Ufv / XVIII sic / outubro de 2008 / biologia vegetal ccb caracterizaçÃo dos níveis de tolerância ao arsênio na germinaçÃo dos esporos de pityrogramma calomelanos




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UFV / XVIII SIC / OUTUBRO DE 2008 / BIOLOGIA VEGETAL CCB



CARACTERIZAÇÃO DOS NÍVEIS DE TOLERÂNCIA AO ARSÊNIO NA GERMINAÇÃO DOS ESPOROS DE Pityrogramma calomelanos

LAIANY KELLY VIEIRA ROCHA (Bolsista PROBIC/FAPEMIG/UFV), TESSIO ARAUJO DE SANTANA (Bolsista IC /projeto/UFV), IVAN LUÍS ZENZEN (Bolsista CAPES/UFV), SAMUEL COELHO ARAUJO (Estagiário voluntário/UFV), MARCELO EHLERS LOUREIRO (Orientador/UFV)


O arsênio é considerado a substância de maior toxidade a qual os seres humanos são submetidos. Através da oxidação de rochas sulfetadas, este metal pesado é incorporado no meio ambiente e, consequentemente nas cadeias alimentares. Ainda assim, maior risco advém da mineração do ouro, a qual resulta em grande quantidade de rejeito de minério, o qual contém altos níveis de arsênio e resultam na contaminação ambiental. Tem-se identificado em Minas Gerais a presença de uma pteridófita, Pityrogramma calomelanos em regiões contaminadas com arsênio, contendo níveis de arsênio de 6 mg/kg de peso seco, sendo então considerada uma planta hiperacumuladora deste metalóide. A utilização de Pteridófitas em estudos de fitorremediação é vantajosa pela grande produção, por planta, de esporos haplóides, os quais podem ser estudados e multiplicados in vitro. A finalidade do estudo é caracterizar os níveis em que essa espécie é tolerante aos efeitos do arsênio. Para a realização deste trabalho foram utilizados esporos coletados na cidade de Nova Lima, no estado de Minas Gerais, que foram submetidos à germinação em meios de cultivo Murashigue e Skoog (MS), contendo metade da concentração original dos sais e enriquecido com 2,5mL.L-1 de vitamina Gamborg (B5) e 10g.L-1 de sacarose. Estes meios foram suplementados com diferentes concentrações de arsênio, sendo elas: T1 - 0µM; T2 - 100µM; T3 - 200µM; T4 - 400µM; T5 - 600µM; T6 - 800µM; T7 - 1000µM T8 - 1250µM; T9 - 1500µM; T10 - 2000µM. Até a concentração de 1250µM não houve efeito negativo na germinação dos esporos. Entretanto, a partir da concentração de 1500µM, não se observou a germinação dos esporos. Estes dados demostram a alta tolerância dos esporos desta espécie na presença de altas concentrações de arsênio.
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DETERMINAÇÃO DO SUBSTRATO PARA ACLIMATAÇÃO DE Pteris vittata

SAMUEL COELHO ARAUJO (Estagiário voluntário/UFV), TESSIO ARAUJO DE SANTANA (Bolsista IC /projeto/UFV), IVAN LUÍS ZENZEN (Bolsista CAPES/UFV), ELTON CARVALHO GONÇALVES (Estagiário voluntário/UFV), MARCELO EHLERS LOUREIRO (Orientador/UFV)

