Germinação e padrão morfofuncional de sementes e plântulas de espécies da Floresta Estacional Semidecidual

Abstract

Entre as diversas tipologias florestais presentes na região Sul do Brasil, destaca-se a Floresta Estacional Semidecidual, concentrando-se especificamente nas regiões Norte e Noroeste do Paraná. Esta fitofisionomia foi intensamente devastada, restando poucos remanescentes preservados, dentre os quais se destaca o fragmento da Estação Ecológica do Caiuá. Pode-se considerar que as florestas tropicais são constituídas por uma ampla diversidade de espécies vegetais, que apresentam estratégias morfológicas e funcionais diferenciadas, as quais estão diretamente relacionadas com respectivas vias de estabelecimento das plantas no ambiente. Portanto, o estudo da morfofuncionalidade de sementes e plântulas permite um melhor entendimento da dinâmica do ecossistema e das interações planta-ambiente. Dessa maneira, este estudo teve como objetivos: a) Avaliar as características morfofuncionais de sementes e das plântulas e estabelecer as relações entre os morfotipos funcionais e os parâmetros biométricos com o potencial de germinação e emergência; b) Comparar os efeitos da intensidade luminosa sobre o processo de emergência das plântulas, bem como analisar a influência da luz na anatomia dos primeiros eofilos em expansão. Os materiais botânicos coletados (frutos e sementes) de nove espécies nativas foram selecionados de forma aleatória para a realização da biometria, avaliação da biomassa e caracterização morfológica. Posteriormente, amostras de sementes foram destinadas para testes de germinação em câmaras do tipo BOD sob fotoperíodo 12h, e para a obtenção das plântulas, em casa de vegetação, sob condição a pleno sol e sombreamento a 80%. Na fase de emergência das plântulas foram verificados os morfotipos funcionais, a mensuração do comprimento radicular e da parte aérea, além da extração dos eofilos para análise anatômica quantitativa. Verificou-se nas sementes da maioria das espécies, formatos variados de contorno circunferencial, coloração uniforme no estágio maduro, consistência tegumentar variada, dois tipos de síndromes de dispersão (anemocoria e a zoocoria) e três padrões morfofuncionais nas plântulas em desenvolvimento (cripto-hipogeia-armazenadora; fanero-epigeia-armazenadora e fanero-epigeia-foliácea). As espécies portadoras de cotilédones foliáceo-fotossintetizantes apresentaram médias superiores na porcentagem e no índice de velocidade de germinação, e menor variabilidade e amplitude de dias para a emergência cotiledonar e dos eofilos. Por outro lado, as espécies com estrutura cotiledonar de reserva apresentaram maiores médias na biometria e na biomassa das sementes. Pode-se afirmar que sementes desprovidas de reservas têm desenvolvimento precoce em função da luminosidade, sendo compatível ao comportamento de plantas pioneiras, enquanto que sementes com reserva nutricional tendem a ter desenvolvimento mais lento e permanecer no estágio de plântula por maior tempo. As plântulas cultivadas a pleno sol apresentaram maiores médias no comprimento radicular, enquanto que as plântulas cultivadas na sombra adquiriram maior tamanho na parte aérea. Em função da irradiância, as modificações ocorrentes na estrutura histológica dos eofilos mostraram-se divergentes entre as espécies, especialmente na espessura do tecido epidérmico e no número de estratos de células do parênquima esponjoso. A diferenciação mais expressiva ocorreu no parênquima paliçádico, com redução de sua espessura, através do estreitamento das células, que se mostraram menos alongadas anticlinalmente sob condição de sombreamento. Dessa forma, em condições de alta ou baixa luminosidade, mecanismos fisiológicos e bioquímicos, além de alterações morfológicas são necessários, para que a planta utilize a energia luminosa e, consequentemente, aperfeiçoe o seu ganho de carbono. Diante, portanto da divergência da quantidade e da qualidade espectral da luz nas florestas tropicais, as respostas adaptativas das espécies vegetais implicam em diferenças na dimensão dos órgãos, especialmente na estruturação dos tecidos foliares, podendo-se inferir que essas modificações implicam no potencial de plasticidade das espécies

Among the different forest typologies present in the Southern region of Brazil, the Semideciduous Seasonal Forest stands out, focusing specifically on the North and Northwest regions of Paraná. On the other hand, this phytophysiognomy was intensely devastated, leaving few remnants preserved, among which the fragment of the Ecological Station of the Caiuá. It can be considered that the tropical forests are constituted by a wide diversity of vegetal species, that present different morphological and functional strategies, which are directly related to the respective pathways of establishment of the plants in the environment. Therefore, the study of the morphofunctionality of seeds and seedlings allows a better understanding of ecosystem dynamics and plant-environment interactions. Thus, the objectives of this study were: a) To evaluate the morphofunctional characteristics of seeds and seedlings and to establish the relationships between the functional morphotypes and the biometric parameters with the germination and emergency potential; b) To compare the effects of luminous intensity on the emergence process of seedlings, as well as to analyze the influence of light on the anatomy of the first and growing eophylls. The collected botanical materials (fruits and seeds) of nine native species were randomly selected for biometry, biomass evaluation and morphological characterization. Afterwards, seed samples were used for germination tests in BOD type chambers under photoperiod 12h, and to obtain seedlings under greenhouse conditions under full sun and 80% shading. In the emergence phase of the seedlings, the functional morphotypes, the root and shoot length measurement, as well as the extraction of the eofilos were analyzed for quantitative anatomical analysis. In the seeds of most species, a variety of circumferential contours, uniform staining in the mature stage, varied integumentary consistency, two types of dispersion syndromes (anemochory and zoochory) and three morphofunctional patterns in developing seedlings (crypto-hypogeum-storers, phanero-epigeal-storers and phoreo-epigeal-foliaceous). The species bearing foliaceous photosynthetic cotyledons presented higher averages in the percentage and in the rate of germination, and less variability and amplitude of days for the cotyledonary and eophilic emergence. On the other hand, species with a cotyledon reserve structure showed higher averages in biometrics and seed biomass. It can be affirmed that seeds devoid of reserves have early development due to luminosity, being compatible with the behavior of pioneer plants, whereas seeds with nutritional reserve tend to have slower development and to remain in the seedling stage for a longer time. Seedlings grown in full sun showed higher averages in root length, while seedlings grown in the shade acquired larger size in the aerial part. Due to the irradiance, the changes in the histological structure of the eophiles showed to be divergent among the species, especially in the thickness of the epidermal tissue and in the number of strata of cells of the spongy parenchyma. The most expressive differentiation occurred in the palisade parenchyma, with a reduction of its thickness, through the narrowing of the cells, which were less anticlinally elongated under shadowing conditions. Thus, in high or low light conditions, physiological and biochemical mechanisms, as well as morphological changes are necessary, so that the plant uses light energy and, consequently, improves its carbon gain. Therefore, due to the divergence of the quantity and spectral quality of light in tropical forests, adaptive responses of plant species imply differences in organ size, especially in the structure of foliar tissues, and it can be inferred that these modifications imply the potential of plasticity of species