Este documento discute as adaptações fisiológicas e morfológicas das plantas aquáticas submersas para maximizar a absorção de carbono inorgânico, como o metabolismo C4, o metabolismo CAM, a absorção de bicarbonato, a absorção de CO2 da água intersticial e o desenvolvimento de folhas aéreas. Essas adaptações permitem que as plantas submersas superem a limitação de carbono em ambientes aquáticos, mesmo com baixas concentrações de CO2, o que explica o sucesso dessas plantas em
Curso de Biogeoquímica de Sedimentos Aquáticos - Parte IV Inct Acqua
1. O documento discute as fontes e efeitos da poluição em sistemas aquáticos, incluindo poluição por metais pesados e acidificação.
2. A presença elevada de metais pesados em sedimentos lacustres pode apresentar problemas devido à sua mobilização sob certas condições químicas.
3. A acidificação causada por chuva ácida leva à diminuição do pH da água e mobilização de metais tóxicos, afetando a biodiversidade. Técnicas como modificação do pH podem
O documento discute tópicos relacionados a ciências naturais, incluindo: (1) o papel das florestas na produção de oxigênio; (2) adaptações de plantas em manguezais; (3) fatores que influenciam o desenvolvimento de plantas.
Este documento discute os principais tópicos da oceanografia química de estuários, incluindo: 1) a biogeoquímica e como estuda a interação entre esferas da Terra; 2) o ciclo hidrológico e como a água flui entre reservatórios; 3) parâmetros hidroquímicos comuns como pH, salinidade e oxigênio dissolvido que são usados para avaliar a qualidade da água.
Ciclos biogeoquímicos- PROFESSORA MARIA INÊSSala Guião
O documento descreve os ciclos biogeoquímicos da água, do carbono, do oxigênio e do nitrogênio, explicando como esses elementos químicos se movimentam entre os seres vivos e o meio ambiente. O ciclo do nitrogênio envolve a fixação do N2 atmosférico por bactérias, sua conversão em amônia, nitritos e nitratos, e posterior devolução ao ar por bactérias desnitrificantes.
O documento discute um relatório escolar sobre ciências ambientais. Contém questões sobre um derramamento de petróleo no Golfo do México, efeito estufa, eutrofização de lagoas, interferência humana em rios, usinas de energia, garimpo ilegal, agricultura e esgoto urbano.
O documento descreve os principais ciclos biogeoquímicos: nitrogênio, água, carbono, oxigênio e fósforo. Estes ciclos envolvem a permuta destes elementos químicos entre os seres vivos e o meio ambiente através de etapas biológicas, físicas e químicas. Os ciclos descrevem como estes elementos são absorvidos pelos organismos vivos, transformados e devolvidos ao meio ambiente.
O documento descreve os principais ciclos biogeoquímicos da água, do carbono, do oxigênio e do nitrogênio. Explica que esses ciclos envolvem a troca contínua desses elementos químicos entre os meios abiótico e biótico de um ecossistema, com a ação fundamental dos decompositores para a reciclagem da matéria. Também destaca a importância do estudo desses ciclos para identificar impactos ambientais causados pela introdução de substâncias no meio ambiente.
Curso de Biogeoquímica de Sedimentos Aquáticos - Parte IV Inct Acqua
1. O documento discute as fontes e efeitos da poluição em sistemas aquáticos, incluindo poluição por metais pesados e acidificação.
2. A presença elevada de metais pesados em sedimentos lacustres pode apresentar problemas devido à sua mobilização sob certas condições químicas.
3. A acidificação causada por chuva ácida leva à diminuição do pH da água e mobilização de metais tóxicos, afetando a biodiversidade. Técnicas como modificação do pH podem
O documento discute tópicos relacionados a ciências naturais, incluindo: (1) o papel das florestas na produção de oxigênio; (2) adaptações de plantas em manguezais; (3) fatores que influenciam o desenvolvimento de plantas.
Este documento discute os principais tópicos da oceanografia química de estuários, incluindo: 1) a biogeoquímica e como estuda a interação entre esferas da Terra; 2) o ciclo hidrológico e como a água flui entre reservatórios; 3) parâmetros hidroquímicos comuns como pH, salinidade e oxigênio dissolvido que são usados para avaliar a qualidade da água.
Ciclos biogeoquímicos- PROFESSORA MARIA INÊSSala Guião
O documento descreve os ciclos biogeoquímicos da água, do carbono, do oxigênio e do nitrogênio, explicando como esses elementos químicos se movimentam entre os seres vivos e o meio ambiente. O ciclo do nitrogênio envolve a fixação do N2 atmosférico por bactérias, sua conversão em amônia, nitritos e nitratos, e posterior devolução ao ar por bactérias desnitrificantes.
O documento discute um relatório escolar sobre ciências ambientais. Contém questões sobre um derramamento de petróleo no Golfo do México, efeito estufa, eutrofização de lagoas, interferência humana em rios, usinas de energia, garimpo ilegal, agricultura e esgoto urbano.
O documento descreve os principais ciclos biogeoquímicos: nitrogênio, água, carbono, oxigênio e fósforo. Estes ciclos envolvem a permuta destes elementos químicos entre os seres vivos e o meio ambiente através de etapas biológicas, físicas e químicas. Os ciclos descrevem como estes elementos são absorvidos pelos organismos vivos, transformados e devolvidos ao meio ambiente.
O documento descreve os principais ciclos biogeoquímicos da água, do carbono, do oxigênio e do nitrogênio. Explica que esses ciclos envolvem a troca contínua desses elementos químicos entre os meios abiótico e biótico de um ecossistema, com a ação fundamental dos decompositores para a reciclagem da matéria. Também destaca a importância do estudo desses ciclos para identificar impactos ambientais causados pela introdução de substâncias no meio ambiente.
O documento descreve os principais ciclos biogeoquímicos da água, carbono, oxigênio e nitrogênio. Ele explica que esses ciclos envolvem a participação de seres vivos e movimentam esses elementos entre a atmosfera, hidrosfera, litosfera e seres vivos. O texto também discute como a ação humana, como desmatamento e queima de combustíveis fósseis, afetam esses ciclos.
O documento discute diversos tópicos relacionados à engenharia ambiental, incluindo biorremediação, licenciamento ambiental, compostagem, biomas brasileiros, ciclo da água e recursos energéticos. Ele fornece definições e explicações sobre esses temas, além de solicitar respostas sobre alguns deles.
Um ciclo biogeoquímico descreve o fluxo de um elemento químico essencial através dos componentes bióticos e abióticos da biosfera, onde é absorvido e reciclado continuamente. Os ciclos mais importantes são os da água, oxigênio, carbono, nitrogênio e fósforo, que sustentam a vida no planeta.
I. O documento apresenta uma lista de exercícios sobre impactos ambientais que inclui notícias sobre poluição e problemas ambientais causados pela atividade humana.
II. As questões abordam tópicos como acúmulo de chumbo, poluição atmosférica, ozônio, aquecimento global, chuva ácida e desmatamento.
III. As alternativas de respostas avaliam afirmativas sobre esses temas e seus efeitos nos ecossistemas.
O documento discute conceitos de desenvolvimento sustentável e impactos ambientais. Ele define desenvolvimento sustentável como aquele capaz de suprir as necessidades da geração atual sem comprometer as futuras, e diz que a educação ambiental é essencial para envolver a população. Também explica que o atual desenvolvimento trouxe desequilíbrios ambientais, mas o desenvolvimento sustentável busca produzir desenvolvimento sem degradar o meio ambiente.
O documento discute os ciclos biogeoquímicos do carbono, nitrogênio e seu papel na natureza, além dos impactos das atividades humanas nesses ciclos, incluindo o aumento dos níveis de CO2 e o desequilíbrio no ciclo do nitrogênio, contribuindo para o aquecimento global.
O documento discute processos ecológicos em zonas ripárias, incluindo a dinâmica da matéria orgânica e o processo de decomposição foliar. Apresenta definições de zonas ripárias e sua importância, além de fatores que determinam o aporte e qualidade dos detritos foliares nessas áreas. Também descreve o modelo tradicional de decomposição foliar em três fases: lixiviação, condicionamento e fragmentação.
1) Os ciclos biogeoquímicos reciclam elementos químicos entre os organismos e o meio ambiente de forma dinâmica.
2) A água circula entre a atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera através da evaporação, precipitação e escoamento.
3) As rochas são destruídas, transformadas em sedimentos e eventualmente recristalizadas em novas rochas através do ciclo das rochas.
O documento discute o ciclo hidrológico e seus principais processos como precipitação, infiltração e evaporação. Aborda também os tipos de poluição da água, processo de tratamento de água e definições de contaminação, assoreamento, eutrofização e acidificação. Por fim, faz perguntas sobre recursos hídricos, esgoto e ações para uso sustentável da água.
1) O documento define termos relacionados a geologia, ecologia e meio ambiente como abalo sísmico, absorção, adaptação, aeração e aerofotogrametria.
2) Muitos termos descrevem conceitos básicos como características do solo, processos naturais e componentes bióticos e abióticos dos ecossistemas.
3) Os termos são apresentados em ordem alfabética e incluem definições curtas para facilitar a compreensão.
Utilização da energia nuclear na agricultura 23 11 2012José Lavres Junior
O documento discute a utilização da energia nuclear na agricultura no Brasil. Aborda a história do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA) e suas linhas de pesquisa, como ecologia isotópica, ciência dos alimentos, radioentomologia, geologia e mineralogia, fertilidade do solo e nutrição mineral de plantas. Também apresenta exemplos de estudos realizados com isótopos estáveis e radioativos em processos como absorção de nutrientes, transporte a longa distância e redistribuição dentro das plantas.
O documento discute diversos tópicos relacionados à engenharia ambiental, incluindo biorremediação, licenciamento ambiental, compostagem, biomas brasileiros, o ciclo da água, fontes de energia renováveis e não renováveis, eutrofização, erosão, bioindicadores, fatores de enchentes e inundações, e impactos ambientais.
