Universidade Feevale Programa de Pós-Graduação em Qualidade Ambiental Mestrado em Qualidade Ambiental LEDYANE DALGALLO ROCHA

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Universidade Feevale

Programa de Pós-Graduação em Qualidade Ambiental Mestrado em Qualidade Ambiental

LEDYANE DALGALLO ROCHA

Análise comparativa da morfometria de Microgramma squamulosa (Kaulf.) de la Sota sob diferentes condições vegetacionais e da qualidade do ar atmosférico

Novo Hamburgo 2010

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Livros Grátis

http://www.livrosgratis.com.br

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Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Qualidade Ambiental como requisito para a obtenção do título de mestre em Qualidade Ambiental.

Orientador: Prof. Dr. Jairo Lizandro Schmitt Co-orientadora: Prof.ª Dr.ª Annette Droste

Novo Hamburgo 2010

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DADOS INTERNACIONAIS DE CATALOGAÇÃO NA PUBLICAÇÃO (CIP)

Bibliotecária responsável: Paola Martins Cappelletti – CRB 10/1732 Rocha, Ledyane Dalgallo

Análise comparativa da morfometria de Microgramma squamulosa (Kaulf.) de la Sota sob diferentes condições vegetacionais e da qualidade do ar atmosférico / Ledyane Dalgallo Rocha. – 2010.

57 f. ; 30 cm.

Dissertação (Mestrado em Qualidade Ambiental) – Feevale, Novo Hamburgo-RS, 2010.

Inclui bibliografia e apêndice.

“Orientador: Prof. Dr. Jairo Lizandro Schmitt” ; “Co-orientadora: Profa. Dra. Annette Droste”

1. Plantas - Anatomia. 2. Morfologia das plantas. 3. Ar - Poluição. 4. Qualidade ambiental. I. Título.

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Dissertação de mestrado aprovada pela banca examinadora em 17 de dezembro de 2010, conferindo ao autor o título de mestre em Qualidade Ambiental.

Componentes da Banca Examinadora:

Prof. Dr. Jairo Lizandro Schmitt (Orientador) Universidade Feevale

Prof. Dr. Günther Gehlen Universidade Feevale

Prof.ª Dr.ª Leila Teresinha Maranho Universidade Positivo

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Aos pais que me deram a vida, Divaldo e Marlene, e aos pais que a vida me deu, Cássia e Emerson, dedico.

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AGRADECIMENTOS

Expresso através das minhas mais sinceras palavras:

Ao Prof. Dr. Jairo Lizandro Schmitt, pela orientação do trabalho, pela confiança, apoio e, principalmente, pelo enriquecimento científico que me proporcionou.

À Prof.ª Dr.ª Annette Droste, pela co-orientação do trabalho, pelo auxílio durante as análises estatísticas e por seus constantes ensinamentos.

Ao Prof. Dr. Gunther Gehlen, por tornar viável a realização desse trabalho por meio do fornecimento de equipamentos e materiais, bem como pela imensurável colaboração.

À Universidade Feevale, por oportunizar o desenvolvimento desse estudo através do Programa de Pós Graduação em Qualidade Ambiental e à CAPES pela concessão da bolsa.

Ao Sítio São Luiz, ao Sítio Sinodal e Prefeitura de Estância Velha, por permitirem a realização da pesquisa nessas áreas.

À prof.ª Liane Bianchin e à Central Analítica pelo empréstimo de equipamentos. Ao engenheiro Ubirajara Soares e à FEPAM, pelo fornecimento dos dados sobre a qualidade do ar atmosférico de Estância Velha.

À Andressa Müller, Laura Cappelatti, Micheline Krüger Neumann, Milena Bernardes Goetz e Simone Cunha por todo o auxílio e pelos bons momentos no Laboratório de Botânica.

À Karla Heloíse Preussler e Leila Teresinha Maranho, pela amizade, por serem minha inspiração e por me ajudar a seguir meu caminho quando tudo parecia confuso.

Aos meus pais Marlene Dalgallo Rocha e Divaldo Rocha, pelo incentivo aos meus estudos e por permitirem que eu vá cada vez mais longe, sem sair de dentro de mim.

Ao meu noivo Leonardo Brunetti Macedo, por todo o suporte que deu ao trabalho, pela sua compreensão eterna, pelo seu amor e por tornar meus dias mais felizes.

Aos meus sogros Cássia Brunetti Macedo e Emerson Cruz Macedo, pelo incentivo, acolhimento e apoio incondicional durante o desenvolvimento dessa pesquisa.

À minha avó, Tereza Joana Dalgallo por me ensinar a amar a natureza desde que dei os meus primeiros passos.

Ao meu irmão Leandro Dalgallo Rocha, por sua admiração que muitas vezes me tornou mais forte do que realmente sou.

Aos meus cunhados Rodrigo, Matheus e Fernanda Brunetti Macedo, pela alegria que são em minha vida e por me mostrar, do jeito mais inocente, que tudo vale a pena.

Aos meus amigos paranaenses e gaúchos, pelos momentos de diversão e pelas palavras que me motivaram a continuar.

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“A natureza é o único livro que oferece um conteúdo valioso em toda as suas folhas”.

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RESUMO

A qualidade ambiental é um fator que pode influenciar a morfologia e anatomia vegetal, sendo que a folha é o órgão mais suscetível às modificações ambientais. O objetivo dessa pesquisa foi comparar a morfometria das folhas férteis e estéreis de Microgramma squamulosa sob diferentes condições vegetacionais e de qualidade do ar atmosférico. O presente estudo foi realizado em Estância Velha (ambiente urbano) e em Novo Hamburgo (ambiente rural) que são municípios pertencentes à bacia do Rio dos Sinos, no Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Para cada tipo foliar foram feitas duas comparações: (1) entre folhas de M. squamulosa obtidas sobre forófitos isolados e do interior florestal, ambos no ambiente rural e (2) entre folhas obtidas em ambiente urbano e rural. O ambiente urbano possui um histórico de registro de concentrações de partículas totais em suspensão, partículas inaláveis e dióxido de enxofre. Além disso, o ar desse ambiente apresenta potencial genotóxico elevado, sendo mais poluído em relação ao ambiente rural. Foram selecionados seis forófitos em cada ambiente e em cada forófito foram coletadas 32 folhas férteis e 32 folhas estéreis de M. squamulosa. As folhas foram fixadas e processadas de acordo com a metodologia padrão para análises estruturais para a confecção de lâminas permanentes e semipermanentes. A morfometria foliar foi analisada após a digitalização das imagens. Na análise qualitativa foi observado que as folhas são hipoestomáticas, apresentam tecido hipodérmico e são classificadas como esclerófilas. A comparação quantitativa entre as folhas de M. squamulosa no ambiente rural demonstrou que sobre forófitos isolados, onde há uma maior incidência luminosa, as folhas estéreis apresentaram mais estômatos (27,75 ± 6,68 estômatos mm2; P< 0,001) e foram estatisticamente mais espessas na região do limbo (271,42 ± 41,96 µm; P< 0,001) e na nervura central (514,57 ± 104,05 µm; P< 0,001). No interior florestal, onde as plantas estão sujeitas à maior umidade relativa do ar e menor incidência luminosa, as folhas apresentaram uma diminuição no grau de esclerofilia (0,003 ± 0,002 g cm-2; P< 0,001) e menores áreas foliares (7,63 ±4,91 cm2; P< 0,001). A comparação quantitativa entre folhas obtidas nos ambientes rural e urbano demonstrou estatisticamente que no ambiente urbano, onde o ar atmosférico é mais poluído e com maior potencial genotóxico, as folhas estéreis foram menos espessas (233,63 ± 56,91 µm; P< 0,001). As folhas férteis e estéreis foram significativamente menores no ambiente urbano, onde também apresentaram as menores áreas do feixe vascular e apenas as folhas férteis demonstraram os maiores valores para a densidade estomática (25,67 ± 5,68 estômatos mm2; P< 0,001), características fortemente influenciadas pela presença de poluentes. A análise quantitativa da organização estrutural revelou diferenças e semelhanças não perceptíveis pelas análises anatômicas qualitativas. Os resultados obtidos nessa pesquisa sugerem que a espécie apresenta potencial para a bioindicação da qualidade do ar atmosférico, em decorrência de que foram encontradas variações em alguns parâmetros avaliados, possivelmente relacionadas com a concentração de poluentes e genotoxicidade do ar das áreas estudadas.