O arsênio pode ser adicionado ao ambiente através de fontes naturais e/ou antrópicas, dentre as quais a atividade mineradora desempenha importante papel. Minas Gerais se destaca na história nacional pela tradição nesta atividade, e possui áreas altamente impactadas, com elevadas concentrações de arsênio. A recuperação ambiental destas áreas é dependente do estabelecimento de vegetação, entretanto esta sofre grande pressão de seleção, devido às poucas espécies adaptadas. Identificou-se nas imediações de Mariana e Ouro Preto, especificamente nas proximidades de mineradoras, a presença de uma pteridófita (Pteris vittata) capaz de se desenvolver na condição adversa imposta pelo metal, porém há falta de informações a respeito das características de desenvolvimento da mesma para que se possa estabelecer condições experimentais adequadas. Com este intuito, Pteris vittata foi cultivada in vitro até o início da fase esporofítica, quando foram transferidos três indivíduos para frascos de vidro contendo diferentes combinações de substratos, esterilizados ou não, dependendo do tratamento. Após 14 dias em ambiente controlado os frascos foram transferidos para casa de vegetação com sombreamento constante e regas regulares. O material foi aclimatado por 44 dias, procedendo então a determinação da massa fresca através de pesagem em balança de precisão. Os tratamentos contendo pó de xaxim, puro ou em mistura com composto orgânico, apresentaram os resultados mais satisfatórios, seguidos dos tratamentos em placa de xaxim e composto orgânico, respectivamente. Os tratamentos contendo pó ou placa de xaxim não demonstraram diferença significativa entre si em resposta a autoclavagem. Entretanto, o composto orgânico puro e não autoclavado resultou na menor massa fresca dentre os diferentes tratamentos. Os resultados obtidos permitiram estabelecer uma metodologia de transferência das plantas originadas da germinação in vitro para condições em casa de vegetação com elevado índice de viabilidade, o que permitirá agilizar as pesquisas envolvendo os mecanismos moleculares da tolerância ao arsênio nesta espécie.
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EFEITO DO NEVOEIRO ÁCIDO SIMULADO, pH=4.5, SOBRE A LÂMINA FOLIAR E NECTÁRIOS EXTRAFLORAIS DE Joannesia princeps vell. (Euphorbiaceae)

LETÍCIA NALON CASTRO (Bolsista PIBIC//UFV), LUZIMAR CAMPOS DA SILVA (Orientador/UFV)

O Parque Estadual do Rio Doce (PERD) é uma importante área de preservação ambiental ameaçada pelo impacto causado por siderúrgicas e carvoarias existentes em suas proximidades. Estudos preliminares indicaram a ocorrência de precipitações ácidas que potencialmente podem acarretar danos à vegetação nativa. Joannesia princeps é uma espécie arbórea de grande ocorrência no PERD que apresentou uma grande sensibilidade à precipitação ácida simulada pH=3.0. Objetivou-se verificar a sensibilidade desta espécie ao nevoeiro ácido, pH=4.5, avaliando o surgimento de possíveis alterações nos nectários extraflorais e na lâmina foliar da espécie em estudo. Plântulas de J. princeps (n=5) foram submetidas a nove nevoeiros simulados com pH=4.5 (tratamento) e pH=6.0 (controle). Antes e depois de cada simulação, as plantas ficaram expostas durante 15 minutos a uma irradiância de 95 W.m−2. amostras foliares e dos nectários extraflorais presentes nas folhas dos três primeiros nós foram coletados, 24 horas após a última simulação, e fixados em solução de Karnovsky. Para microscopia fotônica, as amostras dos nectários foram desidratadas, em série etílica crescente, e incluídas em metacrilato. Cortes transversais com 5 µm de espessura foram corados com Azul de Toluidina e montados em Permount. As lâminas foram observadas e documentadas em fotomicroscópio. Para a análise micromorfológica, amostras foliolares e dos nectários foram desidratadas em série etílica, secas ao ponto crítico e cobertas com ouro. Não foram observadas alterações anatômicas e micromorfológicas nos nectários extraflorais das plantas submetidas ao nevoeiro ácido. As amostras foliares do primeiro nó (a partir da gema apical) das plantas submetidas ao tratamento apresentaram células epidérmicas com aspecto plasmolisado e estômatos alterados. As amostras do segundo e terceiro nó não apresentaram alterações em resposta ao tratamento. Os resultados obtidos indicam que a espécie em estudo apresenta uma maior sensibilidade à precipitação ácida com pH=3.0 do que com pH=4.5.
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EFEITOS TÓXICOS DO FERRO SOBRE AS TROCAS GASOSAS DE Ipomoea pes-caprae

PITT PAUL WEHR (Bolsista PIBIC//UFV), MARCO ANTONIO OLIVA CANO (Orientador/UFV), VIVIANE GUZZO DE CARLI (Bolsista /UFV), EDUARDO GUSMÃO PEREIRA (Bolsista /UFV), LETÍCIA DOS ANJOS SILVA (Bolsista CAPES/UFV), ROGÉRIO FERREIRA RIBAS (Bolsista /UFV), CLÁUDIO ROBERTO MEIRA DE OLIVEIRA (Bolsista CAPES/UFV)

