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Previous issue date: 2010-03-09 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas - FAPEAM / About 6% of the amazon region corresponds to areas flooded by lateral overflow of
the waters of rivers and lakes after the period of highest rainfall in catchment areas, thanks
to the annual flood pulse. According to the geology of the drainage basin, the physico-
chemical of river water may vary, being detectable in the Amazon two large groups of
wetlands: the várzea, flooded by white water rivers, and the igapó, inundated by rivers of
clear or black waters. The biota established in these two wetland types developed
morphological and anatomical peculiarities, as well as physiological adaptations that are
reflected in their primary (e.g. photosynthetic capacity) and secondary (e.g. emission of
volatile organic compounds) metabolism. No wonder then that the composition of tree
species is largely different between the várzea and the igapó. However, some species occur
in both wetland types, and the nature of this distribution is poorly explored by science so far.
Hence, the present study was designed with the premise that knowledge of the physiological
processes can help to elucidate the mechanisms of adaptability of tree species of
Amazonian flooded environments against different environmental conditions as well as the
implications of these mechanisms for plants and environments. To this end, it was chosen
the tree species Hevea spruceana (Benth.) Müll. Arg., of natural occurrence at várzea and
igapó environments in Central Amazonia, to comparatively study the phenology, the seeds
organic reserves, and the temporal and morphophysiological aspects of germination.
Additionally, it was monitored the ecophysiological behavior in seedlings and were analyzed
the nutrient content, chlorophyll concentration, gas exchange, and the emission of volatile
organic compounds, under flooded and not flooded conditions. The results showed no
differences between the responses of Hevea spruceana populations of várzea and igapó,
concerning phenology, fruit, seeds and its reserves and the germination process. However,
the ecophysiological evaluation revealed significant differences. The assimilation of CO 2 was
higher for plants of the igapó. The main responsible for this difference seems to be the
photorespiration, higher in plants of the várzea along the entire hydrologic cycle. On the
other hand, the greater uptake of carbon from igapó plants through photosynthesis, rather
than be led to a greater growth of plants of such environments, seems to be drained through
a production of VOCs, more than twice as high in igapó plants, while under flooding. This
performance contrasts in photosynthesis and production of volatile organic compounds from
young plants of H. spruceana colonizing these two types of flooded amazon suggests that
the species has genetic variability that allows the expression of distinct adaptive
physiological processes in each of these environments. The phenotypic plasticity is
manifested by the existence of different ecophysiological ecotypes, in order to allow the
specie to successfully colonize environments with contrasting physico-chemistry. Whether or
not this pattern can be observed for other species colonizing the igapó deserves further
studies because it can show an important ecophysiological pattern for the plant community
of these environments that may have then a greater importance than that previously
postulated in terms of balance of gases in regional level and global climate change. / Cerca de 6% da região amazônica corresponde a áreas inundáveis pelo
transbordamento lateral das águas de rios e lagos após o período de maior índice
pluviométrico nas áreas de captação, graças ao pulso de inundação anual. De acordo com
a formação geológica da bacia de drenagem, a físico-química das águas dos rios pode
diferir, sendo detectáveis na Amazônia dois grandes grupos de áreas inundáveis: as
várzeas, inundadas por rios de águas brancas e, os igapós, inundados por rios de águas
claras ou pretas. A biota estabelecida nessas duas tipologias inundáveis desenvolveu
peculiaridades morfológicas e anatômicas, como também adaptações fisiológicas que se
refletem em seu metabolismo primário (e.g. capacidade fotossintética) e secundário (e.g.
emissão de compostos orgânicos voláteis). Não surpreende então que a composição de
espécies arbóreas seja majoritariamente diferente entre a várzea e o igapó. Contudo,
algumas espécies ocorrem nas duas tipologias inundáveis, sendo a natureza dessa
distribuição precariamente explorada pela ciência até o momento. Assim, o presente
trabalho foi desenhado com a premissa de que o conhecimento dos processos fisiológicos
pode ajudar a elucidar os mecanismos de adaptabilidade das espécies arbóreas de
ambientes inundáveis amazônicos frente a diferentes condições ambientais, bem como as
implicações desses mecanismos para as plantas e os ambientes. Para tal foi escolhida a
espécie arbórea Hevea spruceana (Benth.) Müll. Arg., de ocorrência natural em ambientes
de várzea e de igapó na Amazônia Central, para estudar comparativamente, a fenologia, as
reservas orgânicas das sementes, e os aspectos temporais e morfofisiológicos da
germinação. Adicionalmente, foi monitorado o comportamento ecofisiológico em plantas
jovens, tendo sido analisados os nutrientes foliares, a concentração de clorofilas, as trocas
gasosas, e a emissão de compostos orgânicos voláteis, sob condições inundadas e não
inundadas. Os resultados obtidos mostram não haver diferenças entre as respostas das
populações de Hevea spruceana da várzea e igapó, quanto à fenologia, frutos, sementes e
suas reservas e os processos germinativos. Entretanto, a avaliação ecofisiológica revelou
importantes diferenças. A assimilação de CO 2 foi mais elevada para as plantas do igapó. O
principal responsável por essa diferença parece ser a fotorrespiração, bem superior nas
plantas da várzea, ao longo de todo o ciclo hidrológico. Por outro lado, a maior incorporação
de carbono das plantas de igapó via fotossíntese, ao invés de ser canalizada para um maior
crescimento das plantas desses ambientes, parece ser escoada por meio de uma produção
de VOCs mais de duas vezes superior nas plantas de igapó, quando sob inundação. Esse
desempenho contrastante na fotossíntese e na produção de compostos orgânicos voláteis
das plantas jovens de H. spruceana colonizando essas duas tipologias inundáveis
amazônicas sugere que a espécie possui variabilidade genética que permite a expressão de
processos fisiológicos adaptativos distintos em cada um desses ambientes. A plasticidade
fenotípica se manifesta pela existência de distintos ecótipos ecofisiológicos, de forma a
propiciar sucesso a essa espécie na colonização de ambientes com físico-química
contrastante. A existência ou não desse padrão para outras espécies colonizando as áreas
inundáveis de igapó merece estudos futuros, pois pode evidenciar importante padrão
ecofisiológico para a comunidade vegetal desses ambientes e, ter relevância maior do que
aquela até então postulada em termos de balanços de gases em nível regional e de
mudanças climáticas globais.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:localhost:tede/2052 |
| Date | 09 March 2010 |
| Creators | Liberato, Maria Astrid Rocha |
| Contributors | Piedade, Maria Teresa Fernandez |
| Publisher | Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Ciências Biológicas (Botânica), INPA, Brasil, Coordenação de Pós Graduação (COPG) |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPA, instname:Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, instacron:INPA |
| Rights | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/, info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -4946571689165666571, 600, 600, 600, 600, 3806999977129213183, -289993050269505198, -4671505905809893211 |
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