Palavras chave: Anatomia Ecológica. Epífito. Poluentes atmosféricos. Diferenças morfométricas. Qualidade ambiental.

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ABSTRACT

Environmental quality is an aspect that can influence plant morphology and anatomy and the leaf is the most susceptible organ to environmental changes. This research aimed to compare the morphometry of the fertile and sterile leaves of Microgramma squamulosa under different vegetation and air quality conditions. The study was accomplished in Estância Velha (urban environment) and in Novo Hamburgo (rural environment), both cities that belong to the Sinos River Basin, in the state of Rio Grande do Sul, Brazil. For each leaf type, two comparisons were made: (1) between M. squamulosa leaves obtained from isolated and forest interior phorophytes and (2) between leaves from urban and rural environments. The urban environment has records of concentrations of total particles in suspension, inhalable particles and sulfur dioxide. Moreover, the air from this environment has a high genotoxic potential, thus more polluted than the rural environment. Six phorophytes were selected in each environment and in every one of them 32 fertile leaves and 32 sterile leaves of M. squamulosa were collected. Leaves were fixed and processed according to the standard methodology for structural analyses in the making of permanent and semi-permanent blades. Leaf morphometry was analyzed after images were digitalized. In the qualitative analysis it was observed that the leaves are hypoestomatical, have a hypodermic tissue and are sclerophiles. These characteristics are common for xeromorphic plants and constitute an adaptation to the arid environment. The quantitative comparison between M. squamulosa leaves in the rural environment showed that on isolated phorophytes, where there is a higher sunlight incidence, sterile leaves had more stomata (27.75 ± 6.68 stomata mm2; P< 0.001) and they were statistically thicker in the limb area (271.42 ± 41.96 µm; P< 0.001) as well as in the main leaf vein (514.57 ± 104.05 µm; P< 0.001). In the forest interior, where plants are subject to higher air humidity and lower sunlight incidence, leaves showed a decrease in sclerophilia (0.003 ± 0.002 g cm-2; P< 0.001) and a smaller leaf area (7.63 ±4.91 cm2; P< 0.001). The qualitative comparison between leaves from urban and rural environments statistically indicated that in the urban environment, where atmospheric air is more polluted and has a higher genotoxic potential, sterile leaves were more compact (233.63 ± 56.91 µm; P< 0.001). Fertile and sterile leaves were significantly smaller in the urban environment, where they also had smaller vascular cylinder areas and only fertile leaves showed higher values of stomata density (25.67 ± 5.68 stomata mm2; P< 0.001), characteristics strongly influenced by the presence of pollutants. The quantitative analysis of the structural organization revealed differences and similarities that were not detectable through qualitative anatomic analyses. The results obtained in this study suggest that the species has potential as bioindicator of air quality, due to variations found in some parameters, possibly related to pollutant concentration and air genotoxicity at the study sites.

Key-words: Ecological Anatomy. Ephiphyte. Atmospheric Pollutants. Morphometric differences. Environmental Quality.

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FIGURAS

Figura 1. Microgramma squamulosa (Kaulf.) de La Sota ... 20 Figura 2. Diagramas dos tecidos mensurados... 23 Figura 3. Secções das folhas de Microgramma squamulosa (Kaulf.) de La Sota ... 27 Figura 4. Secções transversais das folhas de Microgramma squamulosa (Kaulf.) de La Sota ... 28

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TABELAS

Tabela 1. Médias ± desvios-padrão das concentrações de PTS, MP 10 e SO2 obtidos no

ambiente urbano (valores médios referentes aos anos 2006, 2007, 2008 e 2009)... 18 Tabela 2. Número de medições (n) para cada variável analisada nas folhas férteis e estéreis de Microgramma squamulosa obtidas sobre forófitos isolados em ambiente rural e urbano, e sobre forófitos no interior florestal ... 24 Tabela 3. Valores mínimos, médios e máximos dos dados morfométricos das folhas férteis de Microgramma squamulosa obtidas sobre forófitos isolados e forófitos no interior florestal em ambiente rural ... 31 Tabela 4. Valores mínimos, médios e máximos dos dados morfométricos das folhas estéreis de Microgramma squamulosa obtidas sobre forófitos isolados e forófitos no interior florestal em ambiente rural... 32 Tabela 5. Valores mínimos, médios e máximos dos dados morfométricos das folhas férteis de Microgramma squamulosa obtidas sobre forófitos isolados em ambiente rural e urbano... 35 Tabela 6. Valores mínimos, médios e máximos dos dados morfométricos das folhas estéreis de Microgramma squamulosa obtidas sobre forófitos isolados em ambiente rural e urbano . 36

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SUMÁRIO

INTRODUÇÃO ... 11

1 REVISÃO DA LITERATURA ... 13

2 MATERIAL E MÉTODOS ... 17

2.1 ÁREAS DE ESTUDO ... 17

2.2 PARÂMETROS DE QUALIDADE DO AR ATMOSFÉRICO ... 18

2.3 MATERIAL BIOLÓGICO... 19

2.4 SELEÇÃO E COLETA DAS AMOSTRAS ... 20

2.5 PROCESSAMENTO... 21

2.6 DESCRIÇÃO ANATÔMICA QUALITATIVA ... 22

2.7 ANÁLISES MORFOMÉTRICAS ... 23

2.8 ANÁLISE ESTATÍSTICA ... 24

3 RESULTADOS... 25

3.2 ANÁLISE MORFOMÉTRICA COMPARATIVA ENTRE FOLHAS OBTIDAS SOBRE FORÓFITOS ISOLADOS E NO INTERIOR FLORESTAL EM AMBIENTE RURAL...29

3.3 ANÁLISE MORFOMÉTRICA COMPARATIVA ENTRE FOLHAS OBTIDAS SOBRE FORÓFITOS ISOLADOS EM AMBIENTE URBANO E RURAL... 33

4 DISCUSSÃO... 37

4.2 ANÁLISE MORFOMÉTRICA COMPARATIVA ENTRE FOLHAS OBTIDAS SOBRE FORÓFITOS ISOLADOS E NO INTERIOR FLORESTAL EM AMBIENTE RURAL...39

4.3 ANÁLISE MORFOMÉTRICA COMPARATIVA ENTRE FOLHAS OBTIDAS SOBRE FORÓFITOS ISOLADOS EM AMBIENTE URBANO E RURAL... 41

CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 44

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INTRODUÇÃO

A qualidade ambiental do local em que um vegetal se estabelece é um fator que pode influenciar sua morfologia e anatomia. A região foliar é a mais suscetível às modificações ambientais (DICKISON, 2000) e, devido a isso, o órgão é amplamente utilizado durante estudos sobre anatomia ecológica.

