O efeito do status hídrico na distribuição, anatomia, eficiência e segurança hidráulica de lianas em florestas tropicais

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Gerolamo, Caian Souza
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Anatomia de lianas; Anatomy of lianas; Bignonieae; Condutividade hídrica de lianas; Ecologia de lianas; Ecology of lianas; Segurança hídrica; Water conductivity of lianas; Water security
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/41/41132/tde-23112022-173138/

Lianas são trepadeiras lenhosas reconhecidas por seus caules delgados, flexíveis e resistentes, que sobem do solo escalando suportes, normalmente árvores, até o dossel da floresta, onde ficam apoiadas interligando as copas das árvores. As lianas ocorrem predominantemente em florestas tropicais, podendo ser mais abundantes em florestas mais secas sazonalmente do que em florestas úmidas. Recentes evidências têm sugerido que o gradiente hidrológico (status hídrico) e a estrutura da floresta em termos de nutrientes e suportes afetam a distribuição das lianas. Padrões de distribuição das plantas podem indicar diferentes especializações de habitat, porém, pouco se sabe sobre a relação entre a especialização do habitat e a história evolutiva das lianas. Além disso, acredita-se que o gradiente hidrológico pode atuar como um filtro ambiental impulsionando características anatômicas e funcionais que ajudam a explicar os padrões de distribuição das plantas. A anatomia vascular lianescente é diferente do hábito autossuportante, com características peculiares relacionadas às funções mecânicas e hidráulicas comuns desse hábito, mas sabemos pouco como essas características estruturais, funcionais e ambientais se relacionam em espécies de lianas. Portanto, o objetivo desta tese de doutorado foi explorar como o status hídrico do ambiente afetou a distribuição de espécies de lianas, considerando a história evolutiva de um grupo lianescente (tribo Bignonieae). Além disso, investigamos como as condições hídricas do ambiente afetaram as características hidráulicas e anatômicas entre lianas de diferentes florestas tropicais. No primeiro capítulo desta tese exploramos, conjuntamente com a estrutura filogenética das lianas de Bignonieae, como o gradiente hidrológico do solo, a queda de árvores e os nutrientes do solo afetaram o padrão de distribuição das lianas em uma floresta úmida de terra firme da Amazônia Central (Reserva Ducke). A diversidade de lianas aumentou ao longo do gradiente hidrológico, mas diminuiu ligeiramente ao longo do gradiente de perturbação da floresta. Além disso, encontramos evidências de especialização de habitat associada à estrutura filogenética - nos platôs onde o lençol freático é mais profundo a assembléia de lianas é formada por espécies intimamente relacionadas, exibindo agrupamento filogenético. Ao mesmo tempo, nos vales hidrologicamente dinâmicos, a assembléia de lianas foi associada à uma convergência funcional de espécies mais distantes filogeneticamente. No segundo capítulo investigamos se as condições hídricas locais e regionais de uma floresta tropical úmida (Reserva Ducke) vs. floresta tropical sazonal seca (Reserva de Santa Genebra), ajudaram à explicar a mudança funcional hidráulica em cinco pares de espécies congenéricas de lianas de Bignonieae que ocorrem nessas florestas. A segurança hidráulica foi, em média, maior em espécies da floresta sazonal do que nas espécies de lianas da floresta úmida, sugerindo um padrão de convergência evolutiva. A positiva margem de segurança hidráulica e a alta eficiência hidráulica foram semelhantes em ambas florestas, indicando um similar potencial de sobrevivência e crescimento das lianas da tribo Bignonieae em florestas tropicais. Porém, ao juntar dados de literatura referente à segurança hidráulica de lianas, árvores e arbustos de diversas florestas tropicais, não notamos diferença dessa característica entre os hábitos e florestas. Portanto, as espécies de lianas podem ter diferentes estratégias para lidar com as condições de seca. A alta eficiência hidráulica associada à estratégia oportunista de crescimento rápido de algumas espécies de lianas, principalmente em áreas perturbadas, pode favorecer sobretudo as lianas abundantes em florestas sazonais secas. No terceiro capítulo investigamos se a estrutura anatômica do xilema dessas lianas congenéricas mudou com as distintas condições hídricas da floresta tropical úmida vs. floresta tropical sazonal seca e de que maneira essas características anatômicas podem impulsionar a eficiência e segurança hidráulica das lianas. Nossos resultados mostraram que as espécies de lianas congenéricas da floresta sazonal seca diferiram em sua estrutura anatômica do xilema das lianas da floresta úmida. Um conjunto de características anatômicas formado por densidade de vasos, espessura de fibra e fração da pontoação intervascular foi relacionado com a segurança hidráulica. Outro conjunto de características anatômicas independente do primeiro foi formado pelo diâmetro hidráulico de vaso, área da membrana da pontoação e relação parede-lume de vaso, tais características predisseram tanto a segurança quanto a eficiência hidráulica. Notamos que diferentes combinações dessas características anatômicas associado ao ambiente possibilitaram estratégias distintas relacionadas à eficiência e segurança hidráulica nas lianas estudadas. Por fim, concluímos que as condições hídricas do ambiente formam um forte filtro ambiental que, associado com a estrutura filogenética da tribo Bignonieae, determinou diferentes padrões de distribuição das assembléias de lianas. Além disso, as distintas condições hídricas das florestas tropicais afetaram a estrutura anatômica e hidráulica das lianas e as relações encontradas entre anatomia e eficiência-segurança hidráulica mostraram possíveis estratégias para impulsionar essas funções hidráulicas e ajudar na sobrevivência e crescimento das lianas nas florestas tropicais.