O documento discute a biogeoquímica de estuários, incluindo a divisão de estuários, o carbono dissolvido e pH no ambiente estuarino, fitoplâncton e clorofila-a, razão molar de nutrientes, sedimentos e oxigênio. O carbono dissolvido no ambiente estuarino existe na forma de CO2, H2CO3, HCO3- e CO32-. A razão ideal de nutrientes Si:N:P para o fitoplâncton é 16:16:1. Os sedimentos e níveis de
O documento descreve os ciclos do nitrogênio e do fósforo nos ecossistemas. O nitrogênio é fixado no solo por bactérias e plantas leguminosas e é transformado em íons que são absorvidos por plantas. O fósforo é absorvido das rochas pela chuva e utilizado por plantas, sendo reciclado no solo quando os organismos morrem.
O documento apresenta 15 questões do Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM) sobre diversos temas de biologia, como estrutura celular, genética, ecologia e evolução. As questões abordam tópicos como produção de proteínas em cloroplastos, função das mitocôndrias, cadeia alimentar e adaptações de plantas a diferentes biomas.
Os sedimentos estuarinos são formados por partículas de diferentes dimensões originadas por erosão e transportadas por rios e oceanos. O tamanho das partículas determina a velocidade de sedimentação segundo as leis de Stokes e do impacto. A floculação promove a decantação de partículas finas na zona de mistura de águas doces e salgadas.
POTENCIAL DE USO DO LODO DE ESTAÇÔES DE TRATAMENTO DE ÁGUA E ESGOTORural Pecuária
O documento discute o potencial uso do lodo de estações de tratamento de água e esgoto na agricultura e na fabricação de tijolos. O lodo pode fornecer nutrientes para as plantas e melhorar o solo se tratado corretamente para remover patógenos e metais pesados. Experimentos mostraram que o lodo pode auxiliar no crescimento de pinheiros em sistemas silvipastoris e na recuperação de áreas degradadas.
O documento descreve o ciclo biogeoquímico da água, explicando que a água circula entre os seres vivos, a atmosfera e a hidrosfera através de processos como evaporação, transpiração, precipitação e infiltração no solo. Também discute a importância da água para os seres vivos e as interferências humanas no ciclo da água, como desmatamento e impermeabilização dos solos.
O documento discute a limnologia, a ciência que estuda corpos de água doce continentais como lagos. Apresenta diferentes tipos de corpos hídricos como lagos, lagoas e lagunas e explica suas origens e características. Também discute os principais fatores que afetam a qualidade da água em lagos e reservatórios.
O documento discute problemas ambientais relacionados à poluição e seus impactos na cadeia alimentar e no efeito estufa. Em particular, fala sobre como inseticidas clorados como o DDT se acumulam na cadeia alimentar e são encontrados em maiores concentrações em organismos no topo da cadeia, como o gavião. Também discute como a emissão de gases do efeito estufa devido à atividades humanas está aquecendo globalmente o planeta através do fenômeno do efeito estufa.
O documento descreve o ciclo do carbono na natureza, no qual o carbono é absorvido pelas plantas através da fotossíntese e incorporado em compostos orgânicos, sendo depois consumido pelos animais ou retornando à atmosfera após a decomposição de seres vivos. O ciclo do carbono é essencial para a vida na Terra e envolve a troca contínua de carbono entre a atmosfera, seres vivos e oceanos.
O documento descreve os principais ciclos biogeoquímicos da água, carbono, oxigênio e nitrogênio. Ele explica que esses ciclos envolvem a participação de seres vivos e movimentam esses elementos entre a atmosfera, hidrosfera, litosfera e seres vivos. O texto também discute como a ação humana, como desmatamento e queima de combustíveis fósseis, afetam esses ciclos.
O documento discute diversos tópicos relacionados à engenharia ambiental, incluindo biorremediação, licenciamento ambiental, compostagem, biomas brasileiros, ciclo da água e recursos energéticos. Ele fornece definições e explicações sobre esses temas, além de solicitar respostas sobre alguns deles.
Um ciclo biogeoquímico descreve o fluxo de um elemento químico essencial através dos componentes bióticos e abióticos da biosfera, onde é absorvido e reciclado continuamente. Os ciclos mais importantes são os da água, oxigênio, carbono, nitrogênio e fósforo, que sustentam a vida no planeta.
I. O documento apresenta uma lista de exercícios sobre impactos ambientais que inclui notícias sobre poluição e problemas ambientais causados pela atividade humana.
II. As questões abordam tópicos como acúmulo de chumbo, poluição atmosférica, ozônio, aquecimento global, chuva ácida e desmatamento.
III. As alternativas de respostas avaliam afirmativas sobre esses temas e seus efeitos nos ecossistemas.
O documento discute conceitos de desenvolvimento sustentável e impactos ambientais. Ele define desenvolvimento sustentável como aquele capaz de suprir as necessidades da geração atual sem comprometer as futuras, e diz que a educação ambiental é essencial para envolver a população. Também explica que o atual desenvolvimento trouxe desequilíbrios ambientais, mas o desenvolvimento sustentável busca produzir desenvolvimento sem degradar o meio ambiente.
O documento discute os ciclos biogeoquímicos do carbono, nitrogênio e seu papel na natureza, além dos impactos das atividades humanas nesses ciclos, incluindo o aumento dos níveis de CO2 e o desequilíbrio no ciclo do nitrogênio, contribuindo para o aquecimento global.
O documento discute processos ecológicos em zonas ripárias, incluindo a dinâmica da matéria orgânica e o processo de decomposição foliar. Apresenta definições de zonas ripárias e sua importância, além de fatores que determinam o aporte e qualidade dos detritos foliares nessas áreas. Também descreve o modelo tradicional de decomposição foliar em três fases: lixiviação, condicionamento e fragmentação.
1) Os ciclos biogeoquímicos reciclam elementos químicos entre os organismos e o meio ambiente de forma dinâmica.
2) A água circula entre a atmosfera, hidrosfera, litosfera e biosfera através da evaporação, precipitação e escoamento.
3) As rochas são destruídas, transformadas em sedimentos e eventualmente recristalizadas em novas rochas através do ciclo das rochas.
O documento discute o ciclo hidrológico e seus principais processos como precipitação, infiltração e evaporação. Aborda também os tipos de poluição da água, processo de tratamento de água e definições de contaminação, assoreamento, eutrofização e acidificação. Por fim, faz perguntas sobre recursos hídricos, esgoto e ações para uso sustentável da água.
1) O documento define termos relacionados a geologia, ecologia e meio ambiente como abalo sísmico, absorção, adaptação, aeração e aerofotogrametria.
2) Muitos termos descrevem conceitos básicos como características do solo, processos naturais e componentes bióticos e abióticos dos ecossistemas.
3) Os termos são apresentados em ordem alfabética e incluem definições curtas para facilitar a compreensão.
Utilização da energia nuclear na agricultura 23 11 2012José Lavres Junior
O documento discute a utilização da energia nuclear na agricultura no Brasil. Aborda a história do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA) e suas linhas de pesquisa, como ecologia isotópica, ciência dos alimentos, radioentomologia, geologia e mineralogia, fertilidade do solo e nutrição mineral de plantas. Também apresenta exemplos de estudos realizados com isótopos estáveis e radioativos em processos como absorção de nutrientes, transporte a longa distância e redistribuição dentro das plantas.
O documento discute diversos tópicos relacionados à engenharia ambiental, incluindo biorremediação, licenciamento ambiental, compostagem, biomas brasileiros, o ciclo da água, fontes de energia renováveis e não renováveis, eutrofização, erosão, bioindicadores, fatores de enchentes e inundações, e impactos ambientais.
O documento discute a biogeoquímica de estuários, incluindo a divisão de estuários, o carbono dissolvido e pH no ambiente estuarino, fitoplâncton e clorofila-a, razão molar de nutrientes, sedimentos e oxigênio. O carbono dissolvido no ambiente estuarino existe na forma de CO2, H2CO3, HCO3- e CO32-. A razão ideal de nutrientes Si:N:P para o fitoplâncton é 16:16:1. Os sedimentos e níveis de
O documento descreve os ciclos do nitrogênio e do fósforo nos ecossistemas. O nitrogênio é fixado no solo por bactérias e plantas leguminosas e é transformado em íons que são absorvidos por plantas. O fósforo é absorvido das rochas pela chuva e utilizado por plantas, sendo reciclado no solo quando os organismos morrem.
O documento apresenta 15 questões do Exame Nacional do Ensino Médio (ENEM) sobre diversos temas de biologia, como estrutura celular, genética, ecologia e evolução. As questões abordam tópicos como produção de proteínas em cloroplastos, função das mitocôndrias, cadeia alimentar e adaptações de plantas a diferentes biomas.
Os sedimentos estuarinos são formados por partículas de diferentes dimensões originadas por erosão e transportadas por rios e oceanos. O tamanho das partículas determina a velocidade de sedimentação segundo as leis de Stokes e do impacto. A floculação promove a decantação de partículas finas na zona de mistura de águas doces e salgadas.
POTENCIAL DE USO DO LODO DE ESTAÇÔES DE TRATAMENTO DE ÁGUA E ESGOTORural Pecuária
O documento discute o potencial uso do lodo de estações de tratamento de água e esgoto na agricultura e na fabricação de tijolos. O lodo pode fornecer nutrientes para as plantas e melhorar o solo se tratado corretamente para remover patógenos e metais pesados. Experimentos mostraram que o lodo pode auxiliar no crescimento de pinheiros em sistemas silvipastoris e na recuperação de áreas degradadas.
O documento descreve o ciclo biogeoquímico da água, explicando que a água circula entre os seres vivos, a atmosfera e a hidrosfera através de processos como evaporação, transpiração, precipitação e infiltração no solo. Também discute a importância da água para os seres vivos e as interferências humanas no ciclo da água, como desmatamento e impermeabilização dos solos.
O documento discute a limnologia, a ciência que estuda corpos de água doce continentais como lagos. Apresenta diferentes tipos de corpos hídricos como lagos, lagoas e lagunas e explica suas origens e características. Também discute os principais fatores que afetam a qualidade da água em lagos e reservatórios.
