Growth, photosynthetic responses and acclimaton of tree species to different light environments

Abstract

A luz é um recurso primordial para o fluxo de energia nos sistemas biológicos sendo determinante para a vida das plantas. A grande variabilidade com que se apresenta em ambiente natural exige das plantas, em especial de árvores, que exibam grande capacidade de ajustar o metabolismo a variações espaciais e sazonais quanto a disponibilidade deste recurso visando não apenas a maximização na captura e utilização de luz, mas também o desenvolvimento de mecanismos eficiente na dissipação do excesso energia luminosa para evitar danos fotoinibitórios ao aparato fotossintético. Diante deste contexto, este estudo objetivou avaliar a plasticidade fotossintética e a capacidade de aclimatação de seis espécies arbóreas da Amazônia (Hymenea courbaril, Carapa guianensis, Hevea brasiliensis, Tabebuia serratifolia, Bellucia grossularioides e Ochroma pyramidale) pertencentes a grupos sucessionais distintos (duas sucessionais tardias, duas intermediárias e duas pioneiras , respectivamente) em reposta a diferentes condições de luminosidade (pleno sol[FS – 100% da radiação solar, simulando ambientes abertos]; sombreamento moderado[MS–35% de FS, providenciado pelo uso de sombrites] - e sombreamento intenso[DS – 5% de FS, sob a copa de árvores adultas, simulando ambiente de sub-bosque]). Foram avaliados o ritmo circadiano fotossintético e o acúmulo/turnover de CNE, as taxas de crescimento relativo e acúmulo de biomassa, a fotossíntese máxima e suas limitações, partição do N foliar, atividade do sistema antioxidante e as características da fluorescência da clorofila a. Independente do regime de luz as limitações ao curso diário fotossintético foram preponderantemente difusivas. As espécies pioneiras e H. courbaril exibiram as maiores taxas fotossintéticas e maior acúmulo de biomassa em FS. Em DS B. grossularioides exibiu maior fotossíntese, mas isso não refletiu em acúmulo de biomassa. As alterações morfológicas mais relacionadas a aclimatação foram a área foliar em DS e o ganho de folhas em FS. A partição do nitrogênio foliar entre compostos fotossintéticos e estruturais foi mais determinante para a fotossíntese do que seu próprio conteúdo, sendo a capacidade de modular a alocação do N fundamental para o aumento ou diminuição da fotossíntese em função de alterações no ambiente de luz. Houve maior investimento de N foliar em Rubisco pelas plantas pioneiras em FS, que exibiram também maiores taxas fotossintéticas, transporte de elétrons e velocidade de carboxilação neste ambiente. Apesar do menor Vcmax em DS, as plantas exibiram maior estado de ativação da Rubisco sugerindo melhor capacidade de aproveitamento de sunflecks, especialmente pelas sucessionais tardias. Quanto ao sistema antioxidativo, a atividade da SOD foi fundamental para redução de danos celulares em FS, tendo menor participação com a diminuição da irradiância. Apenas a sucessional tardia C. guianensis exibiu fotoinibição em FS e a pioneira O. pyramidale não sobreviveu em DS, sugerindo que a aclimatação a alta irradiância é menos desafiadora do que o sombreamento intenso. Os resultados demonstraram que crescimento a sombra aparentemente é mais determinado por fatores relacionados ao acúmulo e turnover de amido do que da fotossíntese. Adicionalmente, pode-se concluir que a plasticidade para regular os ajustes fisiológicos e morfológicos na folha e a capacidade de aclimatação em resposta às mudanças no regime de luz do ambiente não estão necessariamente relacionadas ao grupo sucessional da espécie.