Alterações morfoanatômicas e fisiológicas nas folhas e nectários extraflorais de Cedrela fissilis Vell. (Meliaceae) em resposta à chuva ácida simulada

Abstract

A chuva ácida é um problema ambiental de escala Global. Este fenômeno promove alterações florísticas e é um dos problemas associados à degradação de florestas tropicais. A Mata Atlântica brasileira é um dos mais ricos hotspots de biodiversidade do mundo e a mesma está sujeita ao impacto da chuva ácida. Dessa forma, o objetivo desse trabalho foi investigar as alterações morfoanatômicas e fisiológicas de Cedrela fissilis à chuva ácida simulada. Essa espécie possui nectários extraflorais nas folhas que são de extrema importância nas relações planta-inseto. Mudas de C. fissilis foram expostas à chuva ácida simulada durante 19 dias consecutivos em casa de vegetação. A solução ácida foi preparada utilizando-se solução estoque de ácido sulfúrico 1N diluído em água destilada, até se obter pH 3,0. O controle foi realizado utilizando-se água destilada. Foram aplicados 50 ml de solução em casa planta diariamente utilizando-se borrifadores manuais. Os efeitos visuais foram avaliados em folhas; os anatômicos, micromorfológicos e histoquímicos foram avaliados em folhas e nectários extraflorais. Foram avaliados, também, trocas gasosas, teor de pigmentos e atividade de enzimas do sistema antioxidativo dessas plantas. O tratamento induziu menos de 30% de dano visual, caracterizado por pequenos pontos necróticos na lâmina foliar. Os sintomas anatômicos e micromorfológicos consistiram em alterações no formato das células epidérmicas, rompimento das mesmas, hipertrofia celular, rompimento e alteração no padrão de divisões das células do mesofilo. Em testes histoquímicos, C. fissilis apresentou acúmulo de compostos fenólicos na epiderme abaxial em ambos os tratamentos, e maior acúmulo na face adaxial das plantas expostas à chuva ácida. Maior acúmulo de carboidratos também foi observado na epiderme da face adaxial das folhas do tratamento. Os nectários extraflorais apresentaram flacidez e rompimento de células da epiderme secretora e retração de protoplasto no parênquima nectarífero. Houve reação positiva para carboidratos e compostos fenólicos em todo o nectário nos testes histoquímicos. A chuva ácida induziu aumento significativo nas taxas de transpiração (E) e redução na eficiência no uso da água (EUA) e na eficiência de carboxilação da Rubisco nas plantas do tratamento. O teor de clorofila B foi menor nas plantas do tratamento, enquanto o de carotenoides aumentou nas mesmas. A atividade da superóxido dismutase (SOD) aumentou nas plantas do tratamento com chuva ácida, enquanto houve redução da atividade da catalase (CAT). Esses resultados indicam que C. fissilis possui diferentes estratégias na neutralização do estresse causado pela chuva ácida, como defesas antioxidativas enzimáticas e não enzimáticas. Dessa forma, C. fissilis apresentou diferentes graus de dano nas diferentes variáveis analisadas. Palavras-chave: Bioindicadores. Poluição atmosférica. Estruturas secretoras. Alterações anatômicas. Alterações fisiológicas.

Acid rain is a global scale environmental problem. This phenomenon promotes floristic changes and is one of the problems associated with the degradation of tropical forest. The Brazilian Atlantic Forest is one of the most biodiverse hotspots in the world and is under effect of acid rain. Thus, the object of this work was to investigate the morphoanatomical and physiological changes in Cedrela fissilis to simulated acid rain. This species has extrafloral nectaries (EFNs) on the leaves that are extremely important in plant-insect relations. C. fissilis seedlings were exposed to simulated acid rain for 19 consecutive days in a greenhouse. The acidic solution was prepared using 1N sulfuric acid solution diluted in distilled water, until pH 3.0 was obtained. The control was performed using distilled water. 50 ml of solution were daily applied on each plant, using manual sprayers. Visual effects were assessed on leaves; anatomical, micromorphological and histochemical were evaluated in leaves an extrafloral nectaries. Gas exchange, pigment content and the activity of the enzymes from the antioxidant system were also measured. The treatment induced less than 30% of visual damage, which was characterized by small necrotic spots on the leaf blade. The anatomical and micromorphological symptoms consisted of changes in the shape and disruption of epidermal cells, cell hypertrophy, disruption and alteration in the pattern of divisions of the mesophyll cells. In histochemical tests, C. fissilis showed an accumulation of phenolic compounds in the abaxial epidermis of the abaxial face in both treatments, and greater accumulation in the adaxial face of plants exposed to acid rain. Greater accumulation of carbohydrates was also observed in the epidermis of the adaxial face of the leaves from the treatment. The extrafloral nectaries showed flaccidity and rupture of the secretory epidermis cells and retraction of protoplast in the nectariferous parenchyma. There was a positive reaction for carbohydrates and phenolic compounds in the nectary in histochemical tests. Acid rain induced a significant increase in transpiration rates (E) and reduction in water use efficiency (EUA) and in Rubisco's Carboxylation Efficiency in the treatment plants. The amount of chlorophyll B was lower in the treatment plants, while the carotenoids increased with the acid rain. Superoxide dismutase (SOD) activity increased in plants treatment with acid rain, while there was a reduction in catalase activity (CAT). These results show that C. fissilis has different strategies in order to neutralize the stress caused by acid rain, such as enzymatic and non-enzymatic antioxidant defenses. Thus, C. fissilis presented different levels of damage in the different variables analyzed. Keywords: Bioindicators. Air pollution. Secretory structures. Anatomical alterations. Physiological alterations.