O documento discute problemas ambientais relacionados à poluição e seus impactos na cadeia alimentar e no efeito estufa. Em particular, fala sobre como inseticidas clorados como o DDT se acumulam na cadeia alimentar e são encontrados em maiores concentrações em organismos no topo da cadeia, como o gavião. Também discute como a emissão de gases do efeito estufa devido à atividades humanas está aquecendo globalmente o planeta através do fenômeno do efeito estufa.
O documento descreve o ciclo do carbono na natureza, no qual o carbono é absorvido pelas plantas através da fotossíntese e incorporado em compostos orgânicos, sendo depois consumido pelos animais ou retornando à atmosfera após a decomposição de seres vivos. O ciclo do carbono é essencial para a vida na Terra e envolve a troca contínua de carbono entre a atmosfera, seres vivos e oceanos.
O documento descreve os ciclos biogeoquímicos da água, do carbono, do nitrogênio e do oxigênio. Esses ciclos envolvem a incorporação desses elementos químicos essenciais pelos seres vivos através de processos como a fotossíntese e a respiração, e sua devolução ao meio ambiente após a morte dos organismos. O documento também discute a importância desses ciclos para a vida na Terra e os impactos humanos sobre eles, como o desmatamento e as mudan
O documento descreve os ciclos biogeoquímicos do carbono, oxigênio e nitrogênio na biosfera, litosfera, hidrosfera e atmosfera. Os ciclos envolvem a circulação desses elementos entre seres vivos e o meio físico-químico através de processos biológicos, físicos e químicos.
O documento discute as formas de carbono orgânico e inorgânico em ecossistemas aquáticos. O carbono orgânico pode ser particulado ou dissolvido e inclui substâncias como proteínas, carboidratos e ácidos húmicos. O carbono inorgânico inclui dióxido de carbono e íons bicarbonato e carbonato, que formam um sistema tampão importante para a estabilidade química da água.
O documento descreve o ciclo do carbono, explicando como o carbono é incorporado nas plantas através da fotossíntese e liberado de volta para a atmosfera através da respiração. Também discute como as atividades humanas, como a queima de combustíveis fósseis, estão perturbando o ciclo natural do carbono e levando a um aumento dos níveis de CO2 na atmosfera.
O documento descreve a concentração média anual de mercúrio em corvinas capturadas em quatro áreas costeiras brasileiras, bem como as características dessas áreas em termos de poluição industrial e recebimento de esgotos. As áreas mais poluídas apresentaram maiores concentrações de mercúrio nas corvinas, enquanto a área menos poluída apresentou a concentração natural desse metal.
1) O documento discute conceitos importantes para a qualidade da água e do solo em sistemas de piscicultura, incluindo a densidade do solo, porosidade, textura, cor, estrutura, nutrientes como nitrogênio e fósforo.
2) É fornecido detalhes sobre métodos para determinar a densidade real, densidade aparente e porosidade do solo, os quais fornecem informações úteis sobre o manejo do solo e construção de viveiros.
3) Fatores ambientais como temperatura, oxigênio
O documento descreve os ciclos biogeoquímicos da água, carbono, nitrogênio e oxigênio. Explica como esses elementos essenciais são incorporados nos seres vivos através da fotossíntese e respiração e retornam ao meio ambiente após a morte dos organismos, completando os ciclos naturais.
Este documento discute diferentes tipos de água. Ele descreve água da chuva, água pura/destilada e água desionizada, e discute suas composições químicas. Também discute água doce, incluindo água potável como água de abastecimento público e águas embaladas, e águas termais e minero-industriais.
O documento descreve os principais ciclos biogeoquímicos, incluindo o ciclo da água, do oxigênio, do fósforo, do carbono e do nitrogênio. Explica que esses ciclos envolvem a circulação constante de elementos químicos essenciais entre os seres vivos e o meio ambiente. Também discute como as atividades humanas, como a queima de combustíveis fósseis, estão alterando o ciclo natural do carbono e causando o aquecimento global.
Co-autor: ANDERSON MATHEUS DE ARAUJO
O presente trabalho retrata a importância de cada componente biogeoquímico que funciona com reservatórios de elementos da terra. É preciso que os seres vivos auxiliem no movimento dos elementos a partir do uso e da devolução para a natureza, fazendo o ciclo se fechar e toda vida seja recriada a partir dos mesmos átomos. Esse documento se trata de uma revisão bibliográfica com a finalidade de gerar conhecimento para os campos das ciências do ambiente
ENGLISH VERSION ----------
The present work portrays the importance of each biogeochemical component that works with reservoirs of earth elements. It is necessary that living beings help in the movement of elements from use and return to nature, making the cycle close and all life is recreated from the same atoms. This document is a bibliographic review with the purpose of generating knowledge for the fields of environmental sciences
VERSIÓN EN ESPAÑOL ----------
El presente trabajo retrata la importancia de cada componente biogeoquímico que trabaja con reservorios de elementos tierra. Es necesario que los seres vivos ayuden en el movimiento de los elementos de uso y retorno a la naturaleza, haciendo que el ciclo se cierre y toda la vida se recree a partir de los mismos átomos. Este documento es una revisión bibliográfica con el propósito de generar conocimiento para los campos de las ciencias ambientales.
O documento descreve os ciclos da água, do carbono e do nitrogênio. O ciclo da água envolve a evaporação da água dos oceanos e sua precipitação em forma de chuva. O ciclo do carbono envolve a fixação de carbono pelas plantas através da fotossíntese e sua liberação pelos organismos através da respiração. O ciclo do nitrogênio envolve a fixação biológica do nitrogênio atmosférico por bactérias e plantas.
O documento discute os ciclos biogeoquímicos do carbono, nitrogênio, fósforo e enxofre, explicando como esses elementos se tornam disponíveis na natureza e como as atividades humanas podem perturbar seus equilíbrios naturais, como o aumento de gases de efeito estufa na atmosfera devido à queima de combustíveis fósseis.
O documento discute os ciclos biogeoquímicos do carbono, nitrogênio e água, incluindo suas fontes, processos e importância. É destacada a fotossíntese como mecanismo de fixação do carbono e a relação simbiótica entre bactérias e leguminosas no ciclo do nitrogênio.
O documento descreve os principais ciclos biogeoquímicos, incluindo os ciclos da água, do carbono, do oxigênio, do nitrogênio, do fósforo e do cálcio. Explica os processos envolvidos em cada ciclo como a evaporação, precipitação, fotossíntese, respiração e decomposição.
As plantas realizam a fotossíntese para converter CO2 da atmosfera e H2O em glicose e O2, armazenando energia. Os animais realizam a respiração inversa para liberar essa energia. O CO2 é armazenado nos oceanos e no solo, interagindo com a atmosfera através da difusão gasosa. A revolução industrial aumentou a taxa de emissão de CO2, ameaçando o equilíbrio do ciclo do carbono.
Ciclo do Carbono em Ecossistemas AquáticosLimnos Ufsc
1) O documento discute o ciclo do carbono em ecossistemas aquáticos continentais brasileiros, destacando a importância das macrófitas aquáticas e da matéria orgânica no processo.
2) Há debates sobre como as hidrelétricas amazônicas afetam as emissões de gases do efeito estufa, principalmente metano, com estudos apresentando pontos de vista conflitantes.
3) Lagos e reservatórios desempenham um papel importante no armazenamento de carbono orgânico, mas as tax
Os ciclos biogeoquímicos descrevem a permuta cíclica de elementos químicos entre os seres vivos e o meio ambiente. Os principais ciclos são o da água, carbono, oxigênio, nitrogênio e fósforo, que envolvem etapas biológicas, físicas e químicas. As atividades humanas podem desequilibrar esses ciclos, como o desmatamento, que afeta o ciclo da água, e a queima de combustíveis fósseis,
Os gases vestigiais na atmosfera, apesar de estarem em menor quantidade, sofreram mais alterações ao longo do tempo. Originalmente produzidos e consumidos em equilíbrio, passaram a poluir quando a emissão excedeu a capacidade da atmosfera absorvê-los. As causas naturais e antropogênicas, especialmente as atividades humanas como queima de combustíveis e desmatamento, são responsáveis pelo desequilíbrio e aumento destes gases.
Semelhante a Adaptações de plantas submersas à absorção do carbono inorgânico (20)
Excelente trabalho sobre Betta splendens albino, da autoria do Prof. Wilson Vianna, com base científica, procedimentos genéticos aplicados e fotos inéditas no mundo. Pela primeira vez vai ser mostrado fotos do Betta lutino (amarelo de olhos vermelhos) e do Rubino (vermelho de olho vermelho) . Esses termos nunca foram utilizados para os bettas porque nunca houve o registro até o momento.
INSTRUÇÃO NORMATIVA INTERMINISTERIAL Nº 1, DE 3 DE JANEIRO DE 2012Aquarismo Ornamental
Estabelece normas, critérios e padrões para a explotação de peixes nativos ou exóticos de águas continentais com finalidade ornamental ou de aquariofilia.
La Unión Europea ha acordado un paquete de sanciones contra Rusia por su invasión de Ucrania. Las sanciones incluyen restricciones a las importaciones de productos rusos clave como el acero y la madera, así como medidas contra bancos y funcionarios rusos. Los líderes de la UE esperan que las sanciones aumenten la presión económica sobre Rusia y la disuadan de continuar su agresión contra Ucrania.
O documento discute a história dos peixes betta, notando que eles são populares há 170 anos no sudeste asiático, onde eram usados em rinhas. A criação de bettas se desenvolveu na Alemanha e Índia a partir do século XIX, com foco em melhorar suas características para competições e aquarismo.
Este documento fornece conceitos básicos sobre iluminação em aquários plantados, incluindo: 1) a luz é necessária para a fotossíntese das plantas; 2) o espectro eletromagnético visível ao olho humano entre 380-780nm; 3) as cores do espectro absorvidas com maior intensidade pelas plantas.