O efeito das diferentes condições ambientais sobre a organização estrutural pode ser evidenciado por meio de análises comparativas, uma vez que tais parâmetros podem não ser semelhantes em função do ambiente em que a planta se encontra como relatam diversos estudos (FERDINAND et al., 2000; GEROSA et al., 2003; FARES et al., 2006; MARANHO et al., 2006).

Um dos fatores que podem interferir na estrutura vegetal são as emissões atmosféricas geradas pelas atividades antrópicas. Mesmo sob esse constante impacto ambiental, muitos vegetais se fazem presentes e, por isso, são objeto de estudos que visam esclarecer se e como as atividades humanas podem interferir nos seus caracteres, já que seu estabelecimento não foi suprimido (ALVES et al., 2001; ALVES, TRESMONDI e LONGUI, 2008; PEDROSO e ALVES, 2008).

O ambiente de maneira geral pode influenciar os caracteres. A luminosidade e umidade são exemplos de fatores responsáveis por alterações estruturais, uma vez que sua disponibilidade estimula o vegetal a desenvolver alternativas anatômicas e morfológicas para se adaptar à condição de água e luz. No entanto, em ambientes florestais, as pesquisas sobre a estrutura foliar são, na maioria, com espécies mais importantes (TURNER, ONG e TAN, 1995) e aquelas dominantes responsáveis pela formação do dossel (BOEGER et al., 2006).

A anatomia vegetal é uma linha de pesquisa que contempla aspectos estruturais das plantas. Dentro desse contexto, esses estudos contribuem para a compreensão de quais características anatômicas um vegetal possui para permanecer sob determinadas condições e servem de base para outros estudos aplicados. Ainda que o simples fato de existir em um ambiente poluído demonstre a tolerância do vegetal, faz-se necessária a análise que revele quais aspectos estruturais são responsáveis por lhe conferir tal característica (SHARMA e TYREE, 1973; ELEFTHERIOU, 1987; WITKOWSKI e LAMONT, 1991; PEDROSO e ALVES, 2008).

Por intermédio da organização estrutural, muitas espécies foram reconhecidas como biondicadoras da qualidade ambiental. A presença e quantidade de determinadas estruturas

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foliares, por exemplo, pode caracterizar a planta como tolerante ou sensível aos poluentes urbanos (PEDROSO e ALVES, 2008; CABRERA et al., 2009). No Brasil, essas pesquisas vêm sendo realizadas principalmente com espécies vegetais que já se encontram estabelecidas em regiões poluídas para posterior comparação com indivíduos em desenvolvimento em ambientes menos impactados.

Dentre as características morfoanatômicas que revelam mais diferenças, cita-se tamanho e espessura foliar, além da densidade estomática (SHARMA e TYREE, 1973; ELEFTHERIOU, 1987; WITKOWSKI e LAMONT, 1991; BECANA et al., 2000; ALVES et al., 2001; GEROSA et al., 2003; ALVES, TRESMONDI e LONGUI, 2008; PEDROSO e ALVES, 2008). Nesses estudos, percebe-se que as samambaias e licófitas têm esses aspectos pouco explorados, ainda que integrem boa parte das espécies consideradas urbanas.

Os estudos anatômicos comparativos no grupo das samambaias ainda são escassos. Na maioria, essas pesquisas buscam caracterizar as espécies com o propósito de auxiliar a sua identificação taxonômica, como ocorre com Dryopteris cinnamomea (Cav.) C. Chr., Dryopteris patula (Sw.) Underw., Dryopteris rosea (Fourn.) Mickel & Beitel, Dryopteris rossii C. Chr., Dryopteris maxonii Underw. & C. Chr., Dryopteris wallichiana (Spreng.) Hyl. (Dryopteridaceae) (HERNÁNDEZ, TERRAZAS e ANGELES, 2006), Cheilanthes pruinata Kaulf. e Cheilanthes myriophylla Desv. (Pteridaceae) (HERNÁNDEZ et al., 2008), Dorypteris lorentzii (Hieron.) Diels. (Pteridaceae) (GUILLERMO, BENAVÍDEZ e HERNÁNDEZ, 2009), entre outros.

Pesquisas com plantas criptogâmicas demonstram que as mesmas conduzem a resultados satisfatórios quando utilizadas como ferramentas para análise dos efeitos da poluição urbana (SCHRÖDER e PESCH, 2004). Microgramma squamulosa (Kaulf.) de la Sota é uma samambaia epifítica que se desenvolve tanto em ambientes antropizados (GONÇALVES e WAECHTER, 2003) como em florestais (KERSTEN e SILVA, 2002).

O presente estudo teve como principal objetivo comparar a morfometria das folhas de Microgramma squamulosa sob diferentes condições vegetacionais e de qualidade do ar atmosférico. Com isso, torna-se possível a compreensão das interações ecológicas do vegetal com o ambiente em que se encontra. Foi feita a comparação entre folhas obtidas sobre forófitos isolados em ambiente urbano e rural, e também foram comparadas folhas que se desenvolviam sobre forófitos isolados e no interior florestal em ambiente rural, para verificar quais características morfométricas favorecem o estabelecimento da espécie em cada uma das situações ambientais.

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1 REVISÃO DA LITERATURA

Os epífitos vasculares são espécies vegetais que interagem com outra planta, utilizando-a como suporte (forófito). Eles não dependem do forófito para obtenção de água e nutrientes (BENZING, 1990).

Polypodiaceae é uma família pantropical, que possui cerca de 1200 espécies. Os representantes da família tratam-se de epífitos vasculares e estão distribuídos, em sua maior parte, nas florestas tropicais úmidas, muito embora sejam adaptados às mais diversas condições ambientais (SMITH et al., 2006; SMITH et al., 2008; LABIAK e PRADO, 2008).

Polypodiaceae é frequentemente relatada como uma das famílias mais ricas em levantamentos florísticos (KERSTEN e SILVA, 2002; DITTRICH e WAECHTER, 2005, SCHMITT et al. 2006; SCHMITT e WINDISCH, 2010; BLUME, RECHENMACHER e SCHMITT, 2010). As espécies pertencentes à Polypodiaceae são na maioria epífitos amplamente variáveis no que diz respeito à anatomia e morfologia. Compreendem, ainda, a maior parte das samambaias epifíticas, sendo abundante em locais de alta umidade, e as espécies desse grupo também possuem adaptações para conseguir sobreviver submetidas ao déficit hídrico (KESSLER e SIORAK, 2007; KREIER et al., 2008; DUBUISSON, SCHNEIDER e HENNEQUIN, 2009; PERES et al., 2009)

Microgramma C. Presl. sensu Tryon e Tryon (1982) é um gênero composto por aproximadamente 30 espécies que se encontram, na maior parte, distribuídas na região neotropical (SALINO et al., 2008). Microgramma squamulosa é uma samambaia epifítica e possui caracteres anatômicos que podem auxiliar a sua identificação, como a presença de folhas hipoestomáticas com hipoderme e esclerênquima na nervura principal das folhas maduras (JAIME, BARBOZA e VATTUONE, 2007).

