Plantas hemiparasitas do Cerrado e sua relação com hospedeiras acumuladoras e não-acumuladoras de alumínio

Abstract

Para crescer e se reproduzir, as hemiparasitas devem ser bem-sucedidas na competição com as hospedeiras pelos recursos hídricos e nutrientes, tolerar diferenças na composição química da seiva do xilema e competir com a copa dessas pela luz. No cerrado, hemiparasitas também devem lidar com a hiperacumulação de alumínio, que ocorre em algumas famílias de hospedeiras. O objetivo desse estudo foi compreender as diferentes estratégias das plantas hemiparasitas em hospedeiras acumuladoras e não acumuladoras de Al e comparar indivíduos parasitados e não parasitados a fim de verificar os prováveis prejuízos do parasitismo nessas espécies. Para tal, foram medidos diversos parâmetros fisiológicos, visando caracterizar a aquisição de água e nutrientes e assimilação de carbono nesses indivíduos. O estudo foi realizado na Reserva Ecológica do IBGE, em Brasília -DF, onde foram amostrados 15 indivíduos de Miconia albicans, espécie acumuladora de Al, sendo 5 deles parasitados com Phthirusa ovata, 5 parasitados com Psittacanthus robustus, e 5 não parasitados, como controle. Além disso, foram escolhidos 5 indivíduos de Byrsonima verbascifolia, uma espécie não-acumuladora de Al, parasitados com P. ovata e 5 indivíduos não parasitados. As plantas parasitas apresentaram maiores concentrações foliares de K que as plantas hospedeiras. Houve correlação entre as concentrações foliares das parasitas e das hospedeiras para Ca, Mg, Mn, Cu e Al em pelo menos uma estação. Altas concentrações de Al foram encontradas nas folhas e nas sementes de P. robustus. Em P. ovata, apesar das altas concentrações de Al nas folhas, quando em hospedeiras acumuladoras, nas sementes não houve acúmulo, indicando que esse metal deva ser provavelmente imobilizado na folha. As plantas hospedeiras apresentaram maior número total de folhas, área foliar específica, maiores taxas de fotossíntese máxima e assimilação de CO2 em base de massa, fotossíntese bruta, concentração de clorofila, eficiência no uso da água, e valores de potencial hídrico, e menores taxas de respiração que as plantas parasitas. Apesar da diferença entre os valores diários de condutância estomática, não houve diferença entre parasitas e hospedeiras quanto à transpiração foliar nem quanto à condutância estomática em Amáx. Também foi observado uma tendência à respostas coordenadas de fechamento estomático entre as hospedeiras e as hemiparasitas associadas, o que pode indicar o uso conservativo da água de hemiparasitas em habitats com condições de seca. Houve diferença entre P. ovata nas distintas hospedeiras, tanto na concentração foliar de Al, como na concentração de Ca e Mg e nas densidades estomáticas, que podem estar relacionadas não à presença do Al, mas às características intrínsecas das hospedeiras. No geral, a presença da parasita não afetou significativamente o desempenho da hospedeira, sendo que indivíduos parasitados e não parasitados não diferiram em termos de concentração de nutrientes, assimilação de CO2, concentração de clorofila e no potencial hídrico. Uma exceção foram as menores concentrações foliares de nitrogênio e fósforo em B. verbascifolia parasitada. Portanto, essa relação mais duradoura e conservativa entre as hospedeiras e as parasita estudadas podem indicar adaptações de tolerância ao parasitismo.

Hyperaccumulation of metals has been reported in plants for many different ecosystems. In savannas of Brazil, Al-accumulating plants are common in some plant families. Several species of mistletoes are able to grow and reproduce on both Al-accumulating and non-accumulating hosts. The aim of this study was to understand the different strategies of mistletoes on Al-accumulating and no-accumulating hosts and to compare host plants with or without hemiparasites to determine the effects of mistletoes. We measured various physiological parameters that represent water use, nutrient uptake and carbon balance in these individuals. The study was conducted in the IBGE Ecological Reserve, Brasilia -DF, where we sampled 15 individuals of Miconia albicans, an Al- accumulator species, which 5 were infected with Phthirusa ovata, 5 with Psittacanthus robustus, and 5 nonparasitized, as controls. We also sampled Byrsonima verbascifolia, a non-Al- accumulating species, 5 individuals infected with P. ovata and 5 non-infected. The hemiparasites presented higher K leaf concentrations than host plants. There was a significant correlation between parasites and hosts on leaf concentrations of Ca, Mg, Mn, Cu and Al, at least in one season. Al was found in large quantities in leaves and seeds of P. robustus. In P. ovata, despite the high Al concentration in the leaves when growing on the Al-accumulating host, there was no accumulation in the seeds, indicating that this metal was probably imobilized in leaf tissue. The hosts had higher number of leaves, specific leaf area, rates of maximum CO2 assimilation (Amax), rates of gross assimilation, chlorophyll concentration, water use efficiency and leaf water potential values, and lower respiration rates than parasitic plants. Despite the differences in daily stomatal conductance values, there was no difference among parasites and its hosts in leaf transpiration or stomatal conductance at Amax. There was a tendency of related responses in stomatal closure within hosts and their parasites, which can indicate a conservative use of water of mistletoes in habitats with drought conditions, such Cerrado. Individuals of P. ovata in different hosts differed in leaf concentration of Al, as well as in the concentration of Ca and Mg and stomatal density, which may be related not only to the presence of Al, but by intrinsic characteristics of the host. In general, the presence of parasites did not affect significantly host performance. One exception was higher leaf nitrogen and phosphorus concentrations in non-infected individuals of B. verbascifolia relative to infected ones. Therefore, this lasting and conservative relation among hosts and parasites may indicate the development of adaptations that enhance the tolerance to parasitism in Cerrado's hosts.