CARACTERIZAÇÃO DO TECIDO EPIDÉRMICO DURANTE A EXPANSÃO DE FOLÍOLOS DE Carapa guianensis (Aubl.) Dalton Dias da SILVA JÚNIOR 1 ; Fabrícia Kelly Cabral MORAES²; Gledson Luiz Salgado de CASTRO¹; Fernanda Ilkiu Borges de SOUZA³; Hugo Alves PINHEIRO 4 Resumo O Objetivo do trabalho foi verificar a ocorrência de alterações no padrão das células e dos apêndices epidérmicos durante a expansão de folíolos de Carapa guianensis (Aubl.). Amostras do limbo foram avaliadas após 14, 17, 20, 23, 26 e 31 dias da identificação do metáfilo por meio de microscopia de luz e varredura eletrônica. Ambas as epidermes apresentaram células justapostas, com paredes periclinais e anticlinais lisas e irregulares. São uniestratificadas, com células quadrangulares na face adaxial e retangulares na abaxial. Células sobre nervuras assemelham-se às do limbo na epiderme adaxial e são retangulares na abaxial. Na epiderme adaxial a cutícula é predominantemente lisa, tornando-se floculada nos folíolos maduros. O folíolo foi hipoestomático até o 20 o dia e anfihipoestomático doravante, com estômatos anomocíticos predominantes na epiderme abaxial. Tricomas glandulares e tectores ocorreram nas duas epidermes até o 20 o dia, tornando-se efêmeros e em menor densidade com a expansão. Nectários extraflorais nas duas epidermes foram sempre evidentes. A expansão do folíolo não altera a estrutura qualitativa das células; porém, nos folíolos mais maduros os tricomas glandulares e tectores tornamse efêmeros, ceras lisas tornam-se floculadas, os estômatos predominam na epiderme abaxial e os tricomas na epiderme adaxial. Palavras-chave: anatomia foliar, estômatos, tricomas. 1 Acadêmico do Curso de Agronomia da Universidade Federal do Rural da Amazônia; Bolsista do PIBIC-CNPq/UFRA; E-mail: dalton.junior@ufra.edu.br 2 Mestranda em Agronomia da Universidade Federal Rural da Amazônia Bolsista CAPES. fkcabralm@hotmail.com. 3 Pesquisadora da EMBRAPA Amazônia Oriental. Tv. Enéas Pinheiro s/n., Caixa Postal 48, Marco, 66095-100. Belém, Pará, Brasil. ilkiuf@cpatu.embrapa.br 4 Prof. Dr da Universidade Federal do Rural da Amazônia; Av. Trancredo Neves, 2501. CEP 66077-530, Belém-PA; E-mail: hugo.pinheiro@ufra.edu.br Área do conhecimento: Área: Ciências Biológicas; Sub Área: Botânica; Linha de pesquisa: Anatomia Vegetal. Introdução C. guianensis é uma espécie lenhosa de grande porte, amplamente distribuído desde a África Tropical aos Neotrópicos, incluindo as várzeas e áreas de terra firme da Amazônia. Apresenta grande potencial econômico devido à qualidade do óleo extraído de suas sementes e da resistência e durabilidade de sua madeira (Ferraz et al., 2002). Ainda assim, a cultura é explorada quase que extrativamente, sendo a falta de material vegetal selecionado (genótipos) limitante à introdução de plantios comerciais. Portanto, a domesticação da espécie é eminente, envolvendo, dentre outros, estudos fisiológicos e anatômicos relacionados ao crescimento e desenvolvimento da planta como um todo e; em especial, da folha, uma vez que estas são responsáveis pela produção de assimilados via fotossíntese. Do ponto de vista ontogênico, vários ciclos de divisão celular predominam nos dias iniciais da expansão do primórdio foliar (e do folíolo). Nos dias posteriores, tanto a divisão celular quanto a expansão celular são importantes (Kozlowski e Pallardy, 1997). A anatomia foliar (ou do folíolo) é desenvolvida em resposta à diferenciação celular. Assim, os mais diversos tipos de estruturas são formados, variando consideravelmente dentre as diferentes espécies, como por exemplo, a diferenciação celular para a formação da epiderme e de suas células especiais (estômatos e tricomas), das glândulas secretoras, dentre outros.
