Balanço de carbono em mudas congenéricas de Tabebuia sob toxicidade de manganês

Abstract

O Manganês (Mn) é um elemento essencial para a vida das plantas. Classificado como um micronutriente, este metal é necessário em pequenas quantidades, embora exerça papel fundamental em processos vitais, como a fotossíntese. Apesar de sua essencialidade, quando presente em concentrações acima da tolerância, o Mn torna-se tóxico, comprometendo o desenvolvimento vegetal. A elevada disponibilidade desse elemento está associada a ambientes ácidos, como grande parte dos solos naturais do Cerrado e da Mata Atlântica. No entanto, incrementos adicionais nos teores de Mn podem ocorrer devido a atividades de origem antrópica, intensificando desequilíbrios ecológicos. Nesse contexto, a utilização de pares congenéricos representa uma estratégia experimental para reduzir a variabilidade evolutiva e isolar com maior precisão as respostas relacionadas ao ambiente onde cada espécie evoluiu. Assim, diferenças observadas nos padrões de tolerância podem ser atribuídas com maior segurança às adaptações específicas aos biomas de origem e não a divergências filogenéticas amplas. Com esse objetivo, mudas congenéricas de Tabebuia, T. aurea (Cerrado) e T. roseoalba (Mata Atlântica), foram cultivadas em casa de vegetação com condições semicontroladas até atingirem o segundo par de folhas expandidas. O experimento foi conduzido em solução nutritiva de Furlani & Furlani sob dois tratamentos: controle (0,85 μM) e toxicidade de Mn (1,5 mM), organizados em blocos casualizados com cinco repetições por espécie e tratamento. As trocas gasosas (assimilação de CO₂ (A), condutância estomática (gs), transpiração (E), e eficiência do uso da água (EUA)) foram avaliadas aos 5, 7, 14 e 21 dias após o início do tratamento (DAT). Dados biométricos foram obtidos no início e no final do experimento, incluindo conteúdo relativo de água (CRA), relação parte aérea/raiz e Índice de Qualidade de Dickson. T. aurea apresentou redução apenas na EUA aos 21 DAT, enquanto T. roseoalba exibiu reduções de E e EUA a partir dos 7 DAT e de A e gs a partir dos 14 DAT. Como consequência, a alta disponibilidade de Mn comprometeu o crescimento de folhas e raízes de T. roseoalba aos 21 DAT. Dessa forma, infere-se que T. aurea apresenta maior tolerância à alta concentração de Mn quando comparada à sua congênere T. roseoalba, reforçando a relevância ecológica da abordagem congenérica para compreender padrões de adaptação e susceptibilidade entre biomas.

Manganese (Mn) is an essential element for plant life. Classified as a micronutrient, this metal is required in small amounts, yet it plays a fundamental role in vital processes such as photosynthesis. Despite its essentiality, when present above tolerance thresholds, Mn becomes toxic and compromises plant development. The high availability of this element is associated with acidic environments, such as most natural soils of the Cerrado and the Atlantic Forest. However, additional increases in Mn levels may occur due to anthropogenic activities, intensifying ecological imbalances. In this context, the use of congeners represents an experimental strategy that reduces evolutionary variability and allows a more precise isolation of responses related to the environments in which each species evolved. Thus, differences in tolerance patterns can be more reliably attributed to specific adaptations to each biome rather than to broad phylogenetic divergence. With this goal, congeners of Tabebuia, T. aurea (Cerrado) and T. roseoalba (Atlantic Forest), were grown in a greenhouse under semicontrolled conditions until reaching the second pair of fully expanded leaves. The experiment was conducted in Furlani & Furlani nutrient solution under two treatments: control (0.85 μM) and Mn toxicity (1.5 mM), arranged in a randomized block design with five replicates per species and treatment. Gas exchange parameters (CO₂ assimilation (A), stomatal conductance (gs), transpiration, (E), and water-use efficiency (WUE) were evaluated at 5, 7, 14, and 21 days after treatment (DAT). Biometric data were collected at the beginning and end of the experiment, including relative water content (RWC), shoot-to-root ratio, and Dickson Quality Index. T. aurea exhibited a reduction only in WUE at 21 DAT, whereas T. roseoalba showed reductions in E and WUE from 7 DAT and in A and gs from 14 DAT. Consequently, high Mn availability impaired leaf and root growth in T. roseoalba at 21 DAT. Therefore, it can be inferred that T. aurea displays greater tolerance to excess Mn compared to its congener T. roseoalba, reinforcing the ecological relevance of the congeneric approach for understanding patterns of adaptation and susceptibility across biomes.