Plantas de Ipomoea pes-caprae, espécie de Restinga, foram cultivadas em concentrações crescentes de ferro (Fe2+) com a finalidade de avaliar seus efeitos sobre os mecanismos fotossintéticos e acúmulo na fitomassa. As plantas foram cultivadas em Fe-EDTA, em solução de Hogland a ½ força iônica. Após quinze dias de aclimatação, as plantas foram expostas as soluções com Fe2+ nas concentrações de 0; 2; 3; 4 e 5 mM por um período de sete dias. Foi avaliado o acúmulo de ferro na matéria seca da parte aérea e as alterações nas trocas gasosas. Os parâmetros analisados foram fotossíntese (A), condutância estomática (gs), transpiração (E) e eficiência no uso da água (Ci/Ca). Três dias após a aplicação dos tratamentos, as plantas submetidas as doses de 4 e 5 mM apresentaram necrose acentuada nas folhas. A solução de ferro na concentração de 5 mM promoveu as maiores alterações fisiológicas com uma redução de 87,1% da fotossíntese, 60,3% da condutância estomática e 37,2% da transpiração. As plantas controle apresentaram 0,16 mg.g-1.MS de ferro na matéria seca, enquanto as plantas submetidas a dose de 5 mM de ferro obtiveram um incremento significativo deste elemento na parte aérea com cerca de 1,98 mg.g-1.MS. Todos os tratamentos apresentaram diferença significativa. Os resultados deste trabalho demonstraram que o ferro apresenta um efeito significativamente tóxico para as trocas gasosas nesta espécie. Além disso, indicam que I. pes-caprae apresenta tolerância ao Fe2+ uma vez que seu acúmulo foi de aproximadamente 3 a 4 vezes maior que o valor fitotóxico médio encontrado na literatura (0,5 mg.g-1.MS). A sensibilidade ao Fe2+ do processo fotossintético pode ser um parâmetro potencial de biomarcação de risco ambiental.
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INJÚRIAS ANATÔMICAS E FISIOLÓGICAS OCASIONADAS POR FLÚOR EM PLANTAS DE Spondias dulcis FORST. F. (ANACARDIACEAE)

NAIARA VIANA CAMPOS (Bolsista PROBIC/FAPEMIG/UFV), ARISTEA ALVES AZEVEDO (Orientador/UFV), BRUNO FRANCISCO SANT´ANNA DOS SANTOS (Bolsista CAPES/UFV), THIAGO GONCALVES ALVES (Bolsista PIBIC//UFV), MARCO ANTONIO OLIVA CANO (Colaborador/UFV)

A resposta das plantas aos poluentes varia conforme a espécie, o estágio de desenvolvimento, a concentração e o tempo de exposição ao poluente, dentre outros fatores. Objetivou-se analisar a sensibilidade de mudas de Spondias dulcis ao flúor em concentração menor (5mg.L-1) que aquelas já estudadas e durante um maior período de exposição. Pretendeu-se ainda comparar os danos anatômicos e fisiológicos específicos ocasionados pelo poluente com os já descritos para a espécie. Plantas com cerca de quatro meses de idade foram expostas à chuva simulada com flúor durante 19 dias consecutivos. Amostras foliares foram coletadas para análises microscópicas e submetidas às técnicas usuais em anatomia e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A concentração de fluoretos presente na matéria seca foi determinada com eletrodo específico. Ao final do experimento, parte dos folíolos de Spondias dulcis apresentava extensas necroses, as quais não foram precedidas por cloroses. O teor de fluoreto acumulado nas plantas expostas à chuva com flúor foi cerca de 2 vezes maior em comparação com o das plantas do tratamento controle. Observou-se na MEV a plasmólise das células guardas, a desestruturação da crista estomática e a infestação por hifas fúngicas. Em microscopia de luz, o principal dano estrutural encontrado foi o colapso celular. A aplicação de chuvas com flúor ocasionou também um decréscimo significativo na fotossíntese, na condutância estomática e na transpiração. Dessa forma, a sintomatologia observada foi semelhante à descrita para a espécie em experimentos de curta duração (10 dias) em dosagens mais elevadas (15mg.L-1). Esse trabalho confirma a elevada sensibilidade de Spondias dulcis ao flúor, pelo aparecimento de injúrias foliares e pela alteração nos parâmetros fisiológicos aferidos, frente à exposição prolongada a baixas doses de flúor.
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OBTENÇÃO DE PLANTAS TRANSGÊNICAS COM REDUÇÃO NA EXPRESSÃO DE Nicotiana tabacum