Adaptações de plantas submersas à absorção do carbono inorgânico
1. Acta bot. bras. 18(3): 629-641. 2004
Review paper/Artigo de revisão
Adaptações de plantas submersas à absorção do carbono inorgânico
Sandra Andréa Pierini1,3 e Sidinei Magela Thomaz2
Recebido em 03/06/2003. Aceito em 18/02/2004
RESUMO – (Adaptações de plantas submersas à absorção do carbono inorgânico). No presente trabalho são discutidos alguns aspectos
teóricos dos mecanismos e adaptações empregados pela vegetação submersa para maximizar o aproveitamento do carbono inorgânico na
água. O tipo de estratégia utilizada pelas macrófitas aquáticas submersas deve-se a diferenças genéticas entre as espécies e também às
condições ambientais predominantes. Vários mecanismos fisiológicos e morfológicos, como a utilização do metabolismo C4, do ácido das
crassuláceas (CAM), a utilização do bicarbonato (HCO3-), a utilização do CO2 da água intersticial do sedimento e o desenvolvimento de
folhas aéreas foram considerados as principais adaptações para evitar a limitação do carbono no ambiente aquático. De relevância
ecológica, a utilização destas diferentes estratégias pode compensar baixas ofertas de CO2 às taxas fotossintéticas de várias espécies
submersas e suprimir a fotorrespiração por garantir altas concentrações intracelulares de CO2. Assim, estes mecanismos são responsáveis,
em parte, pelo sucesso das macrófitas aquáticas submersas em ambientes oligotróficos, com baixas concentrações de CO2.
Palavras-chave: planta submersa, carbono inorgânico
ABSTRACT – (Adaptations of submerged plants to inorganic carbon uptake). In this paper, the main theoretical aspects of the
mechanisms and adaptations used by submerged vegetation to maximize the utilization of inorganic carbon are discussed. The type of
strategy used by submerged plants is related to both genetic differences among species and environmental conditions. The use of C4
metabolism and crassulacean acid metabolism (CAM), uptake of bicarbonate (HCO3-), uptake of CO2 from interstitial (sediment) water
and the development of aerial leaves are considered the main physiological and morphological adaptations to avoid CO2 limitation. These
mechanisms are ecologically important given that their utilization overcome the low CO2 availability to several submerged species. In
addition, they suppress the photorespiration by increasing the intracellular CO2 concentrations. Thus, these mechanisms are considered
among the main reasons to explain the success of submerged plants even in CO2-poor, oligotrophic aquatic ecosystems.
Key words: submerged plant, inorganic carbon
Introdução flutuantes e, por fim, as emergentes que geralmente
ocupam a zona marginal dos lagos (Sculthorpe 1967).
As macrófitas aquáticas apresentam grande Desta forma, as maiores adaptações para a
plasticidade fisiológica que as tornam capazes de sobrevivência no ambiente aquático foram
colonizar os ambientes com as mais diversas desenvolvidas pelas plantas submersas que,
características físicas e químicas. Representadas por diferentemente das flutuantes e emergentes, encontram
diferentes tipos biológicos, as plantas aquáticas seus requerimentos quase que totalmente na água e
retornaram do ambiente terrestre para o ambiente sedimento.
aquático, durante sua evolução, mostrando marcada Vários trabalhos, realizados em diferentes
gradação nas adaptações associadas com a vida neste ecossistemas aquáticos, demonstraram que a
último ambiente (Sculthorpe 1967). luminosidade subaquática e os nutrientes inorgânicos,
Considerando um gradiente de distribuição especialmente o nitrogênio e o fósforo, são as principais
perpendicular à margem, as macrófitas submersas variáveis correlacionadas com os atributos
habitam locais mais profundos do ambiente aquático, populacionais (e.g. profundidade máxima de
sucedidas pelas macrófitas enraizadas com folhas colonização, biomassa, percentagem de cobertura) de
1
Programa de Pós-graduação em Ecologia de Ambientes Aquáticos Continentais, Departamento de Biologia, Universidade Estadual de
Maringá, Av. Colombo, 5790, CEP87020-900, Maringá, Paraná, Brasil
2
Nupélia, Universidade Estadual de Maringá, Av. Colombo, 5790, CEP 87020-900, Maringá, Paraná, Brasil (smthomaz@nupelia.uem.br)
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Autor para correspondência: sapierini@nupelia.uem.br
2. 630 Pierini & Thomaz: Adaptações de plantas submersas à absorção do carbono inorgânico
macrófitas aquáticas submersas (Sand-Jensen 1989; de ar idêntico (Madsen & Sand-Jensen 1991; Prins &
Duarte 1991; Bini et al. 1999). Contrariamente, poucos Elzenga 1989).
trabalhos têm considerado o carbono inorgânico como Em ambientes aquáticos em equilíbrio com o ar, o
potencialmente limitante às taxas de fotossíntese de CO2 encontra-se em concentrações entre 13 e 27µmol
macrófitas aquáticas submersas. De fato, o carbono é a aproximadamente 20ºC (Maberly & Spence 1983;
geralmente um elemento inesgotável devido à sua Sand-Jensen 1983). Nestas concentrações, o CO2 pode
contínua oferta da atmosfera e produção considerável ser suficiente para a manutenção de taxas de
durante os processos de decomposição e respiração fotossíntese de algumas espécies de macrófitas
de organismos aquáticos (Vadstrup & Madsen 1995). submersas, como por exemplo de Elodea canadensis
Entretanto, a disponibilidade restrita de CO2 pela zona (Vadstrup & Madsen 1995). Entretanto, condições de
de interface (“boundary layer”), e baixas taxas de equilíbrio na natureza são raras e taxas de consumo e
difusão deste gás, devido à viscosidade elevada da produção de gases nos lagos excedem as taxas de
água, podem ser considerados os principais fatores que trocas com a atmosfera levando a condições de
limitam as taxas de fotossíntese e de crescimento de supersaturação ou déficit (Lampert & Sommer 1997).
muitas macrófitas aquáticas submersas (Black et al. O CO2, cujos suprimentos no ambiente aquático
1981; Sand-Jensen 1983; Maberly & Spence 1983). provêm principalmente da atmosfera, da respiração e
Por esta razão, as macrófitas submersas da decomposição, pode apresentar-se sob diferentes
desenvolveram várias adaptações morfológicas e formas químicas neste ambiente. Quando o CO2 reage
fisiológicas para evitar a limitação do carbono no com a água, uma pequena proporção (menos que 1%)
ambiente aquático. Dentre estas, destacam-se o é hidratada para formar ácido carbônico (Wetzel, 1983):
metabolismo C4, metabolismo ácido das crassuláceas CO2 + H2O ↔ H2CO3
(CAM), a utilização do HCO3-, a utilização do CO2 da Uma parte do ácido carbônico formado se dissocia
água intersticial do sedimento e o desenvolvimento de e forma bicarbonato e íons hidrogênio (essa reação
folhas aéreas. O objetivo do presente trabalho foi diminui o pH): H2CO3 ↔ HCO3- + H+.
apresentar alguns aspectos teóricos de adaptações de A terceira reação resulta na liberação de outro
macrófitas aquáticas submersas para maximizar o próton: HCO3- ↔ CO32- + H+.
aproveitamento do carbono e algumas implicações As proporções das diferentes formas de carbono
ecológicas dessas adaptações para a competição entre inorgânico são dependentes do pH (Wetzel, 1983) e
estas plantas. podem ser definidas se os seguintes parâmetros são
conhecidos: (1) pH; (2) A concentração de carbono
Dinâmica da fixação do CO2 dissolvido no inorgânico dissolvido total: [∑CO2] = [CO2] + [HCO3-]
ambiente aquático + [CO32-]; (3) A alcalinidade do sistema: [Alk] =
[HCO3-] + 2[CO32-] + [OH-] - [H+] (Prins & Elzenga
A difusão do CO 2 a partir da atmosfera e a 1989).
cinética das formas de carbono dissolvido no ambiente Se o pH aumenta (como resultado da absorção
aquático são certamente de grande importância para do CO2 pelos organismos fotossintéticos, por exemplo),
os organismos fotossintetizantes que dependem da o equilíbrio move-se para produção de carbonatos. Por
disponibilidade de CO2 neste ambiente (Wetzel 1983). outro lado, em valores mais baixos de pH (resultantes
A magnitude de trocas de CO 2 entre a água e a de processos de respiração e decomposição, por
atmosfera é de natureza difusiva, sendo que a pressão exemplo) as formas CO 2 e H2CO 3 predominam.
parcial e a temperatura são fatores considerados Dentre as diferentes formas de carbono, o HCO3-
primordiais no fluxo deste gás. apresenta-se em concentrações mais elevadas que o
A solubilidade do CO2 na água segue a regra de CO2 a partir do pH 6,35 (Smith & Walker 1980).
Henry. O coeficiente da solubilidade é dependente da Embora a maioria dos ecossistemas aquáticos tropicais
temperatura e é alto para o CO2 (1.019ml CO2 l-1 na possua valores de pH levemente ácido, o HCO3- pode
água a 15ºC). Este coeficiente é definido como o volume tornar-se a principal forma de carbono disponível à
de gás seco, em mililitros, a 0ºC e 760mmHg, dissolvido fotossíntese de macrófitas aquáticas. Desta forma, em
em 1L de água quando a pressão parcial do CO2 é ambientes produtivos, com valores de pH entre 7 e 8,
760 mmHg. Em outras palavras, a quantidade de CO2 a capacidade de utilizar o bicarbonato como fonte
na água em equilíbrio com a atmosfera é adicional de carbono deve ser importante para o
aproximadamente a mesma quantidade em um volume sucesso competitivo de algumas espécies de
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macrófitas aquáticas submersas, embora, preferencial- inorgânico na água é cerca de 104 vezes maior do que
mente e quando disponível, estas utilizam o CO2 no ar (Sand-Jensen 1983), devido à maior viscosidade
(Keeley & Sandquist 1992). (Maberly & Spence 1983). Além disso, as forças de
Em ambientes aquáticos produtivos, as atração entre as moléculas de água e a superfície foliar
concentrações de carbono inorgânico dissolvido podem fazem com que o movimento da água tenda a zero na
apresentar grandes flutuações diárias e sazonais devido superfície de contato entre esses dois meios. Como
às altas taxas metabólicas de microrganismos (algas e resultado, as epidermes de macrófitas aquáticas
bactérias) e de macrófitas submersas, e às lentas submersas são cercadas por camadas de água com
trocas físicas com a atmosfera (Sand-Jensen, 1989). fluxos lentos e laminares (zona de interface ou
Por exemplo, em bancos de Egeria najas no “boundary layer”) que representam uma barreira à
reservatório de Itaipu, as concentrações de CO 2 difusão e/ou transporte de carbono inorgânico
chegam a não ser detectadas especialmente nos meses dissolvido (CID) do meio externo para o cloroplasto
de verão, quando a temperatura é maior. Nessas (Sand-Jensen, 1989) (Fig. 2). Em decorrência da
ocasiões, os valores de pH podem ser superiores a 9,0 atividade fotossintética elevada, especialmente
(Fig. 1). encontrada no interior dos bancos de macrófitas
aquáticas submersas, esta camada torna-se
PH rapidamente exaurida em CO2 e com concentrações
1000 9
CO2 elevadas de O2, condições limitante para a fotossíntese
CO2 livre (µmol L-1)
800 de várias espécies de macrófitas submersas. Nestas
8 condições, a depleção do CO2 na zona de interface
600 aumenta os valores do pH, causando a conversão de
7 CO2 em HCO3-. Assim, os organismos que utilizam
400 este último podem ter essa limitação aliviada (Helder
200 6 1985; Jones et al. 2000).
