Acúmulo de alumínio em Melastomataceae ocorrentes nos campos rupestres da Serra de Ouro Branco (MG)

Abstract

A Serra de Ouro Branco (SOB) compõe a Cadeia do Espinhaço, região que abriga a maioria dos campos rupestres (CR) quartzíticos no Brasil. Os campos rupestres são marcados por inúmeros filtros ambientais, responsáveis pela seleção de variadas adaptações em plantas ao longo da evolução. A presente pesquisa avaliou o acúmulo de Al em vinte e duas espécies da família Melastomataceae que ocorrem na SOB. Aqui, procuramos afirmar as seguintes hipóteses: as plantas da família Melastomataceae dos CR, acumulam alumínio em sua parte aérea, independente do hábito e da quantidade do metal no solo; os principais sítios de acúmulo são as paredes de natureza pecto-celulósica e o conteúdo citoplasmático de diferentes tipos celulares, os núcleos, cloroplastos e tricomas; os sítios de acúmulo do Al se sobrepõem aos de compostos fenólicos, de Si e Ca, sugerindo a complexação desses elementos como detoxificação interna do metal. Solos de três ambientes da SOB foram coletados e submetidos à análise química. Amostras de folhas e caules foram quantificadas quimicamente para determinação dos teores de Al, P, K, Ca, Mg e Fe. Cortes anatômicos de folhas e caules, incluídos em historesina, foram corados com Chrome Azurol S, Dicromato de Potássio, PAS e Vermelho Neutro, para detecção de Al, polifenóis, mucilagens e cutícula, respectivamente. Folhas e caules de 17 espécies foram submetidos à microanálise de Raios-X, para mapeamento de Al, Si, Ca, Mn e Fe. Os resultados apontam que os solos da SOB são ácidos, oligotróficos e altamente saturados por Al. Todas as espécies são acumuladoras de Al, sendo três delas hiperacumuladoras do metal. O Al tem preferência pelas paredes de natureza pecto-celulósica. Os tricomas, cutícula propriamente dita, núcleos, cloroplastos, conteúdo celular das esclereídes, floema e células parenquimáticas associadas ao xilema e mucilagens apresentaram reação positiva para Al. Observou-se complexação entre Al e Si e formação de cristais de silicato de alumínio. Não houve superposição entre os sítios de Al com os de Ca e compostos fenólicos. A hipótese de complexação do Al com Ca e compostos fenólicos não foi confirmada. O presente trabalho é inédito em relação ao acúmulo de Al por plantas de CR e representa um avanço no entendimento da ecofiosiologia de espécies desse tipo de vegetação. Palavras-chave: Histolocalização de Al; Al em Myrtales; Cadeia do Espinhaço.The Serra de Ouro Branco (SOB) is part of the Espinhaço Range, a region that is home to the majority of quartzite Campo Rupestre (CR) in Brazil. CRs are marked by numerous environmental filters, responsible for the selection of various plant adaptations throughout evolution. This study evaluated the accumulation of Al in twenty-two species of the Melastomataceae family that occur in the SOB. Here, we sought to affirm the following hypotheses: plants of the Melastomataceae family of the CRs accumulate aluminum in their aerial parts, regardless of habit and the amount of metal in the soil; the main accumulation sites are the walls of pecto-cellulosic nature and the cytoplasmic content of different cell types, the nucleus, chloroplasts and trichomes; the Al accumulation sites overlap with those of phenolic compounds, Si and Ca, suggesting the complexation of these elements as internal detoxification of the metal. Soils from three SOB environments were collected and subjected to chemical analysis. Leaves and stems samples were chemically quantified to determine the levels of Al, P, K, Ca, Mg and Fe. Anatomical sections of leaves and stems, included in historesin, were stained with Chrome Azurol S, Potassium Dichromate, PAS and Neutral Red to detect Al, polyphenols, mucilage and cuticle, respectively. Leaves and stems of 17 species were subjected to X-ray microanalysis to map Al, Si, Ca, Mn and Fe. The results show that the SOB soils are acidic, oligotrophic and highly saturated with Al. All the species are Al accumulators, with three of them being metal hyperaccumulators. Al has a preference for pecto-cellulosic walls. The trichomes, cuticle itself, nucleus, chloroplasts, cell content of the sclereids, phloem and parenchymatous cells associated with the xylem and mucilage showed a positive reaction for Al. Complexation was observed between Al and Si and the formation of aluminum silicate crystals. There was no overlap between the Al sites and those of Ca and phenolic compounds. The hypothesis of Al complexation with Ca and phenolic compounds was not confirmed. This work is unprecedented in relation to the accumulation of Al by CR plants and is an advance in the understanding of the ecophysiology of species of this type of vegetation. Keywords: Al histolocalization; Al in Myrtales; Espinhaço Range.