Estudos morfofisiológicos de duas samambaias epífitas da Mata Atlântica: Elaphoglossum luridum (Fée) Christ (Dryopteridaceae) e Vittaria lineata (l.) Smith (Pteridaceae)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas. Programa de Pós-Graduação em Biologia Vegetal

As pteridófitas constituem um importante grupo de organismos da flora brasileira, muito dependentes das condições climáticas presentes na Floresta Atlântica. As epífitas são plantas que não possuem conexões diretas com o solo e utilizam-se de suporte, mas não dos nutrientes, dos forófitos em que se apoiam. Dentre a grande variedade de pteridófitas epífitas da Mata Atlântica, podemos citar as espécies Elaphoglossum luridum (Fée) H. Christ. (Dryopteridaceae) e Vittaria lineata (L.) Smith (Pteridaceae). Considerando-se o número reduzido de informações sobre a anatomia e a fisiologia de pteridófitas epífitas, foram realizadas as caracterizações anatômicas e estudos de diferentes aspectos da fisiologia, em ambas as espécies, através de análises de: conteúdo relativo de água (CRA), pigmentos fotossintéticos, fluorescência da clorofila a e a concentração de malato foliar, em plantas do grupo controle, submetidas ao estresse hídrico e à aplicação exógena de ácido abscísico (ABA); com o objetivo de observar caracteres importantes para a sobrevivência destas espécies em ambientes xéricos. Os materiais botânicos foram coletados na Unidade de Conservação Desterro - UFSC (UCAD), Florianópolis, SC, sendo cultivados na casa de vegetação do Departamento de Botânica - CCB - UFSC. Ambas as espécies estudadas apresentam características anatômicas relacionadas às condições xéricas, tais como: frondes coriáceas a cartáceas, que apresentam suculência, cutícula espessa, células epidérmicas com paredes periclinais espessas e estômatos, restritos a face abaxial. As análises fisiológicas demonstraram uma grande capacidade de manutenção hídrica em E. luridum e V. lineata, pois, mesmo em condições de estresse hídrico e aplicação de ABA exógeno, as espécies não apresentaram alterações significativas no CRA, mantendo altos níveis. Nas análises da concentração de pigmentos fotossintéticos, as plantas submetidas aos tratamentos de estresse demonstraram quedas significativas nos níveis de clorofila a e b, todavia as concentrações de carotenoides mantiveram-se estáveis. Os parâmetros fotossintéticos (?, Eoptimum e ETRmax), obtidos através das curvas rápidas de luz (RLC's), apresentaram quedas significativas após os tratamentos de estresse hídrico e aplicação de ABA. Em E. luridum, não foram encontradas evidências do metabolismo ácido das crassuláceas (CAM). Em V. lineata, plantas do grupo controle não apresentaram diferença no conteúdo de malato entre as amostras coletadas as 06h00min e as 18h00min, não demonstrando, assim, evidências do metabolismo CAM. Contudo, plantas submetidas ao estresse hídrico por sete dias e à aplicação exógena de ABA, apresentaram aumentos significativos nas concentrações de ?Malato, demonstrando uma acidificação noturna e revelando uma regulação positiva do metabolismo CAM. Assim, foram encontradas evidencias da possibilidade de alteração do modo de fixação de carbono da via C3 para o CAM, em resposta ao déficit hídrico e aplicação exógena de ABA, podendo, com isso, a espécie V. lineata apresentar o metabolismo CAM facultativo.

Ferns are an important group of organisms of the flora, very dependent on climatic conditions present in the Atlantic Forest. Epiphytes are plants that do not have direct connections with the soil and utilize phorophytes just to support. Among the wide variety of epiphytic ferns of the Atlantic Forest, we can mention the species Elaphoglossum luridum (Fée) H. Christ. (Dryopteridaceae) and Vittaria lineata (L.) Smith (Pteridaceae). Considering the small number of information about the anatomy and physiology of epiphytic ferns, anatomical characterization and studies of different aspects of physiology in both species, were conduct through analysis of: relative water content (RWC), photosynthetic pigments, chlorophyll fluorescence, malate concentration of fronds. Three groups were analyzed: control group, group subjected to water stress and another subjected to exogenous application of abscisic acid (ABA), with the aim of observing important characters for the survival of these species in xeric environments. The botanical material was collected in the Environmental Desterro Park - UFSC (UCAD), Florianopólis, SC. The plants were kept in the greenhouse of the Botany Department - CCB - UFSC. Both species have anatomical features related to xeric conditions, such as coriaceous to chartaceous fronds that present succulence, presence of thick cuticle, epidermal cells with thick external periclinal walls and stomata restricted to the abaxial surface. The physiological analyzes showed a great ability to retain water in E. luridum and V. lineata, because even under conditions of water stress and exogenous abscisic acid (ABA) application, the species showed no significant changes in the RWC. In the analysis of the concentration of photosynthetic pigments, plants subjected to stress treatments showed significant decreases in levels of chlorophyll a and b, however the concentrations of carotenoids were kept stable. The photosynthetic parameters (á, Eoptimum and ETRmax), obtained by rapid light curves (RLC's), showed significant decreases after treatment of water stress and ABA application. In E. luridum, we did not found evidence of crassulacean acid metabolism (CAM). In V. lineata, the control group showed no difference in malate content of the samples collected between 06h00min and 18h00min, so there was no evidence of CAM metabolism. However, plants subjected to drought stress for seven days and the application of exogenous ABA showed significant increases in concentrations of ÄMalate, demonstrating a nocturnal acidification and revealing an up regulation of CAM metabolism. Thus, we found evidence of the possibility of changing the mode of carbon fixation pathway C3 to CAM in response to water stress and exogenous application of ABA and may, therefore, the species V. lineata present the facultative CAM metabolism.