Clodoaldo Pinheiro
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Ecofisiologia do estresse luminoso em espécies de Cattleya Lindl. (Orchidaceae) Clodoaldo Leites Pinheiro Dissertação de Mestrado em Biodiversidade Tropical (Ecologia Tropical) Mestrado em Biodiversidade Tropical (Ecologia Tropical) Universidade Federal do Espírito Santo São Mateus, Fevereiro de 2012 Dados Internacionais de Catalogação-na-publicação (CIP) (Biblioteca Central da Universidade Federal do Espírito Santo, ES, Brasil) Pinheiro, Clodoaldo Leites, 1984- P654e Ecofisiologia do estresse luminoso em espécies de Cattleya Lindl. (Orchidaceae) / Clodoaldo Leites Pinheiro. – 2012. 98 f. : il. Orientador: Antelmo Ralph Falqueto. Coorientadora: Diolina Moura Silva. Dissertação (Mestrado em Biodiversidade Tropical) – Universidade Federal do Espírito Santo, Centro Universitário Norte do Espírito Santo. 1. Orquídea. 2. Plantas - Efeito da luz. 3. Fluorescência. I. Falqueto, Antelmo Ralph, 1979-. II. Silva, Diolina Moura. III. Universidade Federal do Espírito Santo. Centro Universitário Norte do Espírito Santo. III. Título. CDU: 502 Dedicatória À minha mãe por ter suportado a distância e pelas atitudes de carinho e de conforto que acompanham minha vida. À minha irmã que cuidou do meu orquidário na minha ausência, durante estes quase dois anos que estive dedicado ao mestrado. Aos professores que fizeram parte da minha formação acadêmica. Agradecimentos Ao professor Dr. Antelmo Ralph Falqueto, pela orientação, paciência e amizade, por estar no Congresso Brasileiro de Fisiologia Vegetal em Fortaleza-CE em 2009! Obrigado pela confiança e por acreditar no meu ponto de vista corajoso de fazer ciência. Teus ensinamentos foram muito valiosos. Ao coordenador do curso de Pós-Graduação em Biodiversidade Tropical, professor Dr. Luis Fernando Tavares de Menezes pela brilhante atuação em conduzir uma proposta de Mestrado no contexto do corredor central da Mata Atlântica. À professora Drª. Diolina Moura Silva, pela co-orientação e pelo aporte de equipamentos para as avaliações ecofisiológicas. Ao Sr. Roberson Maia, pela concessão de exemplares de Orchidaceae em condições de cultivo padronizado em sombra, o que foi providencial para o estudo da influência da luz enquanto promotor de estresse ou no incremento do desempenho fotoquímico. Admirável teu trabalho com as orquídeas, trouxe comigo alguns conceitos e apliquei no meu orquidário. Aos meus colegas de mestrado, meus amigos, minha família em São Mateus! Obrigado pela recepção e pela companhia. Não vou esquecer o primeiro açaí, as tartarugas marinhas, o mangue de Conceição da Barra, os Cyrtopodium e dos Epistephium nos nativos e... o Jambo de flores exuberantes, o pão que nasce em árvores, dos martelos no lugar de talheres, enfim... Teve dias que pensei estar em outro mundo, tudo diferente, tão singular e instigante! Ao colega de pesquisa Jadson Zampirollo pela contribuição na coleta e processamento de dados. Aos amigos João Martins e Gisele Magevsk, pela compania diária, pelos surtos rotineiros... coisas de mestrando, pelo “ flat” mais limpo e verde de São Mateus. Aos meus amigos de Bagé-RS, que sempre estiveram do meu lado: Cátia Cilene Avero, Luiz Aberto Gonçalves e Dona Delanei Ornelas. Ao Vagner Moraes pelo companheirismo, apoio e exemplo de vida. À Universidade Federal do Espírito Santo – Centro Universitário Norte do Espírito Santo e ao Departamento de Ciências Agrárias e Biológicas, pela oportunidade de realização deste curso. À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela concessão da bolsa de estudos. “Agora vou falar da dolência das flores para sentir mais a ordem do que existe”. Clarice Lispector Sumário 1. Introdução ................................................................................................................. 10 1.1 Família Orchidaceae A. Juss ................................................................................ 10 1.2 Ecologia de Orchidaceae A. Juss.......................................................................... 12 1.3 Ecofisiologia de Orchidaceae A. Juss .................................................................. 17 2. Metodologia ............................................................................................................... 26 2.1. Material vegetal e condições de amostragem...................................................... 26 3.2. Fluorescência da clorofila a e Teste JIP .............................................................. 26 2.3. Avaliação de danos dos processos ecofisiológicos do desempenho fotoquímico de orquídeas em resposta ao ambiente de luz............................................................. 31 2.3. Avaliação de danos dos processos ecofisiológicos do desempenho fotoquímico de orquídeas em resposta ao ambiente de luz............................................................. 31 2.3.1. Exposição à alta intensidade luminosa por período prolongado (Experimento 1)............................................................................................................................. 