução da disponibilidade hídrica no solo do que com a turgescência foliar.
Uma estratégia associada a limitação estomática é encontrada em B. purpurea (AIDAR et al.,
2010; SUGUIYAMA, 2013) que permite a retenção de água nas folhas mesmo sob estresse
hídrico. O fechamento dos estômatos parece ser uma estratégia de extrema importância para a
manutenção das demais funções fisiológicas da planta, reduzindo a condutividade hídrica e
prevenindo a perda de água pela transpiração (GHANNOUM, 2009). Entretanto, comparando
as espécies B. purpurea e B. graminifolia, ainda é nítida a diferença no tempo de resposta do
metabolismo fotossintético ao déficit hídrico. Se por um lado B. purpurea diminui as taxas de
assimilação de carbono quando o TRAf ainda é de 80%, o mesmo não ocorre com B.
graminifolia. Isso possibilita duas suposições não mutuamente excludentes: 1) a EUA é maior
em B. graminifolia, o que possibilita maiores taxas fotossintéticas com baixa disponibilidade
hídrica; 2) folhas de B. graminifolia possuem um sistema antioxidante (enzimático ou não) mais
eficiente que B. purpurea. Entretanto, ambas situações carecem de testes experimentais.
Durante a reidratação a assimilação do carbono foi recuperada, porém só pôde ser
detectada com o TRAf acima dos 80%. Isto indica que o retorno da atividade fotossintética só
se inicia quando a folha se encontra quase totalmente hidratada, assim como observado durante
o processo de dessecação. Com a reidratação, as clorofilas foram gradualmente re-sintetizadas
e o retorno da fotossíntese foi concomitante. Esta simultaneidade demonstra que as limitações
fotossintéticas são reversíveis (FARRANT, 2000; BECKETT et al., 2012).
O processo de sinalização para o estado de anabiose e a reconstrução dos componentes
celulares após a reidratação, estão associados com a “percepção” da disponibilidade hídrica no
interior das células. Apesar disso, sob estresse luminoso apenas algumas folhas (normalmente
aquelas mais expostas à luminosidade) degradam suas clorofilas. Com intensificação desse
estresse, ocorre o completo desligamento da fotossíntese, caracterizando o estado de anabiose.
A percepção da disponibilidade hídrica no interior da folha pode permitir a expressão de genes
e sínteses de proteínas, responsáveis por dirigirem os mecanismos de proteção e reparo antes e
após o estado de anabiose (OLIVER; WOOD; MAHONY, 1998). No entanto, variantes desses
processos podem ocorrer. Este pode ser o caso de B. graminifolia, onde apenas as folhas
expostas à luz degradaram suas clorofilas. O TRAf registrado para este período estava em torno
54
de 80%, ou seja, a planta não apresentava sinais de dessecação foliar severa. Desta forma, a
degradação dos pigmentos fotossintetizantes pode estar mais relacionado ao estresse luminoso
do que ao estresse hídrico.
O parâmetro eficiência quântica máxima do fotossistema II (Fv/Fm) manteve-se
constante até o 28º dia, com valores aproximados de 0,8. De acordo com Demmig e Björkman
(1987), valores da razão Fv/Fm em torno de 0,832 ± 0,004 são observados em folhas sadias.
Estes valores são também foram observados em Vellozia variabilis, V. glabra, V. nivea, V. alata
e Barbacenia involucrata (LÜTTGE et al., 2007). O déficit hídrico pode resultar em diminuição
das taxas de assimilação do carbono a partir de dissipação térmica e luminosa em plantas a um
nível reversível (NIYOGI, 1999). Sob restrição hídrica há a possibilidade da razão Fv/Fm
permanecer constante. Neste momento, a reidratação levará a um reestabelecimento normal e
instantâneo da fotossíntese. No entanto, se razão Fv/Fm diminui ao longo do período de
restrição hídrica é provável que ocorram danos ao aparato fotossintético (AIDAR et al., 2014).
Em nosso estudo os níveis de fluorescência se mantiveram estáveis até o 28º dia. Após esse
período, não conseguimos mais registrar a fluorescência, ou seja, o estado de anabiose foi
iniciado. Neste momento, registramos a degradação das clorofilas a e b e, consequentemente,
o desligamento da fotossíntese (AIDAR et al., 2014). Após o reestabelecimento da rega a
eficiência quântica máxima do fotossistema II se igualou as plantas do grupo C. Portanto,
nenhum dano ao aparato fotossintético foi detectado através de Fv/Fm.
Levando em consideração todas as avaliações, as plantas de B. graminifolia respondem
com alterações fisiológicas apenas quando o TRAf se encontra próximo de 90%. Isto, por si só,
não conferiria à espécie a característica de planta revivescente. Porém, quando levamos em
consideração a umidade do solo em que isso acontece (5%) constata-se que: 1) B. graminifolia
possui grande capacidade de retenção de água em seus tecidos sob déficit hídrico; 2) B.
graminifolia tolera a dessecação dos seus tecidos; 3) B. graminifolia retorna o seu metabolismo
após reidratação dos seus tecidos a níveis acima de 80% em poucas horas.
B. graminifolia constitui um novo objeto de estudo para plantas revivescentes. Suas
estratégias diferenciadas para tolerar à dessecação agregam mais conhecimentos sobre o tema
e abarcam maior compreensão sobre a flora brasileira. Os mecanismos fisiológicos
apresentados são de extrema importância para entender a diversidade e as particularidades de
estratégias relacionadas a esta capacidade.
55
8 CONCLUSÕES
Barbacenia graminifolia apresenta mecanismos que nos permite classificá-la como
revivescente, uma vez que submetida à restrição hídrica severa (dessecação) e posterior
reidratação, esta espécie reestabelece suas funções fisiológicas. Além disso, podemos
considerá-la uma planta peciloclorófila e homeohídrica, por apresentar degradação dos
pigmentos fotossintéticos e manutenção de seu grau de hidratação.
Plantas de B. graminifolia apresentam alterações fisiológicas semelhantes às de B.
purpurea, outra espécie revivescente, filogeneticamente próxima, tendo alterados os níveis de
alguns parâmetros fotossintéticos e seus pigmentos relacionados, além de mudanças
morfológicas importantes para a viabilidade das plantas quando submetidas ao déficit hídrico
intenso.
B. graminifolia despendeu mais tempo para apresentar alterações fisiológicas que B.
purpurea, decorrentes do déficit hídrico, portanto possui grande capacidade de retenção de água
em seus tecidos. Com o retorno da disponibilidade da água, suas funções metabólicas se
restabelecem, porém, apesar de atingirem os níveis iniciais de TRAf rapidamente, o
metabolismo não é recuperado em apenas 84h de reidratação.
De forma conjunta podemos observar três etapas durante o processo de dessecação de
B. graminifolia. A primeira etapa consiste em evitar a perda de água, mantendo hidratados seus
tecidos. A segunda etapa está relacionada à diminuição do metabolismo fotossintético, até
alcançar o estado de anabiose, onde todas as funções fisiológicas cessam. E a terceira etapa
consiste no retorno das funções fisiológicas após a rehidratação.
Apesar de diagnosticada a tolerância à dessecação em mais uma espécie do gênero
Barbacenia, este trabalho juntamente com dados da literatura, mostram que este evento parece
estar relacionado ao ambiente de origem das plantas revivescentes. Entretanto, para confirmar
esta hipótese, investigações mais aprofundadas neste sentido devem ser realizadas.
56
57
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