Teoricamente, as estruturas anatômicas são mantidas durante a expansão do folíolo, porém, algumas células especiais, como os estômatos e apêndices epidérmicos podem variar com a expansão do folíolo. 1 Acadêmico do Curso de Agronomia da Universidade Federal do Rural da Amazônia; Bolsista do PIBIC-CNPq/UFRA; E-mail: dalton.junior@ufra.edu.br 2 Mestranda em Agronomia da Universidade Federal Rural da Amazônia Bolsista CAPES. fkcabralm@hotmail.com. 3 Pesquisadora da EMBRAPA Amazônia Oriental. Tv. Enéas Pinheiro s/n., Caixa Postal 48, Marco, 66095-100. Belém, Pará, Brasil. ilkiuf@cpatu.embrapa.br 4 Prof. Dr da Universidade Federal do Rural da Amazônia; Av. Trancredo Neves, 2501. CEP 66077-530, Belém-PA; E-mail: hugo.pinheiro@ufra.edu.br
Observações empíricas permitem inferir que os folíolos de C. guianensis apresentam variações na coloração e espessura do limbo durante sua expansão. Nesse caso, diferenças anatômicas qualitativas podem ocorrer em alguma extensão, principalmente no tecido dérmico, cujas células especiais (estômatos e tricomas) estão relacionadas às trocas gasosas. Portanto, o objetivo desse trabalho foi avaliar a ocorrência de possíveis alterações qualitativas na anatomia do tecido dérmico durante a expansão dos folíolos. Material e Métodos e tricomas foram realizadas por microscopia de luz a partir de lâminas Figura 1. Variação na coloração do limbo durante a expansão de folíolos de C. guianensis. Sementes de andiroba (Carapa guianensis Aubl.) foram coletadas no campus da UFRA/Belém e passaram por um processo de embebição em água por 24 h. O semeio foi realizado em saco de polietileno (15 cm de diâmetro por 27 cm de altura) e, após 60 dias, as mudas foram transplantadas para vasos de 20 L, preenchidos com um Latossolo Amarelo, textura média. Os atributos químicos do substrato (ph, macro e micronutrientes) foram corrigidos de acordo com análise química do solo. As plantas foram irrigadas diariamente para de repor a água perdida por evapotranspiração e o controle de plantas daninhas foi realizado manualmente conforme necessário. Após a identificação do metáfilo, as folhas foram marcadas e seu crescimento (expansão dos folíolos) acompanhado diariamente. As amostras foram coletadas após14, 17, 20, 23, 26 e 31 dias da identificação do metáfilo, em função das visíveis diferenças na coloração do limbo (Figura 1). As amostras referentes às datas de coleta foram imersas em álcool 70% e, em seguida, foram obtidos cortes paradérmicos e transversais para as análises. As avaliações anatômicas referentes à classificação paradérmica do formato celular, do padrão de divisão e distribuição das células no tecido dérmico, e a visualização e classificação dos estômatos preparadas conforme descrito por Arduin e Kraus (1997). As visualizações e documentações foram realizadas em fotomicroscópio (Zeiss Axiolab DRB-KP) com câmera digital acoplada (Canon Power Shot A 640). A avaliação da densidade estomática e de tricomas foi realizada após dissociação da epiderme em hipoclorito de sódio comercial por três dias, substituindose a solução a cada 24 horas, até clarificação completa (Braga, 1977). Os cortes foram retirados das três porções do limbo e em cada porção foram realizadas contagens dos estômatos e tricomas em 30 campos visuais (0,2 mm 2 ) diferentes, com o auxílio de ocular milimetrada em microscópio de luz (Zeiss Axiolab DRB- KP). Os dados obtidos foram expressos em número de estômatos ou tricomas mm -2. A avaliação do formato transversal das células epidérmicas, da ocorrência de ceras epicuticulares, de tricomas e de nectários extraflorais foi realizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) a partir de lâminas preparadas conforme descrito por Johansen (1940). As visualizações e documentações foram realizadas em microscópio eletrônico (LEO modelo 1450 VP). Resultados e Discussão Em todas as datas de coleta, o padrão do tecido dérmico apresentou