Duas equações, Michaelis-Menten e Hill-
0 5 Withingham, são freqüentemente utilizadas em estudos
jun
out
m/97
mar
nov
mai
ago
dez
jan
fev
jul
set
abr
abr
que relacionam as taxas fotossintéticas de macrófitas
submersas e a concentração de carbono inorgânico. A
Figura 1. Valores de pH e da concentração do CO2 obtidos entre primeira equação é descrita como: V= Vmax * S/(S+Km),
1997 e 1998 no interior de bancos de macrófitas aquáticas onde: V= taxa de fotossíntese; S= concentração de
submersas (Egeria najas) no reservatório de Itaipu.
CO2; Vmax = taxa fotossintética máxima; Km= concen-
tração de CO2 na qual a fotossíntese atinge metade
da taxa fotossintética máxima. Esta equação apresenta
A disponibilidade de carbono inorgânico no a forma de hipérbole como representação gráfica e
ambiente aquático depende, entre outros fatores, da considera a fixação do CO 2 pela enzima de
produtividade e da alcalinidade do sistema (Maberly
& Spence 1983; Spence & Maberly 1985; Adams
1985). Em lagos produtivos, as altas concentrações de
nutrientes geralmente propiciam elevadas taxas de
fotossíntese e conseqüente redução nas concentrações
de carbono. No entanto, ambientes altamente alcalinos CO 2
(> 2.000 Eq/l) requerem taxas de fotossíntese muito
elevadas para causar depleção do carbono e alterar
HCO 3
suas concentrações, devido à alta capacidade de
tamponamento do sistema (Maberly & Spence 1983).
O2
Resistência da fixação do carbono à fotossíntese
Meio aquoso Zona de interface Epiderme
A baixa troca de solutos e gases entre a planta e a Figura 2. Representação da zona de interface entre a epiderme de
água é a principal limitação associada com a vida no macrófita aquática submersa e o meio aquoso (Baseado em Prins
ambiente aquático. A resistência de difusão do carbono & Elzenga 1989).
4. 632 Pierini & Thomaz: Adaptações de plantas submersas à absorção do carbono inorgânico
carboxilação como a principal resistência de absorção
deste gás. De acordo com essa afirmação, os
movimentos de água mais rápidos aumentam o fluxo
de CO2 para a planta, propiciando maior disponibilidade
Taxas fotossintéticas
de CO2, comparado ao O2, para o sítio de carboxilação
da enzima ribulose 1,5-bifosfato (RuBP carboxilase/
oxigenase), freqüentemente chamada de Rubisco
(Prins & Elzenga 1989).
A segunda equação é descrita como: P= ½ {(CR-1
+ KmR-1 + Pmax) - [( R-1 C + KmR-1 + Pmax)2 – 4R-1
CP max] ½}, onde: P= fotossíntese, P max = é a taxa
fotossintética máxima, Km= constante de Michaelis-
Menten para a enzima de carboxilação do carbono,
R= resistência de transporte (unidade em s cm-1) e Concentração de CO2
C= a concentração de CO2 no meio externo. Essa
equação combina a resistência de transporte do CO2 Figura 3. Modelo teórico de curvas de taxas fotossintéticas em
função da concentração do CO2 baseada na equação de Michaelis-
pela zona de interface e a reação catalisada pela
Menten (curva A); e na equação de Hill-Whittingham em três
enzima Rubisco (equação de Michaelis-Menten) resistências de transporte: curva B (250 s cm -1 ), curva
através da lei de Fick, tornando a resposta fotossintética C (500 s cm-1), curva D (750 s cm-1) (Baseado em Madsen &
aos incrementos do carbono mais linear. Sand-Jensen 1991).
Vários trabalhos realizados em laboratório
demonstraram que em macrófitas aquáticas
submersas, a relação entre as taxas fotossintéticas e a ecológica, pois os valores de Km (CO2), freqüentemente
concentração de carbono inorgânico segue um utilizados para comparar a eficiência de utilização do
parâmetro menos gradual do que o apresentado pela carbono entre as plantas de uma mesma espécie e
equação de Michaelis-Menten, pois as taxas entre espécies diferentes, podem ser superestimados.
fotossintéticas de macrófitas submersas são somente Por esta razão, a equação de Michaelis-Menten, para
proporcionais à concentração do carbono quando esta modelar a resposta da fotossíntese aos incrementos
concentração encontra-se reduzida (Smith & Walker de CO2 deve ser aplicada somente quando esta camada
1980). Em outras palavras, quando a resistência de for extremamente reduzida (Smith &Walker 1980).
transporte do CO2 pela zona de interface aumenta, a Adicionalmente, comparações das taxas fotossintéticas
relação entre as taxas fotossintéticas em condições intra e interespecíficas devem considerar esta variável.
de baixa concentrações de CO2 no meio altera-se da A importância da zona de interface como a
forma de hipérbole (Michaelis-Menten) para uma principal limitação às taxas de fotossíntese de
resposta mais linear (Hill-Withingham) (Fig. 3). Por macrófitas submersas pode ser claramente
exemplo, Jones et al. (2000) demostraram que a relação demonstrada pela manipulação da espessura desta
entre as taxas fotossintéticas de Elodea nuttalli e as camada. Por exemplo, através de um experimento
concentrações de CO2 foi melhor descrita pela equação utilizando Elodea nuttalli, Jones et al. (2000) demos-
de Whittingham-Hill (R2= 0.93) comparativamente à traram haver maiores taxas fotossintéticas em fluxos
equação de Michaelis Menten (R2= 0.75), evidenciando de água mais rápidos (854µmol O2 g-1 clorofila min-1)
a maior resistência difusiva do CO2 pela zona de quando comparadas com fluxos mais lentos
interface do que a resistência de sua cinética (583µmol O2 g-1 clorofila min-1). De maneira similar,
enzimática. Wetslake (1967) mediu taxas fotossintéticas mais
O desvio da cinética de Michaelis-Menten, causado elevadas de Ranunculus pseudofluitan e
pela alta resistência de transporte do CO2 pela zona Potamogeton pectinatus em fluxos de água também
de interface deve refletir no aumento dos valores da mais rápidos. Assim, pode-se concluir que os valores
constante da saturação média (Km (CO2)) (Madsen & de Km (CO2) e das taxas de fotossíntese de macrófitas
San-Jensen 1991). Desta forma, quanto mais espessa submersas dependem da espessura da zona de
for a camada da zona de interface, utilizando a equação interface.
de Michaelis-Menten, maiores serão os valores de Km. Correlações intra e interespecíficas das taxas
Esta constatação apresenta grande implicação fotossintéticas de macrófitas submersas com
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concentrações de clorofila e com a atividade da enzima concentração do CO2, restringindo a assimilação
Rubisco também têm sido freqüentemente aplicadas fotossintética e induzindo a atividades fotorrespiratórias
como medida da capacidade de extração do carbono (Jones et al. 1993). Dessa forma, a fotossíntese de
da água. Estas relações são importantes para entender plantas submersas que apresentam o metabolismo C3
a regulação das taxas de fotossíntese da vegetação como via de redução do carbono é sempre
submersa. De acordo com Madsen et al. (1993), as acompanhada pela fotorrespiração. Este processo
espécies com elevada capacidade de extrair o carbono reduz a eficiência da fotossíntese porque desvia parte
da água, como por exemplo aquelas que utilizam o do poder redutor das reações dependentes da luz e
HCO 3 -, apresentam menores concentrações de não gera nenhum ATP (Raven et al. 1992). Além disso,
clorofila e menor atividade da enzima Rubisco. Isto a elevada atividade oxigenase da enzima Rubisco
corrobora a hipótese mais geral de que plantas aumenta os valores do ponto de compensação do CO2.
submersas que apresentam fontes alternativas de Os valores do ponto de compensação variam
assimilação do carbono, tais como o metabolismo do amplamente entre as espécies de macrófitas aquáticas
tipo C4, a utilização do HCO3-, entre outras, otimizam em respostas a rápidas mudanças ambientais, tais como
o processo de carboxilação e por essa razão, reduzem luz, oxigênio e temperatura (Bowes 1985). Maberly &
a atividade da enzima e a concentração de clorofila. Spence (1983) elevaram as concentrações de oxigênio
O transporte ativo do HCO3- pela plasmalema em experimento utilizando Hippuris vulgaris e
pode ser considerado outro importante regulador das observaram aumento no ponto de compensação do
taxas fotossintéticas de várias espécies submersas. CO 2 de 0,7µmol L -1 em 47% de saturação
Somente algumas espécies de macrófitas aquáticas (133µmol O2/L) para 2,3µmol L-1 em 169% de saturação
submersas são capazes de utilizar este íon como fonte (479µmol O2/L).
