Como as mudanças climáticas poderão afetar a fotossíntese líquida de espécies arbóreas da Floresta Atlântica? Experimentos em jardins comum e utilização da espécie Myrsine coriacea como modelo

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dc.contributor.advisor1Cavatte, Paulo Cezar
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0003-2963-7673
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/8029279967950425
dc.contributor.authorPereira, Jéssica Priscilla
dc.contributor.authorIDhttps://orcid.org/0000-0002-7000-0829
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/1826195478041147
dc.contributor.referee1Falqueto, Antelmo Ralph
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0003-3146-1873
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2005727951505420
dc.contributor.referee2Carrijo, Tatiana Tavares
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000000283660738
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/0479854777557016
dc.contributor.referee3Werner, Elias Terra
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0001-7781-4342
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/3268068963656927
dc.contributor.referee4López, Nelson Facundo Rodríguez
dc.date.accessioned2024-05-30T00:52:57Z
dc.date.available2024-05-30T00:52:57Z
dc.date.issued2022-03-18
dc.description.abstractThe understanding of how tropical dioecious species cope with different environmental conditions is still limited. The inability to cope with adverse conditions can lead to decreased performance (photosynthetic and growth) and reproductive success, causing population declines. The objective of this work was to study how the environmental variations, verified along an altitude gradient, affect the photosynthetic capacity of the dioecious species Myrsine coriacea. In the first stage of the study (Chapter 1), we investigated how the attributes of secondary traits of the dioecious species M. coriacea vary in an altitudinal gradient. Eighty plants (40 males and 40 females) were selected from seven natural populations. Leaf morphological and stomatal characteristics and isotopic composition of carbon (δ13C) and nitrogen (δ15N) were analyzed. Female plants showed higher δ 13C and δ15N compared to males, a result associated with a higher carboxylation capacity. Plants of both sexes had smaller stomata and greater water use efficiency at higher altitudes, lower δ15N and higher carbon-nitrogen ratios at lower altitudes. Stomatal and venation characteristics showed a lack of coordination, which was compensated by variation in specific leaf area. In the second step (Chapter 2), we determined 33 functional characteristics related to photosynthetic performance (ten leaf characteristics, seven anatomical characteristics and 16 related to gas exchange and chlorophyll a fluorescence) of M. coriacea plants from four altitudes of origin. (630, 910, 1229 and 2019 m) cultivated in a common garden located at high (HA; 914 m) and low altitude (LA; 108 m). In LA there was mortality of all plants from 2019 m. Net CO2 assimilation and dark respiration were higher in HA compared to LA, regardless of the altitude of origin. Plants in LA showed a higher oxidative pressure on the photosynthetic machinery (higher ratio ETR/Ag) compared to plants in HA, regardless of the altitude of origin. In LA, regardless of the altitude of origin, photorespiration represented approximately 60% of gross photosynthesis, a value 50% higher than that observed in plants in HA. In HA, plants from 2019 m showed local adaptation in leaf characteristics (lower specific leaf area and stomata size; higher trichome density) that were related to lower transpiration and photosynthetic capacity. We conclude that, with the increase in temperature as a result of climate change, plants at higher altitudes will have a lower adaptive capacity, while plants at low/medium altitudes will respond with morphological changes, avoiding water deficit. However, these modifications may limit the photosynthetic capacity and increase the possibility of oxidative stress.
dc.description.resumoA compreensão de como espécies dioicas tropicais lidam com diferentes condições ambientais ainda é limitada. A incapacidade de lidar com condições adversas, pode levar a diminuição no desempenho (fotossintético e de crescimento) e sucesso reprodutivo, causando declínios populacionais. O objetivo do trabalho foi estudar como as variações ambientais, verificadas ao longo de um gradiente de altitude, afetam o a capacidade fotossintética da espécie dioica Myrsine coriacea. Na primeira etapa do estudo (Capítulo 1), investigamos como os atributos de características secundárias da espécie dioica M. coriacea variam em um gradiente altitudinal. Oitenta plantas (40 indivíduos machos e 40 indivíduos fêmeas) foram selecionadas em sete populações naturais. Foram analisadas as características foliares morfológicas, estomáticas e a composição isotópica de carbono (δ13C) e nitrogênio (δ15N). Plantas fêmeas apresentaram maiores δ13C e δ 15N em relação aos machos, resultado associado com a maior capacidade de carboxilação. Plantas de ambos os sexos apresentaram estômatos menores e maior eficiência no uso da água em altitudes mais elevadas, menor δ15N e maiores relações carbono-nitrogênio em menores altitudes. Características estomáticas e de venação apresentaram falta de coordenação, que foi compensada pela variação na área foliar específica. Na segunda etapa (Capítulo 2), determinamos 33 características funcionais relacionadas com o desempenho fotossintético (dez características foliares, sete características anatômicas e 16 relacionadas com as trocas gasosas e fluorescência da clorofila a) de plantas de M. coriacea provenientes de quatro altitudes de origem (630, 910, 1.229 e 2.019 m) cultivadas em jardim comum situado em alta (HA; 914 m) e baixa altitude (LA; 108 m). Em LA houve mortalidade de todas as plantas provenientes de 2.019 m. A assimilação líquida de CO2 e a respiração no escuro foram maiores em HA em relação a LA, independentemente da altitude de origem. Plantas em LA apresentaram uma maior pressão oxidativa sobre a maquinaria fotossintética (maior relação ETR/Ag) em relação as plantas em HA, independentemente da altitude de origem. Em LA, independentemente da altitude de origem, a fotorrespiração representou aproximadamente 60% da fotossíntese bruta, valor 50% superior ao verificado nas plantas em HA. Em HA, plantas provenientes de 2.019 m apresentaram adaptação local em características foliares (menor área foliar específica e tamanho dos estômatos; maior densidade de tricomas) que foram relacionadas com menor transpiração e capacidade fotossintética. Concluímos que, com o aumento de temperatura em decorrência das mudanças climáticas, plantas em maiores altitudes apresentarão menor capacidade adaptativa, enquanto plantas de baixa/média altitude responderão com modificações morfológicas, evitando o déficit hídrico. Contudo, estas modificações poderão limitar a capacidade fotossintética e aumentar a possibilidade de ocorrência de estresse oxidativo.
dc.formatText
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufes.br/handle/10/15740
dc.languagepor
dc.publisherUniversidade Federal do Espírito Santo
dc.publisher.countryBR
dc.publisher.courseDoutorado em Biologia Vegetal
dc.publisher.departmentCentro de Ciências Humanas e Naturais
dc.publisher.initialsUFES
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Biologia Vegetal
dc.rightsopen access
dc.subjectAltitude
dc.subjectAquecimento global
dc.subjectEficiência no uso da água
dc.subjectFotoinibição
dc.subjectFotossíntese
dc.subjectPlasticidade fenotípica
dc.subject.br-rjbnsubject.br-rjbn
dc.subject.cnpqAgronomia
dc.titleComo as mudanças climáticas poderão afetar a fotossíntese líquida de espécies arbóreas da Floresta Atlântica? Experimentos em jardins comum e utilização da espécie Myrsine coriacea como modelo
dc.title.alternativetitle.alternative
dc.typedoctoralThesis
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