Dentre os estudos anatômicos qualitativos realizados com Microgramma squamulosa citam-se os desenvolvidos por Kraus, Montenegro e Kim (1993); Jaime, Barboza e Vattuone (2007); Suffredini, Bacchi e Kraus (2008). Estudos morfológicos também foram realizados com Microgramma squamulosa para distinguí-la de Microgramma vacciniifolia (Langsd. & Fisch.) Copel. (HIRSCH e KAPLAN, 1974).

A morfometria dos caracteres macroscópicos de Microgramma squamulosa foi comparada entre ambientes rural e urbano. A espécie revelou diferenças que podem estar relacionadas às variações da qualidade do ar atmosférico (COSTA et al., 2010).

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Microgramma squamulosa possui metabólitos secundários com propriedades terapêuticas, sendo considerada medicinal (JAIME, BARBOZA e VATTUONE, 2007). Estudos revelaram a atividade antiúlcera da espécie (SUFFREDINI, BACCHI e SERTIÈ, 1999). Segundo Suffredini, Bacchi e Kraus (2008), Microgramma squamulosa possui flavonóides e taninos, os quais podem ser responsáveis pela atividade antiúlcera da espécie. Os autores analisaram o extrato vegetal e descreveram a morfologia e anatomia do rizoma de Microgramma squamulosa, o que contribui com a identificação taxonômica da espécie, bem como com a caracterização da droga vegetal.

Esses trabalhos contribuíram para a compreensão dos aspectos estruturais da espécie, no entanto, não há registro de pesquisas que comparem a morfometria de Microgramma squamulosa com a condição ambiental. As pesquisas farmacognósticas evidenciam que as plantas com propriedades medicinais podem apresentar as alterações metabólicas quando submetidas à poluição atmosférica (GOBBO-NETO e LOPES, 2007).

Luminosidade, clima, suprimento hídrico e fornecimento de nutrientes são fatores que dificultam o desenvolvimento dos epífitos e o estabelecimento dessas espécies somente ocorre se a planta tem a capacidade de suportar todas essas pressões do ambiente, principalmente no que se refere ao recurso hídrico (BENZING, 1990, BENNETT; 1986). Nesse sentido, os epífitos se distribuem no forófito conforme o gradiente de umidade (BENZING, 1989), mas também existe relação com outros fatores abióticos, como a luminosidade (FONTOURA et al., 1997). Os epífitos absorvem pelas folhas a umidade do ar, o que torna esses organismos, inclusive, mais expostos aos poluentes (AGUIAR et al., 1981).

As variações microclimáticas às quais os epífitos estão submetidos, como luminosidade e umidade, podem ser observadas entre indivíduos que se desenvolvem sobre forófitos encontrados no interior florestal e aqueles que se fazem presentes em áreas mais abertas. Fora do interior florestal, os epífitos ficam mais suscetíveis às variações microclimáticas (MEFFE e CARROLL, 1994) e estão sujeitos à condição de menor umidade do ar em relação às plantas do interior florestal (MENDES, GAZARINI e RODRIGUES, 2001).

Dessa forma, as condições vegetacionais podem ser responsáveis por alterações na estrutura vegetal. Uma espécie que consegue sobreviver sob condições distintas de luminosidade tende a apresentar variações foliares, as quais são oriundas das modificações fisiológicas que a folha possui em razão da incidência luminosa. Tais variações podem ser visíveis, inclusive, em um mesmo indivíduo (GUTSCHICK, 1999).

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A relação entre o mecanismo de trocas gasosas e a estrutura foliar auxilia a compreensão dos aspectos anatômicos que a planta apresenta como uma resposta ecofisiológica às variações ambientais (JUSTO et al., 2005). Nesse sentido, as espécies pioneiras respondem de forma mais visível às variações de luminosidade (BUISSON e LEE 1993).

Estudos realizados com samambaias revelam que algumas espécies que se desenvolvem em ambientes sombreados tendem a desenvolver mecanismos que auxiliam na captação de luz (GRAÇANO, AZEVEDO e PRADO, 2001; WYLIE, 1949). Silva, Mastroberti e Mariath (2007) relacionaram os aspectos anatômico-funcionais das células epidérmicas de Adiantum raddianum Presl. (Pteridaceae) com o ambiente onde a planta se desenvolve e verificaram que a espécie possui habilidade de translocar os cloroplastídios, ajustando-se assim à condição de luminosidade do ambiente onde se encontra.

Plantas com capacidade de aclimatação variam a estrutura conforme varia a quantidade de luz à qual está submetida para garantir que o processo fotossintético seja eficiente (DALE, 1992; SMITH et al., 1997, LARCHER, 2000). As modificações estruturais que otimizam a fotossíntese associam-se ao controle da difusão de luz e gases no interior foliar (DICKISON, 2000).

Existe ainda uma possível relação entre a eficiência do crescimento da planta com a capacidade adaptativa do vegetal à condição luminosa (AMO, 1985). Em condições de pouca luminosidade, algumas plantas sofrem alterações nos mecanismos fisiológicos que estão relacionados à fixação de carbono, bem como podem ocorrer modificações anatômicas. As plantas que normalmente crescem em ambientes iluminados quando submetidas a locais sombreados apresentam prejuízos no seu desenvolvimento (CROOKSTON et al., 1975; GONDIM et al., 2008).

Além das condições vegetacionais que interferem na disponibilidade de água e luz e, consequentemente, alteram caracteres anatômicos, os poluentes também podem influenciar a estrutura foliar. Poluente atmosférico é toda matéria que, entre outras características, se encontra em intensidade e quantidade capaz de tornar o ar impróprio, nocivo ou ofensivo à saúde e danoso à fauna e flora, segundo consta na Resolução nº 001/86 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) (BRASIL, 2009).

A atmosfera possui um meio fluido que permite a movimentação de certos poluentes que ali se acumulam (RANGEL e CARVALHO, 2003). A concentração elevada de tais compostos na atmosfera pode surtir efeitos nos seres vivos (FREEDMAN, 1995). Organismos

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vegetais são menos tolerantes a esses compostos em relação aos animais e, por isso, fornecem informações precisas e que auxiliam as iniciativas de controle da poluição do ar (ALVES et al., 2001). Nos vegetais a incorporação desses poluentes ocorre durante o processo de respiração (BROBOV, 1955; MANNING e FEDER, 1980) e pode resultar em danos no seu metabolismo, fisiologia, bem como na anatomia e danos em nível de material genético (BECANA et al., 2000, LARCHER, 2000).

O ar atmosférico dos centros urbanos normalmente apresenta concentrações de poluentes primários que podem reagir entre si e gerar poluentes secundários (CLAPP e JENKIN, 2001). As partículas em suspensão apresentam constituição química variável, e podem gerar danos para os organismos que a assimilam (ROCHA, ROSA e CARDOSO, 2004).

A exposição de organismos às substâncias poluidoras depende da via de contato e suscetibilidade intrínseca (GREIM, 2001). Nos vegetais, a relação entre as trocas gasosas e a estrutura foliar serve de subsídio para verificar se o aspecto anatômico da planta representa uma resposta à condição ambiental que a mesma se encontra exposta (JUSTO et al., 2005). Sendo assim, as espécies vegetais que se fazem presentes em ambientes antropizados podem apresentar modificações em sua organização estrutural para conseguir se desenvolver sob tais condições.