alternativa de carbono inorgânico. Alguns detalhes de Em ambientes aquáticos com elevados valores de
como ocorre o processo de utilização deste íon pelas pH, o ponto de compensação do íon HCO3- pode
plantas submersas serão considerados posteriormente. apresentar maior importância que o ponto de
compensação do CO2. Este primeiro pode alterar de
20 a 1.800µmol enquanto o ponto de compensação do
Adaptações utilizadas pelas macrófitas
CO2 pode variar entre 0 e 10µmol (Maberly & Spence
submersas para evitar a limitação do carbono
1983). Entretanto, devido à dependência do estado
no ambiente aquático fisiológico das espécies, ambos os pontos de
Metabolismo C3 (Ciclo de Calvin) compensação não podem ser considerados como
atributos constantes, mas como indicadores da
A redução do carbono na maioria das plantas habilidade das espécies de utilizar diferentes formas
aquáticas ocorre no cloroplasto por intermédio do ciclo de carbono inorgânico (Bowes 1985). De relevância
de Calvin. A enzima catalisadora desta reação é a ecológica é o fato de que diferentes valores do ponto
Rubisco, que apresenta atividade oxigenase e de compensação estão associados com a razão
carbolixase. Em outras palavras, o oxigênio compete fotossíntese/fotorrespiração (Bowes 1987). Assim,
com o CO2 pelo sítio ativo desta enzima. Na presença menores valores do ponto de compensação
de baixas concentrações de CO2 e de concentrações representam maior afinidade ao carbono que, por sua
de O2 relativamente altas, a enzima Rubisco catalisa a vez, devem garantir às espécies submersas taxas
atividade oxigenase para produzir um PGA fotossintéticas mais elevadas. De maneira similar, os
(3-fosfoglicerato) e uma molécula de fosfoglicolato. valores da constante de saturação média (Km), que
Esta atividade, da oxigenase com a Rubisco, consome expressa a concentração do CO2 na qual a fotossíntese
O2 e libera CO2, propiciando um processo denominado atinge metade da taxa fotossintética máxima, também
de fotorrespiração (Raven et al. 1992). podem alterar-se de acordo com a forma de carbono
Ambientes aquáticos produtivos apresentam disponível. Os maiores valores da constante de
valores de pH entre 7 e 9, nos quais as concentrações saturação média do íon HCO3- comparado com o CO2
de CO2 são baixas podendo ser limitantes à fotossíntese devem ser explicados pelo alto custo energético
(Jones et al. 1993; 2000; Prins & Elzenga 1989). As envolvido com sua absorção.
plantas submersas que crescem em tais ambientes Algumas macrófitas submersas apresentam, além
freqüentemente experimentam condições adversas de adaptações morfológicas, diferentes mecanismos
como aumento na concentração de O2 e redução na para aumentar a concentração interna do carbono
6. 634 Pierini & Thomaz: Adaptações de plantas submersas à absorção do carbono inorgânico
inorgânico e reduzir a atividade oxigenase da enzima terrestres, mas sem a anatomia Kranz (Bowes &
Rubisco. Dentre estes pode-se destacar o metabolismo Salvucci 1984; Bowes 1987). Experimentos enzimáticos
C4, CAM, e a utilização do HCO3- (Madsen & Sand- com Hydrilla verticillata demonstraram que em
Jensen 1991). De maneira geral, essas estratégias condições de baixas taxas de fotorrespiração, a
devem garantir às espécies submersas baixa atividade atividade das enzimas ligadas ao metabolismo C4, como
fotorrespiratória, indicada pelos baixos pontos de NAD-enzima málica, NADP-enzima málica, PEP-
compensação de CO2 (0-0,1µmol L -1), e conseqüente- carboquinase, entre outras, encontra-se aumentada
mente, taxas fotossintéticas mais elevadas. (Bowes & Salvucci 1984). Além disso, estudos de
Adicionalmente, diferentes tipos de estratégias de localização enzimática utilizando a mesma espécie
assimilação do carbono devem permitir a presença de indicaram que a Rubisco, ligada à atividade C3, opera
várias espécies de macrófitas submersas através da no cloroplasto e a PEPCarboxilase, relacionada com o
utilização mais eficiente dos recursos disponíveis no metabolismo C4, no citossol de uma mesma célula
ambiente aquático (Fig. 4 ). (Bowes & Salvucci 1984). Dessa forma, o CO2 fixado
pela PEPCarbolixase no citossol é direcionado para o
Metabolismo C4 cloroplasto onde ocorre a refixação pelo ciclo de Calvin.
Assim, diferentemente de plantas terrestres, as plantas
Embora o ciclo de Calvin seja o ciclo predominante aquáticas apresentam uma separação intracelular no
da redução do CO2 nas espécies submersas, algumas processo de fixação do CO2 (Bowes 1987).
plantas apresentam a redução do carbono pelo Dados obtidos em experimentos com Hydrilla
mecanismo C 4 . Este mecanismo apresenta a verticillata, que utilizaram marcação com 14 C,
PEPCarboxilase, a qual não reage com o oxigênio, corroboraram os dados obtidos nos experimentos que
como a enzima inicial catalisadora do CO 2 . analisaram a ação enzimática. Em condições de baixas
Posteriormente, o dióxido de carbono é refixado pela taxas de fotorrespiração, acima de 60% do 14C foi
Rubisco no Ciclo de Calvin. Dessa forma, este caminho incorporado em malato e aspartato indicando a presença
deve aumentar a concentração interna de CO2 (alta do metabolismo C4 (Bowes & Salvucci 1984). Através
razão CO2:O2) e otimizar o processo de carboxilação, desses estudos, esses autores também demonstraram
reduzindo a atividade oxigenase da enzima Rubisco que existiu um fluxo de carbono reduzido pelo ciclo de
(Bowes, 1985). Calvin, embora a atividade das enzimas ligadas ao ciclo
O metabolismo C4 age como um mecanismo não tenha sido reduzida. De acordo com Bowes (1987),
concentrador de CO2 de maneira análoga ao das plantas estas condições são compatíveis com o mecanismo
Água Células do mesofilo
difusão
Citossol Cloroplasto
CO2 CO2 CO2
ATPase Ciclo de
pH Calvin
+
H PECarboxilase H2O
transporte ativo O2
- -
HCO3
HCO3 ácido C4
Figura 4. Algumas possibilidades de assimilação de carbono inorgânico por folhas de macrófitas aquáticas submersas (Modificado de
Chen & Coughenour 1996).
7. Acta bot. bras. 18(3): 629-641. 2004 635
que concentra o CO2 e reduz a atividade oxigenase da A separação temporal das reações ligadas ao
enzima Rubisco. metabolismo C3 e C4 mostra algumas características
As plantas aquáticas que realizam o metabolismo semelhantes com as plantas terrestres CAM.
C4 não o fazem continuamente, devido às correntes Entretanto, durante o período de luz, a fixação do CO2
alterações entre altos e baixos valores de fotorres- do meio aquoso via C3 não é suprimida. A contribuição
piração. De acordo com Keeley & Sandquist (1992), da fixação do CO2 no período noturno, evidenciada pela
algumas plantas aquáticas submersas podem substituir atividade mais elevada da PEPCarboxilase, é sempre
o metabolismo C3 pelo C4 para diminuir os efeitos da relativamente mais alta (> 30%). Neste período a
fotorrespiração. Por exemplo, as taxas de disponibilidade de carbono torna-se mais elevada devido
fotorrespiração de folhas emersas de Myriophyllum à atividade respiratória dos organismos autótrofos da
brasiliense e Proserpinaca palustris são reduzidas comunidade aquática. Segundo Madsen et al. (2002),
quando submersas devido à substituição do metabolismo a importância quantitativa da fixação de CO2 pode
C3 pelo metabolismo do tipo C4 (Salvucci & Bowes ocorrer dependentemente das concentrações externas
1982). Entretanto, devido à grande variação no ponto de CO2 durante o período de luz. Além disso, a baixa
de compensação causado pelas flutuações nas taxas razão Rubisco/PEPCarboxilase tem sido a principal
de fotorrespiração, as macrófitas aquáticas submersas característica na identificação de plantas aquáticas que
não devem ser simplesmente classificadas em plantas utilizam este metabolismo.
C 3 ou C 4 . Várias outras espécies apresentam Uma vantagem ecológica freqüentemente
assimilação do CO2 por ambos caminhos, dentre essas destacada pelos estudos é a atividade fotorrespiratória
destacam-se Chara contraria, Eleocharis reduzida, pois a Rubisco opera com maior
aciculares, Gloeotrichia sp. e Marsilea vestita especificidade (taxa de carboxilação por unidade de
(Keeley 1999). enzima) durante este mecanismo. Dessa forma, para
Deve-se ressaltar que o metabolismo C4 apresenta obter taxas fotossintéticas similares, as plantas
vantagem energética potencial em relação ao aquáticas CAM necessitam, quantitativamente, menos
metabolismo C3, devido à maior afinidade da enzima Rubisco comparativamente às plantas que não dispõem
PEPCarboxilase ao CO2 permitindo que a planta o desta atividade. De acordo com Madsen et al. (2002),
utilize mais eficientemente. Entretanto, a utilização do acima de 25% do nitrogênio orgânico é destinado para
CO2 via PEPCarboxilase implica em custos adicionais. a síntese desta enzima.