DANIELA PEREIRA PINHEIRO (Bolsista PIBIC//UFV), MARCELO EHLERS LOUREIRO (Orientador/UFV), WERNER CAMARGOS ANTUNES (Bolsista /UFV), DANILO DE MENEZES DALOSO (Bolsista CAPES/UFV)

Estômatos são estruturas epidérmicas constituídas de duas células-guarda, que envolvem um poro, cuja abertura é regulada através de mudanças no turgor destas células. Os movimentos estomáticos permitem o controle das taxas de transpiração e assimilação de CO2 (fotossíntese), eventos fundamentais para o crescimento e desenvolvimento vegetal. Novos estudos indicam que a sacarose tem um importante papel osmo-regulatório nas células-guarda e que as mudanças nos teores deste açúcar poderiam ser originadas de alterações no seu transporte, do apoplasto para o simplasto dessas células. O objetivo deste trabalho foi criar e estudar plantas transgênicas de Nicotiana tabacum (tabaco), nas quais o gene do transportador de sacarose (P62) foi expresso na orientação antisenso, sob o controle do promotor do canal de potássio (KST1), que confere expressão gênica de forma específica em células-guarda. A construção para o gene do P62 foi introduzida em plantas de tabaco via Agrobacterium tumefaciens e, após a transformação, houve seleção por antibióticos e regeneração da planta por meio de técnicas de cultura de tecidos. Folhas expandidas de plantas de tabaco transformadas com P62 foram utilizadas para a extração de DNA e seleção dos transformantes via reação de PCR. O sucesso do processo de transgenia foi observado inicialmente pela visível diferença fenotípica entre o controle (WT) e possíveis transformantes, havendo plantas transformadas crescendo em meio seletivo com kanamicina 100 µg/mL devido a inserção do gene de resistência ao mesmo. Posteriormente, a transgenia foi comprovada pela presença de uma banda de, aproximadamente, 600pb em gel de agarose 1%. Assim, esse trabalho possibilitou a produção de plantas transgênicas de N. tabacum com possíveis alterações na atividade sacarolítica específica em células-guarda. A identificação e caracterização do metabolismo da sacarose na regulação dos movimentos estomáticos podem auxiliar, futuramente, na obtenção de plantas mais tolerantes e produtivas em resposta à seca. (FAPEMIG/)

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ADAPTAÇÕES ANATÔMICAS FOLIARES DE ESPÉCIES DE CAMPO RUPESTRE

ARISTEA ALVES AZEVEDO (Orientador/UFV), DANIELA DOS SANTOS LUCINDO (Bolsista BIC-Júnior/UFV)

Formações vegetacionais herbáceo-arbustivas, com presença eventual de arvoretas pouco desenvolvidas, conhecidas como campos rupestres compreendem comunidades associadas a substrato de origem predominantemente quartzítica, situadas em altitudes superiores a 900 metros, distribuídas principalmente ao longo da Cadeia do Espinhaço. Devido à escassez de água, alta radiação solar, ventos freqüentes, oscilação térmica brusca e queima periódica, frequentemente as plantas de campos rupestres apresentam adaptações xeromórficas. O presente trabalho teve como objetivo analisar caracteres adaptativos de folhas de Xyris sp. e Paepalanthus sp. ocorrentes em áreas de campos rupestres da Serra de Ouro Branco (Ouro Branco-MG). Folhas completamente expandidas das duas espécies foram coletadas e fixadas em FAA 50%. Para caracterização anatômica fragmentos foliares foram selecionados, desidratados em série etílica e incluídos em metacrilato. Cortes transversais com 5 m de espessura foram obtidos em micrótomo rotativo, posteriormente foram corados com azul de toluidina e as lâminas foram então montadas em Permount. Xyris sp possui epiderme com células altas de paredes espessas, auxiliando a evitar a perda de água por transpiração e funcionando como um filtro contra a radiação solar; conteúdo fortemente corado de verde pelo azul de toluidina, provavelmente compostos fenólicos, foi observado em algumas células epidérmicas podendo estar envolvido em processos de defesa contra herbivoria. Xyris possui ainda grande quantidade de fibras circundando os feixes vasculares, proporcionando sustentação às folhas. Paepalanthus sp apresenta epiderme lignificada, células buliformes na face abaxial foliar, parênquima aqüífero voltado para a face adaxial e extensão de bainha com células de paredes espessas; estas características evitam a perda excessiva de água por transpiração, possibilitam a redução da área foliar exposta em períodos mais secos e contribuem para manutenção da arquitetura foliar. As espécies estudadas exibem um conjunto diferente de caracteres que permitem sua sobrevivência em condições ambientais extremas.
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ADAPTAÇÕES MORFOFISIOLÓGICAS DE PLANTAS DE Coffea arabica L., SUBMETIDAS A DIFERENTES NÍVEIS DE IRRADIÂNCIA E NITROGÊNIO

