Plasticidade fenotípica de plantas jovens de Handroanthus chrysotrichus (Mart. Ex DC.) Mattos (Bignoniaceae) em resposta a radiação solar

Abstract

A capacidade das plantas em apresentar respostas adaptativas funcionais em relação às condições ambientais é conhecida como plasticidade, podendo ser expressa pelo processo de aclimatação. No ambiente florestal, a luz é um dos fatores principais no estabelecimento e distribuição de espécies vegetais. Neste contexto, espécies mais plásticas apresentam maiores taxas de sobrevivência em relação à variação da disponibilidade luminosa. Os ajustes podem ser fisiológicos, morfológicos e anatômicos e variam de acordo com o nível de exposição à radiação e as características de plasticidade do indivíduo. Dessa forma, o presente estudo teve como objetivo avaliar a plasticidade de plantas jovens de Handranthus chrysotrichus em resposta a diferentes intensidades luminosas. Para tanto, as plantas foram submetidas a três tratamentos: pleno sol (100% de radiação), sombreamento moderado (50% de radiação solar) e sombreamento severo (5% de radiação solar). A plasticidade foi avaliada por meio da análise de modificações de características aos níveis fisiológicos, morfológicos e anatômicos. Foram realizadas análises de crescimento, teor de pigmentos fotossintetizantes, teor de carboidratos solúveis foliares, atividade de enzimas antioxidantes (catalase e peroxidase do ascorbato), anatomia foliar (espessura da cutícula, da epiderme, parênquima paliçádico, mesofilo paravenal, parênquima esponjoso e densidade estomática) e caulinar (espessura da periderme, floema secundário, faixa cambial, xilema secundário e diâmetro, comprimento e densidade dos vasos), testes histoquímicos e índice de plasticidade (IP), após 90 e 200 dias de tratamento. Para as folhas, foram realizadas avaliações em folhas pré-existentes à submissão aos tratamentos e em folhas novas emitidas. As plantas apresentaram respostas comumente encontradas em espécies adaptadas ao sol e à sombra. O crescimento foi estimulado em resposta à alta irradiância, pelo maior acúmulo de massa seca e carboidratos solúveis foliares. O teor de pigmentos fotossintetizantes foi superior nas plantas sob sombreamento severo. A atividade da enzima catalase foi inferior nas plantas submetidas ao pleno sol e a enzima peroxidase do ascorbato não apresentou variação entre os tratamentos ao final do experimento. Em relação à anatomia foliar, houve variações na espessura da cutícula, dos tecidos foliares e na densidade estomática. O caule apresentou variações quanto à espessura dos tecidos avaliados, diâmetro e densidade dos vasos. As variáveis anatômicas analisadas mostraram valores superiores nas plantas em pleno sol e sombreamento moderado. Em relação aos testes histoquímicos, foram encontradas diferenças na deposição de grãos de amido em tecidos caulinares, maior em pleno sol. A análise do IP demonstrou que os ajustes após 90 dias de tratamento foram predominantemente fisiológicos, sendo o teor de pigmentos fotossintetizantes e a massa seca total, as características mais plásticas. Entretanto, ao final de 200 dias de tratamento, os ajustes foram predominantemente morfológicos (massa foliar específica, área foliar específica, razão de área foliar, bem como a produção de massa seca total), anatômicos foliares (espessura do parênquima esponjoso, densidade estomática) e anatômicos caulinares (espessura da faixa cambial). Os resultados obtidos indicam que plantas jovens de H. chrysotrichus apresentam grande plasticidade frente à variação da disponibilidade de luz, o que torna essa espécie recomendada para projetos de reflorestamento e recuperação de áreas degradadas

The ability of plants to show functional adaptive responses in relation to environmental conditions is known as plasticity and can be expressed by the acclimation process. In the forest environment, light is a major factor in the establishment and distribution of plant species. In this context, more plastic species have higher survival rates in relation to the variation of light availability. Adjustments can be physiological, morphological and anatomical and vary with the level of radiation exposure and the characteristics of plasticity of the individual. Thus, this study aimed to evaluate the plasticity of young plants of Handranthus chrysotrichus in response to different light intensities. For this purpose, plants were subjected to three treatments: full sun (100% of solar radiation), moderate shade (50% of solar radiation) and severe shading (5% of solar radiation). The plasticity was evaluated by analyzing changes in physiological characteristics levels, morphological and anatomical. Analyses of growth, photosynthetic pigments content, leaf soluble carbohydrates, antioxidant enzymes (catalase and ascorbate peroxidase), leaf anatomy (thick cuticle, epidermis, palisade parenchyma, paravenal mesophyll, spongy mesophyll and stomatal density) and stem anatomy (thickness of the periderm, secondary phloem, vascular cambium, secondary xylem, diameter, length and density of vessels), histochemical tests and plasticity index (PI) after 90 and 200 days of treatment. For leaves, were evaluated leaves pre-existing to the treatments and new leaves that emerged. Plants show responses commonly found in species adapted to sun and shade. Growth was stimulated in response to high irradiance by the greater accumulation of dry weight and leaf soluble carbohydrates. The content of photosynthetic pigments was higher in plants under severe shading. The catalase activity was lower in plants grown under full sun and the enzyme ascorbate peroxidase did not vary between treatments at the end of the experiment. In relation to leaf anatomy, there were variations in the thickness of the cuticle, of measured leaves tissues and stomatal density. The stem showed variation in the measured tissue thickness, diameter and density of vessels. The anatomic variables analyzed showed higher values in plants in full sun and moderate shade. Regarding the histochemical tests, differences were found in the deposition of starch grains in stem tissues, most in full sun. The analysis of IP demonstrated that the adjustments after 90 days of treatment were predominantly physiological. The content of photosynthetic pigments and the total dry mass were the most plastic characteristics. However, after 200 days of treatment, the settings were predominantly morphological (specific leaf mass, specific leaf area, leaf area ratio, as well as the production of total dry mass), leaf anatomical (thickness of the spongy parenchyma, stomatal density) and anatomical stem (thickness range of vascular cambia). The results indicate that young plants of H. chrysotrichus exhibit great plasticity to the variation of light availability, which makes this recommended species for reforestation and reclamation