poucas variações qualitativas. Cortes paradérmicos (Figura 2) de amostras coletadas em datas extremas, ou seja, nos dias 14 (início do experimento) e 31 (final do experimento). Foi observado que tanto a epiderme adaxial quanto abaxial são formadas por células justapostas, com paredes periclinais e anticlinais lisas de formato irregular (Figura 2). Sobre as nervuras, as células da face adaxial possuem formato semelhante às células epidérmicas do limbo (Figura 2A e 2C), enquanto as da face abaxial (Figura 2B e 2D) apresentam formato retangular. Em corte transversal, as epidermes de ambas as faces apresentaram-se uniestratificadas, quadrangulares na face adaxial e retangulares na abaxial (Figura 3A e 3B). A epiderme adaxial é revestida por cutícula lisa, com predominante deposição de ceras epicuticulares lisas e em menor freqüência floculadas (Figura 3C), que com a expansão do folíolo, como observado no dia 31, passam a ser predominantemente floculadas em detrimento das lisas (Figura 3D). A densidade estomática variou entre as epidermes (Tabela 1). Na epiderme adaxial, a densidade estomática foi nula até o 20 o dia, com valores muito baixos nos dias seguintes. Estes valores próximos a zero são resultado do baixo número de estômatos por unidade de área e indicam que a ocorrência de estômatos nesta epiderme é muito rara. Por outro lado, a densidade estomática na epiderme abaxial foi sempre superior a 240 estômatos mm -2, com incrementos significativos a partir do 26 o dia (Tabela 1). Segundo Mauseth (1988), a menor densidade estomática na epiderme adaxial deve-se ao fato da exposição desta aos raios solares incidentes, os quais favoreceriam sobremodo a transpiração. Portanto, a concentração de estômatos na epiderme abaxial é uma estratégia de minimização de transpiração e
Tabela 1. Variações na densidade estomática e de tricomas durante a expansão de folíolos de C. guianensis. Dias após o metáfilo Densidade estomática (nº estômatos mm -2 ) Tricomas (nº tricomas mm -2 ) Epiderme Adaxial Epiderme Abaxial Epiderme Adaxial Epiderme Abaxial 14 0,00 ± 0,00* 246,30 ± 3,60 2,03 ± 0,15 1,63 ± 0,32 17 0,00 ± 0,00 251,00 ± 5,86 1,15 ± 0,20 3,42 ± 0,16 20 0,00 ± 0,00 250,22 ± 2,62 2,75 ± 0,13 2,87 ± 0,24 23 0,48 ± 0,56 250,42 ± 4,17 1,57 ± 0,34 0,28 ± 0,13 26 0,73 ±0,67 273,88 ± 5,48 1,38 ± 0,10 0,08 ± 0,03 31 0,55 ± 0,95 262,82 ± 7,53 1,58 ± 0,32 0,05 ± 0,05 *Os dados são a média de 270 campos visuais ± o desvio padrão. maximização da absorção de CO 2 para a fotossíntese. Pela observação dos estômatos podemos inferir que o folíolo de andiroba é hipoestomático até o 20 o dia e anfihipoestomático nos demais dias de coleta. Independente da data de coleta e da epiderme analisada, os estômatos foram do tipo anomocíticos (Figura 4), com cinco ou mais células subsidiárias ao entorno das células guardas (Metcalfe e Chalk; 1950). Maior densidade de tricomas em ambas as epidermes foi observada até o 20 o, diminuindo nos