O aquecimento atmosférico moderado melhora a eficiência fotoquímica e a produção de biomassa de duas espécies de plantas do gênero Dimorphandra

Abstract

Um dos fatores das mudanças climáticas que mais interfere na fisiologia e crescimento das plantas é o aquecimento atmosférico. Contudo, as plantas podem lidar com o aquecimento por meio da plasticidade fenotípica em suas características funcionais. Desta forma, nossos objetivos foram avaliar a influência de dois cenários de aumento na temperatura do ar sobre o crescimento inicial e a morfofisiologia de plantas de Dimorphandra mollis e Dimorphandra wilsonii e comparar a plasticidade fenotípica das respostas funcionais das duas espécies em relação à diferença na temperatura atmosférica. Plantas de D. mollis e D. wilsonii foram cultivadas durante cem dias em três câmaras de germinação, representando três tratamentos de temperatura: temperatura ambiente (25 ºC/23,7 ºC (dia/noite)); aquecimento moderado (27,7 ºC/26,4 ºC); e aquecimento alto (29,4 ºC/28,1 ºC). Nossos resultados mostraram que o aquecimento moderado aumentou os índices de clorofila e produção de biomassa em plantas jovens de D. mollis e D. wilsonii. Os maiores índices de clorofila evidenciam um aumento na capacidade de absorção de luz, o que reflete em maior eficiência fotoquímica das plantas. Dessa forma, maiores índices de clorofila podem ter contribuído para a maior produção de massa seca para raízes, caules e folhas nessas plantas. Contudo, as plantas sob aquecimento moderado apresentaram também aumento na razão raiz/parte aérea, indicando uma alteração no padrão de alocação de biomassa, com maior investimento em raiz do que em parte aérea. Por outro lado, plantas sob aquecimento alto apresentaram indícios de aclimatação térmica, como o alongamento do hipocótilo e do pecíolo e diminuição na área foliar específica. Porém, mesmo com esses ajustes para tolerar o aumento na temperatura, a sobrevivência nesse tratamento foi menor. Dessa forma, o futuro aumento moderado na temperatura do ar pode ser benéfico para as plantas estudadas, enquanto aumentos intensos poderão trazer prejuízos. Em adição, plantas de D. wilsonii demonstraram maior plasticidade fenotípica do que D. mollis, o que pode contribuir para que ela se ajuste mais rapidamente frente ao aquecimento atmosférico. Palavras-chave: Mudanças climáticas; Plasticidade fenotípica; Taxa de sobrevivência; Termomorfogênese.One of the climate change factors that most interfere with plant physiology and growth is atmospheric warming. However, plants may cope with warming through phenotypic plasticity in their functional traits. Thus, our objectives were to evaluate the influence of two scenarios of increased air temperature on the early growth and morphophysiology of Dimorphandra mollis and Dimorphandra wilsonii plants and compare the phenotypic plasticity of the functional responses of the two species due to the difference at atmospheric temperature. Dimorphandra mollis and D. wilsonii plants grew for one hundred days in three germination chambers, representing three temperature treatments: ambient temperature (25 ºC/23.7 ºC (day/night)); moderate warming (27.7 ºC/26.4 ºC); and high warming (29.4 ºC/28.1 ºC). Our results showed that moderate warming increased chlorophyll indices and biomass production in young D. mollis and D. wilsonii plants. Higher levels of chlorophyll indicate an increase in the light absorption capacity, which suggests a greater photochemical efficiency of plants. Therefore, higher levels of chlorophyll may have contributed to the greater production of dry mass for roots, stems and leaves in these plants. However, plants under moderate warming also showed an increase in the root/shoot ratio, indicating a change in the biomass allocation pattern, with greater investment in roots than in shoots. On the other hand, plants under high warming showed signs of thermal acclimation, such as hypocotyl and petiole elongation and a decrease in specific leaf area. However, even with these adjustments to tolerate the increase in temperature, survival in this treatment was lower. Thus, future moderate warming in air temperatures may benefit the plants studied, while intense increases may cause harm. Also, D. wilsonii plants demonstrated greater phenotypic plasticity than D. mollis, which may contribute to it adjusting more quickly to atmospheric warming. Keywords: Climate change; Phenotypic plasticity; Survival rate; Thermomorphogenesis.