SAMUEL CORDEIRO VITOR MARTINS (Bolsista PIBIC//UFV), MARCELO FRANCISCO POMPELLI (Bolsista /UFV), RICARDO WOLFGRAMM (Bolsista PROBIC/FAPEMIG/UFV), FÁBIO GONÇALVES VILLELA (Bolsista IC /projeto/UFV), MARILIA CONTIN VENTRELLA (Colaborador/UFV), FABIO MURILO DA MATTA (Orientador/UFV)

Dois experimentos foram conduzidos separadamente e analisados como tal, a fim de investigarem-se os efeitos da irradiância e da nutrição diferencial de nitrogênio sobre (i) as respostas alométricas e morfológicas e (ii) os mecanismos de fotoproteção em plantas de café, sob condições de inverno. No primeiro experimento, plantas de C. arabica cv Catuaí Vermelho IAC 44 foram cultivadas em vasos de 12 L, a pleno sol ou sob redução de 50% da irradiância; para cada tratamento de luz, três níveis de nitrogênio (0, 16 e 23 mM, respectivamente níveis deficiente, adequado e em excesso) foram aplicados. A deficiência de N causou uma redução marcante no acúmulo de biomassa, independentemente do ambiente lumínico. Em todo o caso, as mudas cultivadas a pleno sol acumularam mais biomassa que as plantas sombreadas, um forte indício de que as taxas fotossintéticas líquidas foram maiores nas primeiras. A disponibilidade de luz, mas não de nitrogênio, promoveu alterações na morfologia da epiderme: um aumento da expansão foliar, nas plantas sombreadas, resultou em diminuição da densidade estomática de forma mais expressiva que a redução observada no índice estomático. Essas alterações foram independentes de qualquer alteração nas dimensões do estômato, porém dependentes de alterações na área média das células ordinárias da epiderme. No segundo experimento, as plantas foram cultivadas de modo semelhante ao primeiro experimento, porém em apenas dois níveis de nitrogênio (0 e 23 mM). As plantas -N cultivadas a pleno sol apresentaram menores valores no Rendimento Quântico Máximo do PSII (Fv/Fm) do que as plantas –N e +N cultivadas à sombra. Houve correlação negativa entre os valores de Fv/Fm com o acúmulo de anteraxantina + zeaxantina na antemanhã, evidenciando uma queda na atividade da desepoxidade da violaxantina devido ao frio. A correlação positiva entre os teores de N e a razão Fv/Fm demonstra a importância da nutrição nitrogenada nos mecanismos de fotoproteção no cafeeiro.
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ALTERAÇÕES MORFOLÓGICAS E ANATÔMICAS EM PLANTAS DE Schinus terebinthifolius Raddi (ANACARDIACEAE) SUBMETIDAS A DIFERENTES DOSES DE ARSÊNIO

EDUARDO CHAGAS FERREIRA DA SILVA (Bolsista PIBIC//UFV), KELLEN LAGARES FERREIRA SILVA (Não Bolsista/UFV), ARISTÉA ALVES AZEVEDO (Orientador/UFV)