demais. Esta diminuição foi mais expressiva na epiderme abaxial (Tabela 1). Estes tricomas apresentaram-se distribuídos aleatoriamente por todo o limbo foliolar e foram classificados como tricomas glandulares (Figura 5A e 5B) e tectores (Figura 5C). Embora as análises de densidade de tricomas tenham sido realizadas tomando-se por base o número total de tricomas (glandulares + tectores), foi observado que do 14º ao 20º dia houve predominância dos tricomas glandulares, enquanto do 23º ao 31º dia os tricomas tornaram-se, predominantemente, efêmeros. Esta estrutura age como quebra ventos microscópicos, interferindo diretamente no processo de transpiração foliar porque diminui a camada de ar limítrofe à superfície do limbo (Taiz e Zeigher, 2009). Nectários extraflorais (NEFs) foram observados em todos os dias de expansão do folíolo, distribuídos aleatoriamente tanto na superfície adaxial quanto abaxial (Figura 6). A ocorrência dos NEFs pode estar relacionada à relação mutualística entre as plantas e insetos ou microorganismos, uma vez que no néctar secretado podem ser encontradas substâncias como glicose, frutose, sacarose, rafinose, melobiose, mucilagem, aminoácidos, proteínas, ácidos orgânicos, íons, fosfatose, vitaminas e compostos fenólicos nas mais variadas concentrações (Fahn, 1986).
mestrado (F.K.C. Moraes); e à Rede-CT Petro Amazônia (FINEP/Petrobrás) pelo apoio financeiro. Ao Museu Paraense Emílio Goeldi, pela utilização do microscópio eletrônico de varredura. Referências Figura 4. Visualização de estômatos em epiderme adaxial (A) e abaxial (B) de folíolos de C. guianensis após 31 dias da identificação do metáfilo. Figura 5. Visualização dos tricomas glandulares (Fig. 5A e 5B) e tectores (Fig. 5C) em folíolos de C. guianensis após 20 dias da identificação do metáfilo. As imagens são representativas da epiderme adaxial. Figura 6. Visualização de nectários extraflorais em folíolos de C. guianensis após 14 (Fig. 6A) e 31 (Fig. 6B) dias da identificação do metáfilo. As imagens são representativas da epiderme adaxial. Conclusão A expansão do folíolo não altera a estrutura qualitativa das células; porém, nos folíolos mais maduros os tricomas glandures e tectores tornam-se efêmeros, ceras lisas tornam-se floculadas, os estômatos predominam na epiderme abaxial e os tricomas na epiderme adaxial. Agradecimentos Ao CNPq, pelas bolsas de Iniciação Cientifica (D.D.SILVA JÚNIOR e G.L.S. de CASTRO); à CAPES, pela bolsa de ARDUIN, Marcos; KRAUS, Jane Elizabeth. Manual básico de métodos em morfologia vegetal. Rio de Janeiro: Universidade Rural, 1997. BRAGA, M. M. N. Anatomia foliar de Bromeliaceae da campina. Acta Amazônica, v.7 (3): 30-36. 1977. FAHN, A. Structural and functional properties of trichomes of xeromorphic leaves. Annals of Botany 57: 631-637, 1986. FERRAZ, I.D.K.; CAMARGO, J.L.C.; SAMPAIO, P.T.B. Sementes e plântulas de andiroba (Carapa guianensis Aubl. e Carapa procera D.C.): aspectos botânicos, ecológicos e tecnológicos. Acta Amazônica, v. 32, p. 647-661, 2002. JOHANSEN, D. A. Plant microtechnique. New York: MacGraw-Hill Book Co. 523p. 1940. KOZLOWSKI, T.T.; PALLARDY, S.G. Physiology of Woody plants. 2º ed. Academic press limited, 1997. MAUSETH, J. D. Plant anatomy. Menlo Park: Benjamin Cummings, 568 p, 1988. METCALFE, C.R.; CHALK, L. Anatomy of the dicotyledons. V.I. Oxford: Clarendon Press, 1950. TAIZ, L.; ZEIGER, E. Fisiologia vegetal. 4 ed. Porto Alegre. Artemed, 2009. 819p.