A genotoxidade do ar atmosférico pode ser mensurada por meio de análises citogenéticas que evidenciam micronúcleos. Os micronúcleos indicam danos no material genético, os quais podem ser causados por poluentes atmosféricos (MA, 1981). Existe uma tendência dos ambientes urbanos frequências de micronúcleos significativamente superiores às observadas em ambientes pouco antropizados (MEIRELES, et al., 2009; SAVÓIA, et al., 2009; VILLARINI et al., 2009)

Sabe-se da importância em cruzar os dados obtidos através das análises físico-químicas sobre a qualidade do ar com o efeito ocasionado em organismos, uma vez que os mesmos respondem aos poluentes de forma integrada (ALVES et al., 2001). Tal resposta pode ser obtida por meio da bioindicação, que utiliza organismos expostos a determinada condição ambiental para avaliar seus efeitos (ARNDT, FLORES e WEINSTEIN, 1995).

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2 MATERIAL E MÉTODOS

2.1 ÁREAS DE ESTUDO

O presente estudo foi realizado nos municípios de Estância Velha (ambiente urbano) e Novo Hamburgo (ambiente rural), pertencentes à bacia do Rio dos Sinos, na região da encosta inferior nordeste do Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. O clima predominante da região segundo Köeppen é do tipo Cfa, caracterizado como subtropical temperado - úmido em razão das chuvas que ocorrem durante todos os meses do ano e das altas temperaturas no verão (MORENO, 1961). De acordo com a Estação Climatológica de Campo Bom, mais próxima dos locais estudados, a região apresenta temperatura média mensal entre 19,5 ºC e 31,7 ºC (dados referentes aos anos de 1985 a 2006).

No ambiente urbano foram analisadas amostras de Microgramma squamulosa que se desenvolvem sobre árvores isoladas da Praça 1º de Maio, localizada no centro do município de Estância Velha (29º 39’ 05,1’’ S e 51º 10’ 23,9’’ W). A cidade se encontra a cerca de 40 m de altitude e possui 21,60Km2, sendo que, desse total, apenas 2% correspondem à área rural (PROSINOS, 2009). De acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE, 2007), o município possui aproximadamente 40 mil habitantes e a principal atividade econômica do local é a prestação de serviços, seguida pela atividade industrial.

A base de desenvolvimento industrial em Estância Velha teve início em 1890, período durante o qual se estabeleceu a tradição coureira da cidade (PROSINOS, 2009). Atualmente, pode-se observar que os curtumes e indústrias são responsáveis pelo crescimento econômico local.

Em Lomba Grande, bairro do município de Novo Hamburgo, foram obtidas amostras que se encontram em Áreas de Especial Interesse Ambiental (AEIA), sob duas situações distintas: sob forófitos isolados (29º 46’ 51,4’’ S e 50º 58’ 31,6’’W) e sob forófitos no interior de fragmento de floresta secundária (29º 47’ 50,9’’ S e 51º 00’ 08,4’’ W), classificado por Teixeira et al. (1986) como Floresta Estacional Semi-decidual. Lomba Grande é um bairro localizado a leste do município de Novo Hamburgo e pertence à zona rural da cidade. Encontra-se a cerca de 55 m de altitude e à esquerda do Rio dos Sinos. É considerado uma área suburbana e caracteriza-se por ser o maior bairro do município (SCHÜTZ, 2001). A

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Prefeitura Municipal de Novo Hamburgo afirma que o perímetro urbano de Lomba Grande compreende 3,5 Km2 e a área rural do bairro apresenta 148,3 Km2 (SCHÜTZ, 2001). Conforme a Secretaria Municipal da Agricultura de Novo Hamburgo, o bairro Lomba Grande é habitado por 15 mil pessoas, sendo que quatro mil dessas se encontram na zona rural do bairro.

Ainda com base nas informações fornecidas pela Secretaria Municipal da Agricultura de Novo Hamburgo, Lomba Grande possui 2389,73 hectares de área de preservação permanente (APP). Devido a isso, as atividades desenvolvidas na área rural do bairro são aquelas voltadas ao turismo, lazer e agricultura, uma vez que a economia da região é baseada em produção agrícola, atividade granjeira, produção de leite, dentre outras. As indústrias, comércio e prestação de serviços são atividades que se restringem às áreas urbanas (SCHÜTZ, 2001).

2.2 PARÂMETROS DE QUALIDADE DO AR ATMOSFÉRICO

Segundo a Fundação Estadual de Proteção Ambiental Henrique Luiz Roessler - RS (FEPAM), nos anos anteriores e no ano da coleta, o ar atmosférico do ambiente urbano apresentou concentração média de partículas totais em suspensão com até 50 µm (PTS) entre 37,17 e 53,99 µg.m-³ e concentração média de partículas inaláveis com até 10 µm de diâmetro (MP 10) entre 29,76 e 32,48 µg.m-³. A concentração média de dióxido de enxofre (SO2)

variou de >4,00 a 13,09 µg.m-³ (Tabela 1).

Tabela 1. Médias ± desvios-padrão das concentrações de PTS, MP 10 e SO2 obtidos no ambiente

urbano (valores médios referentes aos anos 2006, 2007, 2008 e 2009). PTS (µg.m-³) MP 10 (µg.m-³) SO2 (µg.m-³) 2006 53,99 ± 32,43 32,48 ± 16,41 > 4,00 2007 50,18 ± 26,09 30,95 ± 14,84 13,09 ± 25,30 2008 41,95 ± 18,14 26,25 ± 11,19 4,89 ± 4,60 2009 37,17 ± 14,61 29,67 ± 7,23 > 4,00

PTS: partículas totais em suspensão (diâmetro ≤ 50µm) MP 10: partículas inaláveis (diâmetro ≤ 10µm)

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Dados sobre a genotoxicidade do ar dos ambientes rural e urbano foram fornecidos pelo Laboratório de Biotecnologia Vegetal da Universidade Feevale. No mês da coleta das folhas, o potencial genotóxico do ar atmosférico do ambiente urbano foi significativamente maior que o do ambiente rural. Essa análise comprova a existência de dois ambientes com qualidades distintas de ar atmosférico (COSTA et al., 2010).

2.3 MATERIAL BIOLÓGICO

Microgramma squamulosa possui um extenso rizoma ramificado e achatado dorso-ventralmente, coberto por escamas lanceoladas e peltadas, apresenta coloração marrom e os pecíolos das folhas se encontram nele inseridos. As raízes adventícias são delgadas, curtas e ramificadas (Figura 1A). O ápice das escamas é caracterizado pela ocorrência de tricomas uni e multisseriados. As folhas estéreis e férteis são diferentes morfologicamente, caracterizando o dimorfismo foliar na espécie (SEHNEM, 1970; JAIME, BARBOZA e VATTUONE, 2007; SUFFREDINI, BACCHI e KRAUS, 2008).