O arsênio (As) é um elemento químico encontrado, naturalmente, em alguns minerais presentes em rochas, mas diferentes atividades antrópicas podem resultar na contaminação ambiental. A utilização de plantas em estudos de fitorremediação e biomonitoramento tem sido freqüente, mas poucos são os estudos de respostas de plantas expostas ao As. O presente trabalho objetivou avaliar as alterações morfológicas e anatômicas de plantas de Schinus terebinthifolius Raddi (Anacardiaceae) submetidas às concentrações de 0; 2,5; 5,0; 7,5 e 10,0 mg.L-1As em solução nutritiva. Após o período de 48 dias no tratamento, amostras de raízes e folhas completamente expandidas foram coletadas e processadas para análise em microscopia de luz e eletrônica. Para microscopia, amostras foliares foram fixadas em Karnovsky e desidratadas em série etílica. Para microscopia de luz, as amostras foram incluídas em historesina e os cortes transversais com 3mm de espessura, corados com Azul de Toluidina. Para visualização em microscópio eletrônico de varredura, as amostras foram secas ao ponto crítico, e metalizadas com ouro. Macroscopicamente não foi observada nenhuma necrose ou clorose nas folhas; mas anatomicamente foram verificadas, alterações na turgidez das células da epiderme e do parênquima clorofiliano e alterações no formato dos cloroplastos. A análise das eletromicrografias de varredura revelou uma redução da turgidez das células da epiderme foliar, dos tricomas e dos estômatos, além de uma descamação das ceras epicuticulares. Houve redução no tamanho e na quantidade de raízes laterais, escurecimento do sistema radicular e diferenciação de primórdios de raízes laterais muito próximos uns dos outros. Nas raízes foram observadas alterações no formato das células do córtex, do  xilema e desorganização nas células da endoderme e do periciclo. As alterações morfoanatômicas verificadas em S. terebinthifolius comprovam o efeito prejudicial do As sobre plantas, mas não são conclusivas para se afirmar sobre o potencial fitorremediador da espécie estudada.
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ANATOMIA FOLIAR DE ESPÉCIES DE CAMPOS RUPESTRES

JANAINA DA SILVA CASTRO PEREIRA (Bolsista BIC-Júnior), ARISTEA ALVES AZEVEDO (Orientador/UFV)

Campos rupestres são comunidades vegetais que ocorrem geralmente em altitudes superiores a 900 metros sobre afloramentos rochosos quartzíticos, com solos rasos e relevo íngreme e montanhoso. A vegetação é constituída por um estrato herbáceo mais ou menos contínuo e por arbustos e subarbustos, podendo se observar convergência morfológica em várias famílias. Comumente observam-se nestas espécies adaptações relacionadas a estresse hídrico bem como a outros fatores ambientais, como luz, vento e temperatura, em condições adversas. O presente trabalho teve como objetivo analisar caracteres adaptativos de folhas de Marcetia taxifolia e Vellozia sp. ocorrentes em áreas de campos rupestres da Serra de Ouro Branco (Ouro Branco-MG). Folhas completamente expandidas das duas espécies foram coletadas e fixadas em FAA 50%. Para caracterização anatômica fragmentos foliares foram selecionados, desidratados em série etílica e incluídos em metacrilato. Cortes transversais com 5 m de espessura foram obtidos em micrótomo rotativo, posteriormente foram corados com azul de toluidina e as lâminas foram então montadas em Permount. Marcetia taxifolia apresenta folhas de tamanho reduzido e com margens foliares dobradas, reduzindo assim a área foliar exposta às condições externas; células epidérmicas da face adaxial aproximadamente três vezes mais altas que as da face abaxial funcionando como filtro para a radiação solar e também no armazenamento de água. Vellozia sp. apresenta cutícula espessa; hipoderme lignificada; mesofilo compacto e estômatos protegidos em fendas, características estas que auxiliam de modo geral a reduzir a perda excessiva de água por transpiração além de grande quantidade de tecido de sustentação que protege contra os efeitos de ventos fortes. Vellozia sp. apresenta ainda o caule recoberto pelas bainhas foliares auxiliando na resistência ao fogo. Ambas as espécies se mostram bem adaptadas às condições ambientais externas a que estão sujeitas, mas apresentam estratégias morfoanatômicas distintas que permitem sua sobrevivência nos ambientes de campo rupestre.

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