Efeitos do déficit hídrico e do aquecimento global sobre parâmetros biológicos ligados à reprodução da espécie tropical Stylosanthes capitata (Vogel) em simulação de cenários climáticos futuros

• Ano de defesa: 2023
• Autor(a) principal: Anacleto, Fernando Bonifácio
• 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: Climate change; Germinação de sementes; Inflorescences; Inflorescências; Modelagem de distribuição espacial; Mudanças climáticas; Outcrossing rates; Pólen; Pollen; Seed germination; Seeds; Sementes; Spatial distribution modeling; Stylosanthes; Taxas de cruzamento
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17135/tde-08082023-143158/

As mudanças climáticas são uma preocupação global porque impactam ecossistemas e habitats, tornando-se crucial avaliar seus efeitos sobre os parâmetros biológicos da reprodução de plantas economicamente importantes. Assim, nesta pesquisa avaliaram-se os efeitos do déficit hídrico e do aumento de temperatura (+2 °C) sobre parâmetros biológicos (inflorescências, vagens, grãos de pólen, taxas de cruzamento, coloração e anatomia das sementes [tegumento e cotilédones], embebição e as taxas de germinação das sementes) da espécie tropical Stylosanthes capitata bem como a dinâmica biogeográfica de adequação das espécies S. capitata e S. macrocephala. Para os estudos dos parâmetros biológicos utilizou-se um sistema de simulação de aquecimento global denominado T-FACE (Temperture free-air controlled enhancement), instalado na USP em Ribeirão Preto, integrado a um sistema de irrigação por gotejamento em que as plantas foram submetidas a quatro tratamentos: (C) controle, (wS) déficit hídrico, (eT) temperatura elevada e (wSeT) combinação de déficit hídrico e temperatura elevada. Para estudar a dinâmica biogeográfica realizou-se uma abordagem em modelagem de distribuição espacial, baseada em quatro cenários de forçamento radioativo: RCP 2.6 (baixas emissões), RCP 4.5 e RCP 6.0 (emissões intermediárias) e o RCP 8.5 (altas emissões) previstos até o final do século XXI. As análises foram conduzidas com auxílio dos softwares GenAlex, FSTAT, MLTR, Micro-Checker, Minitab, Structure, R, Past, Q-Analyzer, Fiji ImageJ, NIS-Elements, QGIS e GRASS-QGIS. Os efeitos dos tratamentos foram avaliados através de analises de variância em um esquema fatorial (p<0,05). Foi observado que o tratamento wS afetou negativa e significantemente o tamanho (38%) e massa (33%) de inflorescências e número de vagens (34%), enquanto que eT afetou positiva e significantemente a massa de 100 sementes (29%) quando comparados ao Controle (C). As análises histoquímicas mostraram uma interação significativa entre wS e eT aumentando o teor de amido no grão de pólen. Já os tratamentos aquecidos (eT e wSeT) induziram a compactação na região da abertura do grão de pólen. As taxas de reprodução analisadas utilizando sete marcadores moleculares nucleares (nuSSR), mostraram um aumento significativo de 46,15% (tm=0,95; p<0,05) nas taxas de cruzamento nas plantas derivadas do tratamento wS quando comparadas ao C (tm=0,65) e uma taxa significativamente menor de autofecundação (0,05±0,02), além de índices de fixação (Fis ~0,49) em todos os tratamentos. Com relação à coloração das sementes derivadas dos tratamentos, observou-se que houve um predomínio da coloração bege rajada, assim utilizaram-se as sementes de esta cor para as seguintes análises. Observou-se que a espessura da cutícula das sementes derivadas do tratamento aquecido foi afinada em 36% quando comparada ao controle (p<0,05), o que estimulou uma maior absorção de água durante a embebição em 6h, 9h e 12h e uma aceleração do crescimento de radículas (p=0,004) e sua germinação até 120h. Já o aumento da quantidade de cristais de oxalato de cálcio em forma de drusa nas sementes foi estimulado pelo tratamento de déficit hídrico (p<0,001). Com relação às análises de dinâmica biogeográfica, a modelagem de distribuição espacial das espécies S.capitata e S. macrocephala (uma espécie correlata) mostrou um deslocamento drástico e uma redução na maioria das áreas de alta adequabilidade para todos os cenários temporais. Por outro lado, uma expansão para novas áreas foi observada, porém com uma adequabilidade baixa e em cenários pessimistas (RCP 6.0 e 8.5). Os resultados desta pesquisa mostram que as mudanças fisiológicas observadas em cenários simulados de deficiência hídrica e elevação de temperatura (+2 °C) podem impactar significativamente o sucesso reprodutivo e a distribuição de S. capitata nos trópicos.