Effect of atmospheric CO2 enrichment on the establishment of seedlings of Jatobá, Hymenaea Courbaril L. (Leguminosae, Caesalpinioideae)

Abstract

Plants grown in elevated CO environments may exhibit photosynthetic acclimation or down regulation, which is characterised by 2 reduced rates of photosynthesis. In most cases of CO -induced photosynthetic acclimation, the reduced rates of photosynthesis were still 2 higher than those detected in plants growing at ambient CO concentrations. In this work we present a study on the behaviour of seedlings 2 of Hymenaea courbaril, a late secondary/climax species that is one of the most important trees in mature tropical forests of the Americas. After germination, the seedling of H. courbaril increases its rate of growth due to the mobilisation of massive amounts of a storage cell wall polysaccharide (xyloglucan) from its cotyledons. In our experiments, germinated seeds were incubated in open top chambers with increased concentration of atmospheric CO (720 ppm) (control at 360 ppm). To test the effects of the presence of the storage compound 2 on the responses of growing seedlings, cotyledons were detached before the start of polysaccharide mobilisation and parameters such as dry mass, leaf area, CO assimilation rates and chlorophyll a fluorescence were measured during 98 days. A comparison between 360 2 and 720ppm growing seedlings showed a significant increase in leaf area only in metaphylls of seedlings growing under higher CO . However, a marked and persistent increase (2 fold) in photosynthesis (CO assimilation) was observed in all cases (with or without 2 cotyledons). Changes in the levels of sucrose have been suggested to act as a signalling mechanism that switches on/off the storage or development mode in plant tissues. Thus, the explanation for our general observation that the differential response in terms of growth of seedlings ceases to exist when storage mobilisation is functioning, might be related to the fact that higher levels of sucrose are produced as a result of carbon storage compounds degradation. By the results obtained, it appears that plants grown under enriched CO did not 2 acclimate and therefore under the climatic conditions forecasted on the basis of the present carbon dioxide emissions, Hymenaea courbaril should establish faster in its natural environment and might also serve as an efficient mechanism of carbon sequestration within the forest. ResumoPlântulas de jatobá crescidas em ambiente com concentrações elevadas de CO podem exibir aclimatação fotossintética ou retro-2 inibição, a qual é caracterizada pela redução das taxas fotossintéticas. Em muitos casos de aclimatação induzida por alto CO , taxas 2 reduzidas de fotossíntese são observadas, mas ainda são mais altas que aquelas detectadas em plantas crescendo em concentrações atuais de CO atmosférico (360ppm). No presente trabalho, realizamos um estudo do comportamento de plântulas de Hymenaea courbaril, 2 uma espécie secundária tardia/clímax de grande importância em florestas tropicais maduras nas Américas. Em nossos experimentos, sementes recém germinadas foram cultivadas em câmaras de topo aberto com concentrações alteradas ...

Respostas fisiológicas de plantas amazônicas de regiões alagadas às mudanças climáticas globais

“…Buckeridge, dados não publicados). No caso de H. courbaril, Aidar et al (2002) observaram que há um aumento de 60% na fotossíntese quando plântulas foram crescidas em 720 µmol mol -1 de CO 2 . Houve um aumento na biomassa e nos níveis de açúcares endógenos (sacarose, amido e celulose) da ordem de 30% (Costa 2004, Buckeridge et al 2008.…”

“…O fato de que a presença de mobilização de reservas interfere no efeito geral causado pelo aumento de CO 2 atmosférico (Aidar et al 2002) pode ser importante no contexto do alagamento, pois, como mencionado anteriormente, uma das maneiras que as plantas sob alagamento podem apresentar como forma de tolerar esse estresse seria o acúmulo de reservas nas raízes, que poderiam ser utilizadas para desenvolver raízes adventícias (Ferreira et al 2009b). Nesse contexto, é plausível sugerir que o efeito fertilizante do CO 2 , esperado em concentrações atmosféricas maiores, possa contribuir nos casos em que as reservas das raízes, ou de outras partes da planta sob alagamento, passem a ser mobilizadas.…”

“…Concluímos, assim, que o jatobá seqüestra mais carbono da atmosfera enriquecida de CO 2 quando jovem. No entanto, observamos também que quando há mobilização de reservas e o crescimento ocorre principalmente à custa de uma fonte "interna" de carbono (no caso das plântulas do jatobá, os cotilédones), o efeito da elevação do CO 2 no ambiente externo é significativamente menor (Aidar et al 2002). A mobilização de reservas exerce um efeito de tamponamento do efeito fertilizante do CO 2 que entra na planta através da fotossíntese.…”

Aspectos anatômicos de plântulas Foeniculum vulgare Mill.

“…Existem depósitos de grãos de amido nas células dos parênquimas paliçádico e esponjoso, onde são encontrados de 76-85 grãos por 10 µm (Figura 4c). Outras espécies também apresentam grãos de amido nas primeiras folhas das plântulas, como Hymenaea courbaril L. (Aidar et al, 2002), Hymenaea stilbocarpa Hayne (MoreiraConeglian & e Fragaria ananassa Duch. (Calvete et al, 2000).…”

Perspectives on biodiversity science in Brazil

“…Laboratory experiments are essential to assess single species responses to possible consequences of global change, such as atmospheric CO 2 enrichment (for a Brazilian example, within the Biota-Fapesp project, Aidar et al, 2002). However, while such studies provide good accounts of physiological comportment and contribute to forecasts, they may be less instructive when it comes to predicting ecological outcomes.…”