Por exemplo, para cada molécula de CO2 fixada nesta A despeito da aclimatação fisiológica, a atividade
via, uma molécula de PEP precisa ser regenerada a CAM em plantas aquáticas é potencialmente
um custo de dois grupos fosfato por ATP. Desta controlada pela disponibilidade de CO 2 e pela
maneira, as plantas C4 necessitam, ao todo, de cinco intensidade luminosa. De acordo com vários estudos
ATPs para fixar uma molécula de dióxido de carbono, realizados em laboratório e em diferentes condições
enquanto que as plantas C3 necessitam de apenas três ambientais, a exposição de plantas em altas
(Raven et al. 1992). concentrações de CO2 ou em reduzida intensidade
luminosa pode inibir a de-acidificação e reduzir a
Metabolismo CAM concentração do malato. Algumas respostas de
aclimatação indicam que a modificação fisiológica,
Outro mecanismo que aumenta a concentração principalmente relacionada aos ajustes da atividade da
interna de CO2 é desenvolvido por algumas plantas enzima PEPCarboxilase, pode ocorrer em folhas
aquáticas submersas que o fazem de forma semelhante produzidas durante o período de aclimatação e também
às terrestres CAM. Keeley (1981) foi o primeiro a nas folhas mais velhas, sugerindo um controle em nível
registrar este mecanismo em macrófitas aquáticas celular individual. A regulação da atividade CAM em
utilizando uma espécie do grupo das isoetáceas, Isoetes folhas aéreas de plantas anfíbias também é bastante
howellii. De maneira geral, o sistema envolve a discutida. Entretanto, parece não haver um padrão com
absorção do carbono, por meio da elevada atividade relação à supressão ou não desta atividade quando
da enzima PEPCarboxilase, durante o período noturno suas folhas são expostas às condições atmosféricas.
(Moore 1999). O malato, formado neste período, é Para mais detalhes de fatores controladores do
armazenado no vacúolo tornando-o ácido. No período mecanismo CAM, ver Aulio (1986).
de luz, o malato é descarboxilado e o CO2 fixado pela A afinidade ao CO2 de plantas CAM é baixa se
enzima Rubisco no ciclo de Calvin. comparada a outras espécies de macrófitas aquáticas
8. 636 Pierini & Thomaz: Adaptações de plantas submersas à absorção do carbono inorgânico
submersas. Algumas razões morfológicas e fisiológicas mecanismo foi demonstrado em experimentos
podem ser apontadas, como por exemplo no caso das detalhados realizados entre as décadas de 30 e 50
isoetáceas, cujas folhas são mais espessas e a Rubisco (Arens 1933; 1946). No segundo mecanismo, o
encontra-se em quantidades relativamente mais baixas. bicarbonato atravessa a plasmalema por meio do auxílio
Litorella, Crassula e Isoetes são macrófitas que da atividade da enzima ATPase, que fornece um
apresentam o caminho fotossintético relacionado com gradiente de prótons (íons hidrogênio) e força motriz
o metabolismo CAM. Dessa forma, as menores taxas para a entrada do bicarbonato associado ao íon H+.
de absorção do CO2 das isoetáceas devem refletir em Por este processo, o CO2 pode acumular-se no interior
taxas de crescimento mais lentas (Baattrup-Pedersen das células e alcançar concentrações muito maiores
& Madsen 1999). que as de fora da célula (Fig. 5).
Fato importante que deve ser ressaltado é a
Utilização do bicarbonato importância da atividade reversível da enzima anidrase
carbônica em ambos mecanismos. No primeiro
A capacidade de utilizar o bicarbonato como fonte mecanismo, a presença desta enzima no espaço
adicional de carbono é bastante difundida entre as periplasmático das folhas, principalmente de
macrófitas submersas, embora não exista evidência “elodeides” (uma referência ao gênero Elodea), deve
sobre sua presença em Briófitas e Pteridófitas (Madsen facilitar a conversão do HCO 3 - em CO 2 . No
& Maberly 1991). A utilização do HCO3- envolve cotransporte, a atividade externa desta enzima pode
gastos metabólicos e investimentos em sistemas de reduzir o retorno do CO 2 por difusão à zona de
transporte como síntese de enzimas (ATPase, anidrase interface devido à alta concentração alcançada no
carbônica) que dependem de custos (gastos interior das células. Assim, através da atuação dessa
metabólicos) e benefícios (ganho de carbono) e do enzima, o CO2 liberado nas células é novamente
potencial genético de cada espécie. Entretanto, esse convertido a bicarbonato e reassimilado na plasmalema
mecanismo fornece vantagem adaptativa quando a via contransporte HCO3-/H+. Pode-se ainda verificar,
disponibilidade do CO2 é baixa (principalmente em como nas macrófitas submersas, importância relevante
valores mais elevados de pH) e quando a razão da atividade da anidrase carbônica na fotossíntese de
HCO3-/CO2 é alta (Sand-Jensen & Gordon 1986). microalgas, como por exemplo em Chlamydomonas
Considerando que o transporte de CO2 pela zona reinhardtii (Miyachi et al. 1985).
de interface ocorre somente por difusão, os processos As macrófitas aquáticas submersas, restritas ao
de transporte deste gás através dessa zona são CO2, apresentam maior afinidade a este gás do que
acompanhados pela mudança do pH (Prins et al. 1982). plantas submersas que apresentam habilidade adicional
Como já considerado, a assimilação do CO2 leva ao de usar o íon HCO3- (Sand-Jensen 1983; 1987; Maberly
aumento do pH que altera o equilíbrio do sistema de & Madsen 1998). A diferenciada afinidade é
dióxido de carbono na direção do íon HCO 3 -. demonstrada pelas taxas de fotossíntese mais elevadas
Levando-se em consideração a importância deste íon de plantas submersas restritas ao CO2 em valores de
como fonte alternativa de carbono para algumas pH abaixo de 7, onde as concentrações perfazem mais
espécies de macrófitas submersas, dois mecanismos de 80% do carbono total (Allen & Spence 1981). De
são propostos para a sua utilização. A conversão acordo com diversos estudos (Sand-Jensen 1983;
extracelular de bicarbonato em CO2, mediado pelos Pierini & Thomaz 2004), as taxas mais elevadas estão
baixos valores de pH, que por difusão passiva passa relacionadas com os reduzidos gastos energéticos
para o interior das células (Prins et al. 1982) e o envolvidos com sua absorção.
cotransporte de H+/HCO3- (Lucas 1985). Do ponto de vista ecológico, a utilização do
Em ambos os mecanismos, um gradiente local de bicarbonato pode conferir à planta vantagem
pH faz-se necessário à utilização do íon HCO3-. No competitiva, principalmente em ambientes lênticos
primeiro mecanismo, também chamado de polar, a zona produtivos, alcalinos e de intensa atividade
de interface e o espaço periplasmático são acidificados fotossintética, nos quais os valores de CO 2
pelo bombeamento de íon H+ pela atuação da enzima aproximam-se de zero e os de pH são mais altos (entre
ATPase, localizada na plasmalema da face abaxial das 9 e 10) levando à conversão do CO2 livre em HCO3-
folhas. Esses íons são liberados na face abaxial da no interior da zona de interface (Sand-Jensen &
folha enquanto na superfície adaxial forma-se uma zona Gordon 1986). De acordo com James et al. (1998),
alcalina como resultado da liberação de OH-. Esse Lagorisiphon major mostrou-se competitivamente
9. Acta bot. bras. 18(3): 629-641. 2004 637
- Sistema -
HCO3 de HCO3
+
H Cotransporte
ATP
+ +
- +
H ATPase H
HCO + H
3
ADP
H2CO3
AC
H2O + CO2 CO2 Fotossíntese
+
- -
OH Uniporte OH
Parede Celular Plasmalema Cloroplasto
Figura 5. Representação dos mecanismos polar e cotransporte de absorção do bicarbonato por folhas de macrófitas aquáticas submersas.
AC: Anidrase carbônica. Note que o mecanismo polar está representado pela conversão extracelular de bicarbonato em CO2, pelo
bombeamento de íon H+ e pela atuação da enzima ATPase. Já no sistema de cotransporte, a ação extracelular da anidrase carbônica impede
que o CO2 passe por difusão do interior das células para a zona de interface (Modificado de Lucas 1985).
superior a Elodea nuttali por apresentar-se mais Tabela 1. Comparação dos valores da razão CT/Alc (Carbono total
tolerante ao estresse causado pelos altos valores de final/Alcalinidade) entre várias espécies de macrófitas aquáticas
submersas obtidos de experimentos realizados em laboratório.
pH. Entretanto, essa vantagem pode ser suprimida em Alcalinidade (µmol Eq/L). (1) Allen & Spence (1981); (2) Maberly
períodos de concentrações de CO2 mais elevadas & Spence (1983); (3) Spence & Maberly (1985); (4) Pierini &
(Adamec 1993). Thomaz (2004); (5) Pierini & Thomaz (dados inéditos). Os valores
Diversos trabalhos têm relacionado a distribuição mais baixos indicam utilização mais eficiente do HCO3-.
de macrófitas aquáticas submersas com a alcalinidade
do sistema (Sand-Jensen 1983; Spence & Maberly Espécie/Autor Alcalinidade (µmol L -1) CT/Alc
1985; Adams 1985; Maberly & Madsen 1998). Os altos Nitella furcata (5) 200 1,16
custos metabólicos envolvidos com a absorção do Utricularia foliosa (5) 200 1,02
bicarbonato devem explicar a ausência de espécies Nitella furcata (5) 800 1,00
submersas capazes de utilizar este íon em ambientes Elodea canadensis (1) 500 1,00
com baixa alcalinidade (Maberly & Madsen 1998). Utricularia foliosa (5) 800 0,99
Hippuris vulgaris (1) 1000 0,97
Desta forma, a avaliação da distribuição de macrófitas Hippuris vulgaris (2) 1000 0,97
aquáticas submersas deve levar em consideração a Nitella flexilis (1) 2000 0,97
alcalinidade dos sistemas. Nitella flexilis (1) 2000 0,97
A razão carbono inorgânico total/alcalinidade Cabomba furcata (5) 800 0,97
Cabomba furcata (5) 200 0,96
(CT/Alc), obtida em experimentos do tipo “pH drift”, Chara guairensis (5) 200 0,84
tem sido freqüentemente utilizada como índice de Egeria densa (4) 100 0,78
afinidade ao bicarbonato e da distribuição das espécies Chara guairensis (5) 800 0,75
de acordo com a química da água (Tab. 1). Nesses Egeria densa (4) 800 0,72
experimentos, porções fotossintéticas da planta Egeria najas (4) 100 0,72
Chara sp (2) 500 0,73
permanecem em frascos com intensidade não limitante Elodea canadensis (1) 2000 0,70
de radiação subaquática. A razão CT/Alc, medida no Egeria najas (4) 800 0,61
final do experimento (horas ou dias), indica sua Potamogeton pusillus (3) 1000 0,39
utilização ou não. Assim, as plantas que utilizam Myriophyllum spicatum (2) 1000 0,30
Myriophyllum spicatum (3) 2000 0,24
eficientemente este íon apresentam os valores da razão Anabaena cylindrica (2) 1000 0,07
abaixo de 1 e plantas submersas que o utilizam com
10. 638 Pierini & Thomaz: Adaptações de plantas submersas à absorção do carbono inorgânico
menor eficiência apresentam razão próxima de 1. Os várias adaptações morfológicas de plantas submersas.