Folhas estéreis variam de forma elíptica à oblonga com ápice acuminado e base cuneada, são obtusas ou agudas, com bordas inteiras e medem cerca de 2 cm de largura por 15 de comprimento (Figura 1B). As folhas férteis possuem formato elíptico-alongado, com ápice acuminado e base cuneada, borda levemente sinuada e apresentam 3-10 cm de comprimento por até 1,5 de largura. Os soros se encontram impressos na face abaxial da folha, uma fileira de cada lado da nervura principal, e são elipsoidais-monoletes (Figura 1C) (SEHNEM, 1970; JAIME, BARBOZA e VATTUONE, 2007; SUFFREDINI, BACCHI e KRAUS, 2008).

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Figura 1. Microgramma squamulosa (Kaulf.) de La Sota.

1A. Hábito (FOTO: Milena Nunes Bernardes). 1B. Folha fértil. 1C. Folha estéril. Barra de aumentos: 1A= 2cm; 1B e 1C= 2cm.

2.4 SELEÇÃO E COLETA DAS AMOSTRAS

Foram selecionados seis forófitos por local, os quais apresentavam diâmetro à altura do peito superior a 10 cm. As folhas totalmente expandidas de Microgramma squamulosa posicionadas na copa interna do forófito com luminosidade incidindo no sentido leste foram selecionadas para a coleta. A coleta foi realizada durante o mês de junho de 2009 e o tamanho amostral foi definido conforme a ocorrência de um número equitativo de forófitos entre os ambientes.

Para cada ambiente foram coletadas 64 folhas de Micrograma squamulosa em cada forófito, sendo 32 férteis e 32 estéreis. Desse total, 20 férteis e 20 estéreis foram usadas para medidas de áreas foliar, índice de esclerofilia e contagem de pares de soros, sendo que essas amostras foram armazenadas em sacos de papel. As outras 12 folhas de cada tipo foram

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utilizadas para as análises das variáveis anatômicas, e foram fixadas imediatamente após a coleta.

As plantas provenientes de forófitos isolados tanto em ambiente urbano como em ambiente rural foram coletadas dentro da mesma faixa de luminosidade (entre 22,99 e 38,73 µmol.m-2/s). As amostras obtidas no interior do fragmento florestal estavam submetidas à faixa de luminosidade entre 4,53 e 15,45 µmol.m-2/s.

Espécimes testemunho foram depositados no Herbarium Anchieta, da Universidade do Vale do Rio dos Sinos (PACA 108022, 108023 e 108024) e duplicatas na coleção botânica do Laboratório de Botânica da Universidade Feevale.

2.5 PROCESSAMENTO

Após a coleta, as 20 folhas por tipo foliar foram digitalizadas em scanner de mesa (HP Photosmart C3100) acoplado ao um computador (HP Compac MX 6310) com o software Microsoft Office Document Scanning (versão 11.0). Para a obtenção do índice de esclerofilia, as folhas foram desidratadas em estufa a 65 ºC até que o peso se tornasse constante. Posteriormente, as folhas foram pesadas em balança analítica, para obtenção do peso seco. Para o cálculo do índice de esclerofilia (IE g cm-2), o peso seco (PS g) foi dividido por duas vezes o valor da área foliar área foliar (AF cm2), de acordo com Rizzini (1976):

IE g cm-2 = PS g __ 2 x AF cm2

Para as análises microscópicas foram empregadas seis amostras de folhas férteis e seis amostras de folhas estéreis por forófito. De cada folha foi selecionada uma região de 25 mm2, localizada na porção mediana da folha, a qual foi fixada em FAA 70 (formol, ácido acético e etanol 70% na proporção 9: 0,5: 0,5) por 48 horas (JOHANSEN, 1940) e armazenada em etanol 70% (BERLYN e MIKSCHE, 1976) até o processamento final.

As lâminas permanentes das secções transversais foram obtidas após a inclusão das amostras em metacrilato (historesina) de acordo com o procedimento descrito por Feder e O’brien (1968), seguindo as especificações do fabricante (Leica). As amostras foram desidratadas em série etanólica (75%, 95% e absoluto), pré-infiltradas em solução 1:1 de

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resina líquida e etanol absoluto, e infiltradas com solução de resina e catalizador (meio A), sendo que essas duas últimas etapas foram realizadas sob vácuo por 24 horas.

Durante a inclusão, as amostras foram orientadas no sentido transversal em solução 1:3 de hardner e meio A em cápsulas de gelatina até sua completa polimerização. O seccionamento das amostras foi realizado com 7µm de espessura em micrótomo de rotação (Leica RM 2125 RT) com navalhas descartáveis (Leica 818). As secções foram coradas com azul de toluidina 0,05% (SAKAI, 1973) e montadas em resina sintética (Entellan®).

As lâminas semipermanentes das secções paradérmicas foram obtidas após a dissociação das epidermes de outras seis folhas férteis e seis estéreis obtidas de cada forófito. Foi selecionada uma região 25 mm2 localizada na porção mediana de cada folha, a qual foi fixada em FAA 70 por 48 horas. As amostras foram colocadas em solução 1:1 de ácido acético glacial e peróxido de hidrogênio 30 volumes (FRANKLIN, 1946), coradas com azul de toluidina 0,05% (SAKAI, 1973), montadas em glicerina 50% e lutadas com esmalte incolor (PURVIS, COLLIER e WALLS, 1964). Foram montadas lâminas com amostras das duas faces da epiderme de cada amostra para caracterizar as folhas quanto à ocorrência dos estômatos.

2.6 DESCRIÇÃO ANATÔMICA QUALITATIVA

As secções foram descritas conforme a terminologia recomendada por Van Cotthem (1970), Ogura (1972), White (1974), Sen e Hennipman (1981) e Hernández, Terrazas e Angeles (2006). Para tanto, as lâminas permanentes e semipermanentes foram observadas em fotomicroscópio (Olympus CX 41), através de câmera DC 3000 (MicrometricsTM) acoplada ao computador com software para captura e digitalização de imagens Micrometrics SE Premium® (versão 2.9). Assim, procedeu-se a captura das imagens, bem como a obtenção das escalas.

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2.7 ANÁLISES MORFOMÉTRICAS

Após a digitalização das imagens, as ferramentas de mensuração e contagem do software Micrometrics SE Premium® (versão 2.9) foram utilizadas para a obtenção dos valores relacionados a: espessuras (foliar, epidermes, tecido hipodérmico, nervura principal e da camada esclerificada), áreas (foliar, do feixe vascular e do estômato), densidade estomática (Figuras 2A - 2C) e contagem dos pares de soros.

Para a obtenção da espessura do tecido hipodérmico, foi feita a média entre as espessuras das hipodermes abaxial e adaxial de cada folha (Figura 2A). Quanto à análise da densidade estomática foram definidas regiões aleatórias de 1 mm2, através do próprio software, para cada secção paradérmica observada (Figura 2B). Nas secções paradérmicas, também foram mensurados a área estomática (Figura 2C).

O número de estômatos por quadrante foi obtido considerando as margens superior e direita como margens de exclusão e as margens inferior e esquerda como margens de inclusão (Figura 2B). Foi analisado um quadrante por secção de cada folha, sendo seis folhas para cada um dos seis indivíduos por local. Para posterior cálculo das médias e desvios-padrão das medidas foram considerados os valores de n descritos na Tabela 2.

Figura 2. Diagramas dos tecidos mensurados.

