Anatomia e quantificação de reservas de duas Leguminosas do Cerrado com diferentes estratégias de resiliência ao fogo

Abstract

O Cerrado é um bioma inflamável, onde o fogo está presente com importância evolutiva e ecológica há cerca de 4 milhões de anos. Em ambientes com distúrbios frequentes, plantas podem sobreviver ou pela rebrota ou por sementes. Características associadas a essas estratégias dicotômicas de sobrevivência, como a presença de cascas espessas, sistemas subterrâneos com alto poder gemífero e capacidade de armazenamento auxiliam as plantas a se manterem em ambientes inflamáveis. Fabaceae é uma das famílias botânicas mais abundantes no Cerrado, apresentando grande diversidade morfológica, fisiológica e ecológica. Senna e Chamaecrista são dois gêneros de leguminosas presentes no Cerrado que possuem diferentes formas de vida e estratégias de sobrevivência ao fogo. Características anatômicas podem ser associadas às condições do ambiente, uma vez que podem ser selecionadas por pressão evolutiva, enquanto a alocação e concentração de compostos de reservas podem ajudar a entender os traços funcionais das plantas em ambientes sujeitos a distúrbios frequentes. Este estudo teve por objetivo investigar o perfil anatômico e o metabolismo de reservas de duas espécies de leguminosas encontradas no Parque Nacional das Emas GO, com diferentes estratégias de sobrevivência ao fogo. A partir da caracterização anatômica dos órgãos vegetativos e quantificação de reservas aéreas e subterrâneas das espécies Chamaecrista desvauxii var. brevipes e Senna silvestris var. guaranitica, foi possível classificar a primeira como uma semeadora obrigatória e fanerófita, composta por uma raiz pivotante sem gemas, que não sobrevive ao fogo; e a segunda como uma rebrotadora facultativa e geófita, com sistema subterrâneo do tipo xilopódio associado a raízes de reserva, que rebrota após o fogo. Em ambas as espécies a anatomia foliar apresentou características importantes à sobrevivência em ambientes áridos como cutícula espessa, epiderme unisseriada, parênquima paliçádico ocupando metade do mesofilo e fibras esclerenquimáticas ao redor dos feixes vasculares, além de amido e fenóis como os compostos de maior concentração tanto nos órgãos aéreos quanto subterrâneos. Ainda, diferenças na estrutura foliar e nos compostos de reservas aéreas foram observadas em relação às principais mudanças relacionadas às estratégias de sobrevivência de cada espécie. Assim, os resultados obtidos demonstram a importância dessas características anatômicas e fisiológicas na persistência de espécies em ambientes inflamáveis, independentemente de suas estratégias de sobrevivência.

Cerrado is a fire-prone biome where fire has had evolutionary and ecological significance for approximately 4 million years. In environments subjected to frequent disturbances, plants can survive either by resprouting or through seed propagation. Characteristics associated with these survival strategies, such as thick bark, underground systems with high bud potential, and storage capacity, assist plants in persisting within flammable environments. Fabaceae is one of the most abundant botanical families in the Cerrado, displaying extensive morphological, physiological, and ecological diversity. Senna and Chamaecrista are two leguminous genera in the Cerrado that exhibit varied life forms and fire survival strategies. Anatomical traits may be linked to environmental conditions, shaped by evolutionary pressure, while the allocation and concentration of storage compounds aid in understanding the functional traits of plants in disturbance-prone habitats. This study aimed to investigate the anatomical profile and storage metabolism of two legume species found in Parque Nacional das Emas GO, with distinct fire survival strategies. Through anatomical characterization of vegetative organs and quantification of aerial and underground reserves in Chamaecrista desvauxii var. brevipes and Senna silvestris var. guaranitica, the former was classified as a phanerophyte obligate seeder with taproot lacking buds and not surviving fire, while the latter was identified as a geophytic facultative resprouter with a xylopodium-type underground system associated with storage roots, enabling post-fire resprouting. In both species, leaf anatomy presented features critical for survival in arid environments, including a thick cuticle, glandular trichomes, a uniseriate epidermis, palisade parenchyma occupying half of the mesophyll, and sclerenchyma fibers surrounding vascular bundles. Starch and phenolic compounds were observed as the primary reserves in both aerial and underground organs. Furthermore, differences in foliar structure and aerial reserve compounds were associated with each species' unique survival strategies. These findings highlight the significance of these anatomical and physiological traits for species persistence in fire-prone environments, regardless of their survival strategy.