31 2.3.2. Exposição de plantas de orquídeas às manchas de sol (Experimento 2)...... 34 2.4. Análise estatística ................................................................................................ 36 3. Resultados e discussão .............................................................................................. 38 3.1 Exposição à alta intensidade luminosa por período prolongado .......................... 38 3.2 Exposição de plantas de orquídeas às manchas de sol ......................................... 62 4. Considerações finais ................................................................................................. 85 5. Referências bibliográficas ........................................................................................ 88 Lista de tabelas Tabela 1. Derivações do Test - JIP obtidas de análises da fluorescência da clorofila a (O-J-I-P) de acordo com Strasser et al. (2004), Yusuf et al. (2010) e Redillas et al. (2011) ............................................................................................................................. 30 Tabela 2. Mudanças nos parâmetros componentes do índice de desempenho fotoquímico no Fotossistema II..................................................................................... 59 Lista de Figuras Figura 1: Modelo de alta complexidade do aparato fotossintético correlacionando o fluxo de energia ao longo da transdução de energia e a Teoria de Fluxo de Energia em Biomembranas................................................................................................................ 29 Figura 2: Transientes O-J-I-P em espécies de Cattleya Lindl........................................ 38 Figura 3: Banda J ou V t e ∆Vt em espécies de Cattleya Lindl ....................................... 41 Banda K, Banda L, Banda I, curvas WOI, fase IP e ∆IP em espécies de Cattleya Lindl . ........................................................................................................................................ 45 Figura 5: Parâmetros da transdução de energia por centro de reação em espécies de Cattleya Lindl ................................................................................................................. 52 Figura 6: Fotoinibição dinâmica e crônica fundamentada na emissão de fluorescência basal em espécies de Cattleya Lindl............................................................................... 54 Figura 7: Radar compondo parâmetros rendimento quântico fotoquímico e parâmetros de eficiência de conservação de energia durante as reações redox.. .............................. 56 Figura 8: Curva O-L-K-J-I-P em C. warneri após 5 min (A – T 1), 35 min (B – T 2) e 120 min (C – T 3) de exposição às manchas solares............................................................... 63 Figura 9: Curva O-L-K-J-I-P em Cattleya harrisoniana após 5 min (A – T 1), 35 min (B – T 2) e 120 min (C – T 3) de exposição às manchas solares............................................ 64 Figura 10: Curva O-L-K-J-I-P em C. schofieldiana após 5 min (A – T 1), 35 min (B – T 2) e 120 min (C – T 3) de exposição às manchas solares..................................................... 65 Figura 11: Transdução de energia por centro de reação em espécies de Cattleya Lindl ... ........................................................................................................................................ 69 Figura 12: Radar compondo parâmetros de transdução de energia fotoquímica por cessão transversal, eficiências de conservação de energia, rendimento quântico fotoquímico para redução do FSI, turnover de Q A e total de elétrons carregados ao longo da cadeia transportadora de elétrons............................................................................... 73 Figura 13: Parâmetros de rendimento quântico fotoquímico máximo e índice de desempenho fotoquímico em espécies de Cattleya Lindl... ........................................... 77 Figura 14. Fotoinibição em espécies de Cattleya Lindl................................................. 79 Figura 15: Correlações entre desempenho fotoquímico e fluxo de energia em espécies de Cattleya Lindl ............................................................................................................ 82 Resumo Cattleya Lindl. (Orchidaceae) são ervas epífitas atuantes na regulação do equilíbrio dinâmico da biodiversidade neotropical e na manutenção de baixa entropia nos remanescentes florestais. O habitat fragmentado expõe estas espécies a condições