2A. Mensurações realizadas nas secções transversais (EAD: espessura da epiderme na face adaxial; EAB: espessura da epiderme na face abaxial; HAD: espessura da hipoderme adaxial. HAB: espessura da hipoderme abaxial; LF: espessura da lâmina foliar; NE: espessura da nervura central; ACV: área do feixe vascular; CE: espessura da camada esclerificada). 2B. Contagem realizada nas secções paradérmicas (ES: estômato). 2C. Mensurações realizadas nos estômatos em secção paradérmica (ES: estômato; AES: área do estômato).

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Tabela 2. Número de medições (n) para cada variável analisada nas folhas férteis e estéreis de Microgramma squamulosa obtidas sobre forófitos isolados em ambiente rural e

urbano, e sobre forófitos no interior florestal. Variáveis analisadas n/ local Epidermena face adaxial 36

Tecido hipodérmico 72 Epiderme na face abaxial 36 Camada esclerificada 36 Lâmina foliar 36 E sp es su ra s (µ m ) Nervura central 36 Feixe vascular (x 102 µm2) 36 Estômato (x 102 µm2) 36 Á re a Foliar (cm2) 120

Densidade estomática (estômatos mm-2) 36 Índice de esclerofilia (g cm-2) 120

Pares de soros 120

2.8 ANÁLISE ESTATÍSTICA

Para as análises estatísticas dos dados quantitativos utilizou-se o programa estatístico SPSS versão 17.0. A normalidade e a homogeneidade dos dados foram verificadas por meio dos testes Shapiro-Wilk e Levene, respectivamente. Como as hipóteses de normalidade e homogeneidade não foram satisfeitas, as médias das amostras foram analisadas pelo teste não-paramétrico Mann-Whitney a 5% de probabilidade. Para cada tipo foliar foram testadas duas hipóteses: a primeira de que as médias dos parâmetros avaliados nas folhas obtidas sobre forófitos isolados em ambiente urbano e rural (urbano x rural) são diferentes; e a segunda de que as médias dos parâmetros avaliados nas folhas provenientes de forófitos isolados no ambiente rural e nas folhas coletadas sobre forófitos do interior florestal (isolados x interior florestal) diferem entre si.

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3 RESULTADOS

Em vista frontal, as folhas férteis e estéreis de Microgramma squamulosa coletadas nos três ambientes apresentam estômatos somente na face abaxial, o que caracteriza a folha como hipoestomática. As células epidérmicas possuem paredes sinuosas tanto na face adaxial (Figura 3A) como na abaxial (Figura 3B). Os complexos estomáticos observados são do tipo anomocíticos (Figura 3B e 3C).

Em secção transversal, a folha apresenta mesofilo homogêneo e feixe vascular envolvido por uma camada esclerificada, tanto nas folhas férteis (Figuras 3D, 3E e 3F) como nas folhas estéreis (Figuras 3G, 3H e 3I). É comum a ocorrência de células com formato diferenciado entre as células globulares do parênquima das folhas férteis e estéreis provenientes do ambiente urbano (Figuras 3D e 3G, 4A e 4D).

A epiderme em secção transversal apresenta um único estrato de células. Internamente à face adaxial da epiderme, observa-se 1 - 2 camadas de células hipodérmicas, seguidas por parênquima clorofiliano homogêneo. Abaixo das células parenquimáticas, encontram-se novamente 1 - 2 estratos de hipoderme. A ocorrência de mais de uma camada de hipoderme adaxial foi observada em folhas coletadas em forófitos isolados no ambiente rural. A hipoderme abaxial mostrou-se incipiente ou ausente em algumas amostras obtidas no ambiente rural (Figura 4A - 4F). Na região do mesofilo também é possível observar pequenos feixes vasculares (Figura 4A - 4E).

Espaços intercelulares ocorrem no mesofilo das folhas em todas as situações analisadas, sendo que para as folhas férteis obtidas em ambiente urbano, qualitativamente, esses espaços são mais escassos. A epiderme na face abaxial possui um único estrato de células (Figura 4A - 4F). Em secção transversal percebe-se que os estômatos se encontram no mesmo nível ou pouco mais elevados em relação às demais células epidérmicas (Figura 4A e 4B).

A nervura central possui células parenquimáticas e feixe vascular envolvido pela endoderme. O feixe vascular é anficrival e do tipo V, conforme determina Ogura (1972). O floema envolve o xilema e o periciclo se faz presente nessa região. Observa-se uma camada

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esclerificada cujas células apresentam conteúdo acastanhado. Essa camada se encontra externamente à endoderme e envolve todo o feixe vascular (Figura 4G e 4H).

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Figura 3. Secções das folhas de Microgramma squamulosa (Kaulf.) de La Sota

3A - 3C: secções paradérmicas. 3A. Epiderme na face adaxial. 3B. Epiderme na face abaxial. 3C. Complexo estomático anomocítico. 3D - 3I: secções transversais. 3D. Folha fértil obtida em ambiente urbano, células com formato diferenciado (cabeça de seta). 3E. Folha fértil obtida em ambiente rural sobre forófitos isolados. 3F. Folha fértil obtida em ambiente rural sobre forófitos no interior florestal. 3G. Folha estéril obtida em ambiente urbano, células com formato diferenciado (cabeça de seta). 3H. Folha estéril obtida em ambiente rural sobre forófitos isolados. 3I. Folha estéril obtida em ambiente rural sobre forófitos no interior florestal. Barra de aumentos: 3A - 3C = 20µm; 3D - 3I = 100µm. Todas as secções coradas com azul de toluidina 0,05% (SAKAI, 1973). 3C 3E 3B 3D 3G 3F 3A 3H 3I

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Figura 4. Secções transversais das folhas de Microgramma squamulosa (Kaulf.) de La Sota. 4A - 4F: espaços intercelulares (*), feixes vasculares (FV). 4A. Mesofilo da folha fértil obtida em ambiente urbano, estômato em secção transversal (seta), célula com formato diferenciado (cabeça de seta). 4B. Mesofilo da folha fértil obtida em ambiente rural sobre forófitos isolados. 4C. Mesofilo da folha fértil obtida em ambiente rural sobre forófitos no interior florestal. 4D. Mesofilo da folha estéril obtida em ambiente urbano, célula com formato diferenciado (cabeça de seta). 4E. Mesofilo da folha estéril obtida em ambiente rural sobre forófitos isolados, estômato em secção transversal (seta). 4F. Mesofilo da folha estéril obtida em ambiente rural sobre forófitos no interior florestal. 4G: Feixe vascular. 4H: Detalhe da camada esclerificada (CE), endoderme (EN) e periciclo (PE). Barra de aumentos: 4A - 4F = 50µm; 4G = 20 µm; 4H = 10 µm. Todas as secções coradas com azul de toluidina 0,05% (SAKAI, 1973).

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3.2 ANÁLISE MORFOMÉTRICA COMPARATIVA ENTRE FOLHAS OBTIDAS SOBRE FORÓFITOS ISOLADOS E NO INTERIOR FLORESTAL EM AMBIENTE RURAL

As folhas férteis e estéreis de Microgramma squamulosa coletadas em ambiente rural sobre forófitos isolados e no interior florestal apresentaram índice de esclerofilia menor que 0,6 g cm-2, o que classifica essas folhas como esclerófilas, segundo Rizzini (1976), porém o grau de esclerofilia variou entre as condições ambientais analisadas.