valores de pH medidos no final dos experimentos “pH A absorção do carbono da água intersticial do
drift” também indicam a utilização ou não do íon HCO3-. sedimento é vantajosa, pois neste compartimento as
Em caso positivo, os valores finais do pH superam 9,0 concentrações de CO2 podem ser aproximadamente
pois as concentrações de CO2 são muito reduzidas 50 a 100 vezes superiores às da coluna de água.
acima deste pH (Fig. 6). Entretanto, é importante A despeito das diferentes características
lembrar que a eficiência de utilização deste íon em morfológicas, a utilização do carbono da água
valores de pH elevados é bastante reduzida, devido ao intersticial do sedimento requer algumas
elevado custo energético envolvido com a utilização especializações caracteristicamente encontradas no
do íon HCO3-. grupo das isoetáceas (“isoetes”). Essas plantas
possuem folhas e caules curtos, alta relação biomassa
3000
de raízes: biomassa de folhas, grande sistema lacunar
Egeria najas com canais longitudinais que ligam as raízes às folhas
2500 Egeria densa e cutícula fina para facilitar a fotossíntese e diminuir a
µmol C T g-1 PS h -1
2000
perda de CO2 antes mesmo de ser fixado (Bowes
1987). Nestas plantas, o CO 2 derivado da água
1500 intersticial do sedimento pode ser responsável por mais
1000 de 90% da absorção total do carbono. Entretanto, a
proporção do carbono utilizada da água ou sedimento
500 depende principalmente da permeabilidade e da
0 variação espacial e temporal da concentração do CO2
6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 10.0 próximas à superfície das folhas ou de suas raízes
pH (Madsen & Sand-Jensen 1991).
Figura 6. Taxas fotossintéticas de Egeria najas e Egeria densa em
De relevância ecológica, a utilização do CO2 da
função do pH em alta alcalinidade (800µmol L-1) Modificado de água intersticial do sedimento é especialmente
Pierini & Thomaz (2004). vantajosa em ambientes com baixas concentrações de
CO2 na coluna de água e com baixa alcalinidade (Kelley
1987). Outra vantagem freqüentemente apontada pelos
Na literatura, comparações da razão CT/Alc entre
estudos é a redução da competição com as espécies
espécies e entre indivíduos da mesma espécie,
“elodeides”, formadoras de dosséis, que se beneficiam
demonstraram que uma classificação entre plantas
de ambientes com elevada oferta de bicarbonato
restritas ao CO2 e capazes de utilizar o bicarbonato
(Vestergaard & San-Jensen 2000). Além disso,
não é adequada, visto que, para uma dada alcalinidade,
considerando a longa distância da raiz até as folhas
um mesmo indivíduo pode ou não utilizar este íon
dessas últimas plantas, a elevada resistência de difusão
(Maberly & Spence 1983). Em função disto, tem-se
do CO2 pode ser considerada outro fator que contribui
discutido a existência de um gradiente entre as plantas
para a menor eficiência da utilização deste gás do
em termos da capacidade de utilizar diferentes formas
sedimento.
de carbono inorgânico (Allen & Spence 1981; Spence
As plantas que dispõem deste mecanismo para
& Maberly 1985). Desta forma, pode-se concluir que
evitar a limitação de carbono na coluna de água podem
a importância do bicarbonato como fonte alternativa
apresentar diferentes vias de redução do carbono. Por
de carbono à fotossíntese e ao crescimento de plantas
exemplo, Lobelia dortmanna apresenta a redução do
submersas depende da razão da concentração de
carbono via C3. Entretanto, evidências da presença
HCO3-/CO2 na água e do requerimento do carbono
do metabolismo C4, pela formação de ácidos de 4
pelas plantas (Sand-Jensen & Gordon 1986).
carbonos, em Litorella uniflora, indicam que uma
mesma espécie pode apresentar ambas estratégias
Utilização do CO 2 da água intersticial do (absorção CO2 da água intersticial do sedimento e o
sedimento metabolismo C4) para aumentar a absorção do CO2 e
minimizar os efeitos inibitórios do O2 (Bowes 1987).
A habilidade de explorar diferentes fontes de De maneira complementar, deve-se ressaltar que as
carbono, como o CO2 da água intersticial do sedimento espécies “isoetáceas” são incapazes de utilizar o
e da atmosfera, é principalmente relacionada com bicarbonato como fonte adicional de carbono. Isto faz
11. Acta bot. bras. 18(3): 629-641. 2004 639
com que suas taxas fotossintéticas ocorram fotorrespiração e estabelecer altas concentrações
independentemente das concentrações de bicarbonato intracelulares de CO2 (Prins & Elzenga 1989). Nesse
na água. Além disso, sua distribuição está restrita, na sentido, fontes adicionais de carbono inorgânico à
maioria das vezes, a ambientes oligotróficos e com fotossíntese podem conferir à planta vantagem
baixa alcalinidade. competitiva por meio da manutenção da fotossíntese
enquanto outras plantas encontram-se em estresse
Desenvolvimento de folhas aéreas (Jones et al. 1993).
Comparativamente, a vantagem competitiva de
Algumas espécies de macrófitas aquáticas macrófitas submersas é derivada das taxas fotossin-
submersas apresentam a habilidade de desenvolver téticas ou de crescimento mais elevados de uma espécie
folhas aéreas durante parte de seu ciclo de vida. A em relação à outra. Por exemplo, em ambientes com
despeito de suas modificações fisiológicas, a atividade alta disponibilidade de CO2, Callitriche copocharpa,
da PEPCarbolixase e Rubisco de folhas aéreas é mais incapaz de utilizar o bicarbonato, apresentou taxas de
elevada se comparada com as folhas submersas da crescimento 60% mais rápidas que as taxas de
mesma planta, tornando-as fotossinteticamente mais crescimento de Elodea canadensis, capaz de utilizar
eficientes. o HCO3- como fonte adicional de carbono (Vadstrup
Outro fator considerado importante para o & Madsen 1995). Isto capacita a primeira espécie a
desenvolvimento de folhas aéreas em plantas dominar ambientes em condições com altas concen-
submersas é a maior disponibilidade de CO 2 no trações deste gás. Entretanto, ambas plantas podem
ambiente aéreo. De acordo com Madsen & Sand- substituir-se sazonalmente em função da disponibilidade
Jensen (1991), a maior taxa de difusão de CO2 neste de carbono inorgânico no ambiente aquático.
ambiente faz com que sua resistência através da zona Considerando a competição pelo carbono entre
de interface seja reduzida. Isto aumenta as taxas os organismos autótrofos presentes nas comunidades
fotossintéticas tornando as plantas capazes de aquáticas, pode-se considerar que os organismos
desenvolver folhas aéreas competitivamente fitoplanctônicos são os mais eficientes (Spence &
superiores. Por exemplo, as taxas fotossintéticas de Maberly 1985; Allen & Spence 1981). A despeito do
plantas com folhas flutuantes do gênero Potamogeton menor tamanho, estes organismos apresentam a
foram superiores (8,30 ± 1,45µmol CO2 m-2s-1) às taxas espessura da zona de interface reduzida e uma
fotossintéticas de plantas que apresentaram suas folhas distância menor para a difusão e/ou transporte ativo
submersas (0,80 ± 0,58µmol CO 2 m-2s -1) (Frost- de carbono inorgânico do meio externo para o
Christensen & Sand-Jensen 1995). cloroplasto, tornando-os menos susceptíveis à limitação
De modo complementar, os valores de Km do CO2 do carbono em relação às macrófitas submersas (Sand-
de macrófitas aquáticas submersas são superiores Jensen 1989). De fato, em condições idênticas de
àqueles encontrados em plantas terrestres e folhas laboratório, Anabaena cylindrica, Microcystis
emersas de plantas anfíbias (Bowes 1985). Van et al. aeruginosa e Scenedesmus quadricauda foram
(1976), utilizando Hydrilla verticillata, encontraram capazes de extrair mais de 90% do carbono total
valores de Km em condições não fotorrespiratórias (1% presente na água comparativamente aos 70 % de
de oxigênio) de 175µM e 70µM quando as folhas foram Myriophyllum spicatum e Potamogeton perfoliatus,
submersas e emersas, respectivamente. Isto corrobora consideradas bastante eficientes na utilização do
a hipótese de que a maior viscosidade do ambiente carbono (Maberly & Spence 1983).
aquático aumenta a resistência do CO2 pela zona de Outra explicação para o melhor desempenho
interface. fotossintético da comunidade fitoplanctônica foi
sugerida por Spence & Maberly (1985). De acordo
A utilização do carbono e sua implicação com esses autores, a utilização mais eficiente do
ecológica na competição entre macrófitas carbono deve-se ao curto tempo de geração destes
submersas organismos e, portanto, à rápida capacidade de se
adaptarem a flutuações das diferentes formas e
Quando a fotossíntese é limitada pela baixa concentrações de carbono no ambiente aquático.
disponibilidade de carbono, o desenvolvimento de Pode-se destacar que a utilização do bicarbonato é
estratégias adaptativas pode compensar a baixa oferta considerada a estratégia mais difundida entre as
de CO 2 por difusão, reduzir ou suprimir a espécies de macrófitas aquáticas submersas. De fato,
12. 640 Pierini & Thomaz: Adaptações de plantas submersas à absorção do carbono inorgânico
a utilização desta estratégia foi encontrada em mais Allen, E.D. & Spence, D.H.N. 1981. The differential ability
de 50% das espécies testadas em laboratório (Sand- of aquatic plants to utilize the inorganic carbon supply
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