Seleção de características morfofisiológicas no biomonitoramento das chuvas ácida ou fluoretada em duas espécies arbóreas

Abstract

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da simulação de chuvas ácida e fluoretada, separadamente, sobre as folhas de Plinia cauliflora e Cupania vernalis, avaliando alterações na morfologia, na ultraestrutura e na fluorescência da clorofila a, além de analisar o teor de flúor na matéria seca das folhas dessas espécies, visando fornecer subsídios para o uso dessas plantas no biomonitoramento em ambiente contaminado por esses poluentes. Para o bioensaio da simulação de chuva ácida, mudas de P. cauliflora e C. vernalis foram submetidas a chuvas simuladas com pH 6,0 (controle) e pH 3,0 (tratamento) por 15 minutos durante 10 dias consecutivos. De forma semelhante, no bioensaio de simulação de chuva fluoretada mudas de P. cauliflora e C. vernalis foram submetidas a chuvas simuladas contendo 0, 10, 15 e 20 mg L-1 de KF por 15 minutos durante 10 dias consecutivos. Durante o experimento, foi avaliada a fluorescência da clorofila a, no escuro e no claro e, ao final das simulações foram coletadas folhas para quantificação do teor de F na massa seca, além de folhas e fragmentos foliares para análises em microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura. Não foram detectadas alterações na espessura de nenhum dos tecidos de P. caulifora e C. vernalis após os bioensaios. Após o término dos experimentos, apenas P. caulifloraapresentou clorose e manchas necróticas na borda de algumas folhas quando expostas à simulação de chuva ácida e apenas C. vernalis apresentou clorosena simulação da chuva fluoretada, sendo o dano mais acentuado nas concentrações de 15 e 20 mg L-1 de KF. A nível ultraestruturalforam detectadas erosão e formação de placas de cera epicuticular, além da colonização da superfície foliar por hifas fúngicas nos dois bioensaios em ambas as espécies. As chuvas ácida e fluoretada, não afetaram significativamente nenhuma das características de fluorescência da clorofila a avaliadas em P. cauliflora. Já C. vernalis apresentou redução no rendimento quântico potencial do FSII (Fv/Fm) para ambos os bioensaios. E ainda na simulação da chuva fluoretada foi observado aumento do coeficiente de extinção não fotoquímico (NPQ) nas maiores concentrações de KF. Ambas as espécies acumularam teor de flúor em seus tecidose todos os tratamentos diferiram entre si. Esses resultados demonstram que P. cauliflora e C. vernalis apresentam potencial para serem utilizadas como biosensorda presença de chuvas ácida e fluoretada, ou como indicadores ecológicos por bioacumulação da presença de flúor na atmosfera. A espécie P. cauliflora, por ser mais resistente ao flúor, é promissora para ser utilizada em áreas impactadas por esse tipo de poluição.

This study aimed to evaluate the effects of simulated rain, acid and with fluoride, separately, on leaves of Plinia cauliflora and Cupania vernalis, assessing alterations in morphology, ultrastructure and chlorophyll a fluorescence, besides analyzing the content of fluoride in dry leaves of these species, in order to provide subsidies for the use of these plants in the biomonitoring of environments contaminated by these pollutants. For the simulated acid rain bioassay, seedlings of P. cauliflora and C. vernalis were exposed to simulated rain at pH 6.0 (control) and pH 3.0 (treatment) for 15 minutes during 10 consecutive days. Similarly, for the bioassay of simulated fluoridated rain, seedlings of P. cauliflora and C. vernalis were exposed to simulated rain containing 0, 10, 15 and 20 mg L-1 of KF for 15 minutes during 10 consecutive days. During the experiment, it was evaluated the fluorescence of chlorophyll a, in the dark and light and, at the end of the simulations, leaves were collected to quantify the content of F in the dry mass; leaves and leaf fragments were also colected for analysis by light microscopy and scanning electron microscopy. No changes were detected in the thickness of any tissues P. caulifora and C. vernalis after the simulation of the both bioassays. After the end of experiment, only P. cauliflora presented chlorosis and necrotic spots on the edge of some leaves when exposed to simulated acid rain and only the C. vernalis presented chlorosis simulation of fluoridated rain, the damage being more accentuate at concentrations 15 and 20 mg L-1 KF. At the ultrastructural level, erosion and formation of epicuticular wax were detected, as well as leaf surface colonization by fungal hyphae in the two bioassays in both species. After the end of the simulations, it was possible to verify that the both simulated rain, did not significantly affect any of the evaluated characteristics of chlorophyll a fluorescence in P. cauliflora. Nevertheless, for C. vernalis, it was detected a reduction in the potential quantum yield of PSII (Fv/Fm), for both bioassays. For the simulation of fluoridated rain, it was observed increase in the coefficient of non-photochemical quenching (NPQ) in the highest concentrations of KF. Both species accumulated fluoride content in their tissues and all treatments differed from each other. These results demonstrate that P. cauliflora and C. vernalis present potential to be used as biosensors for monitoring the occurrence of rain, acid and with fluoride or like as ecological indicators by bioaccumulation of fluoride in the atmosphere. The species P. cauliflora, which has shown to be more resistant to fluoride is promising to be used in areas impacted by this type of pollution.