As folhas férteis coletadas em ambiente rural sobre forófitos isolados e forótitos no interior florestal demonstraram as médias das espessuras da epiderme na face adaxial, tecido hipodérmico, epiderme na face abaxial, camada esclerificada, espessura foliar e densidade estomática semelhantes estatisticamente. Sobre forófitos isolados, a espessura média da nervura central das folhas férteis (534,75 ± 119,23 µm) foi maior quando comparada à das folhas obtidas no interior florestal (406,70 ± 109,27 µm) (Tabela 3).

A área do feixe vascular variou de 54,71 x 102 µm2 a 324,24 x 102 µm2 nas folhas férteis de forófitos isolados, ao passo que nas folhas provenientes do interior florestal o valor para área do feixe vascular foi de 33,80 x 102 µm2 a 355,40 x 102 µm2. Em média, esse parâmetro foi significativamente maior nas folhas obtidas sobre forófitos isolados (Tabela 3).

Sobre forófitos isolados, as folhas férteis possuíram a maior média para área foliar (10,05 ± 3,96 cm2), quando comparada à média da área foliar das folhas obtidas no interior florestal (5,67 ± 3,44 cm2). No interior florestal, a área foliar variou de 1,40 cm2 a 15,51 cm2, e sobre forófitos isolados as folhas apresentaram áreas entre 2,88 cm2 e 22,24 cm2. Em média, a quantidade de pares de soros também foi estatisticamente maior nas folhas obtidas sobre forófitos isolados, onde foram registrados até 33 pares de soros, valor que é superior aos 26 pares de soros observados nas folhas do interior florestal (Tabela 3).

Sobre forófitos isolados, nas folhas férteis as áreas dos estômatos variaram de 3,39 x 102 µm2 a 60,38 x 102 µm2. No interior florestal, os estômatos apresentaram áreas entre 2,72 x 102 µm2 e 17,11 x 102 µm2. A maior média para área do estômato foi registrada nas folhas férteis coletadas em árvores isoladas (Tabela 3).

A média do índice de esclerofilia das folhas férteis obtidas sobre forófitos isolados (0,10 ± 0,26 g cm-2) foi estatisticamente maior que as folhas do interior florestal (0,003 ± 0,001 g cm-2). O índice de esclerofilia das folhas obtidas sobre forófitos isolados chegou a 1,24 g cm-2e das folhas coletadas no interior florestal foi no máximo de 0,02 g cm-2.

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A comparação entre as folhas estéreis de Microgramma squamulosa coletadas em ambiente rural sobre forófitos isolados e sobre forófitos no interior florestal indicou que apenas as médias das espessuras da epiderme na face adaxial, tecido hipodérmico e camada esclerificada são semelhantes estatisticamente (Tabela 4).

A lâmina foliar é, em média, estatisticamente mais espessa nas folhas coletadas sobre forófitos isolados, onde registraram-se valores entre 199,82 µm e 369,01 µm para esse parâmetro. No interior florestal, as lâminas foliares apresentaram espessuras entre 142,34 µm e 467,87 µm. A média da espessura da epiderme na face abaxial das folhas do interior florestal (19,66 ± 5,21 µm) foi significativamente maior que a das folhas obtidas sobre forófitos isolados (16,82 ± 3,83 µm) (Tabela 4).

Em média, a espessura da nervura central foi maior nas folhas obtidas sobre forófitos isolados, onde foram registrados valores entre 261,73 µm e 726,52 µm para esse parâmetro. No interior florestal, o maior valor para a espessura da nervura central foi de 695,74 µm (Tabela 4).

As folhas estéreis apresentaram a área do feixe vascular com até 1653,24 x 102 µm2, quando coletadas sobre forófitos isolados. Nessa condição, a área média do feixe vascular (227,89 ± 310,85 x 102 µm2) também foi maior quando comparada à média do feixe vascular das folhas do interior florestal (90,91 ± 126,31 x 102 µm2) (Tabela 4).

A média da área do estômato foi significativamente maior nas folhas obtidas sobre forófitos isolados (25,62 ± 16,87 x 102 µm2) quando comparada à média das folhas provenientes do interior florestal (13,08 ± 4,35 x 102 µm2). As folhas obtidas sobre forófitos isolados apresentaram estômatos com até 60,30 x 102 µm2 de área (Tabela 4).

Sobre forófitos isolados, observou-se que a média da área das folhas estéreis de Microgramma squamulosa (14,80 ± 6,21 cm2) é significativamente maior em relação à média das folhas do interior florestal (7,63 ± 4,91 cm2). No interior florestal, as folhas apresentaram áreas entre 2,61 cm2 e 25,20 cm2 e sobre forófitos isolados, a área foliar variou de 5,88 cm2 e 32,40 cm2 (Tabela 4).

A densidade estomática apresentou o maior valor médio nas folhas férteis obtidas sobre forófitos isolados, onde foram registrados até 39 estômatos mm-2. Nessa condição, também observou-se, em média, o maior índice de esclerofilia das folhas estéreis, o qual chegou a 2,01 g cm-2 (Tabela 4).

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Tabela 3. Valores mínimos, médios e máximos dos dados morfométricos das folhas férteis de Microgramma squamulosa obtidas sobre forófitos isolados e forófitos no interior florestal em ambiente rural.

Ambiente

Rural1 Rural2

Folhas férteis n

Mínimo Média Máximo Mínimo Média Máximo

U P

Epiderme na face adaxial 36 7,00 16,98 ± 5,51 28,65 7,00 19,31 ± 7,01 39,62 529,0 0,18 Tecido hipodérmico 72 0,00 26,98 ± 22,10 85,93 0,00 34,21 ± 36,12 92,89 2405,5 0,53 Epiderme na face abaxial 36 5,00 19,65 ± 18,88 126,12 9,22 19,24 ± 4,87 32,25 496,5 0,09 Camada esclerificada 36 14,00 38,18 ± 16,85 90,03 14,00 34,83 ± 8,73 55,23 638,5 0,91 Lâmina foliar 36 157,80 250,41 ± 47,62 336,64 157,80 243,24 ± 57,40 428,17 568,0 0,37 E sp es su ra s (µ m ) Nervura central 36 269,85 534,75 ± 119,23 799,16 269,58 406,70 ± 109,27 613,92 272,0 < 0,001 Feixe vascular (x 102 µm2) 36 54,71 144,22 ± 631,71 324,24 33,80 82,73 ± 82,61 355,40 284,0 < 0,001 Estômato (x 102 µm2) 36 3,39 25,01 ± 17,56 60,38 2,72 9,45 ± 4,11 17,11 332,0 < 0,001 Á re a Foliar (cm2) 120 2,88 10,05 ± 3,96 22,24 1,40 5,67 ± 3,44 15,51 2743,0 < 0,001 Densidade estomática (estômatos/mm2) 36 12 21,97 ± 3,48 28 19 21,11 ± 3,85 28 552,5 0,28

Índice de esclerofilia (g cm-2) 120 0,002 0,10 ± 0,26 1,24 0,001 0,003 ± 0,001 0,02 2912,0 < 0,001 Pares de soros 120 9 21,42 ± 4,54 33 10 17,48 ± 3,84 26 3623,5 < 0,001

n: número de medições por local U: teste de Mann-Whitney P: significância em nível de 5%

1

Folhas provenientes de indivíduos sob forófitos isolados em ambiente rural

2

(35)

Tabela 4. Valores mínimos, médios e máximos dos dados morfométricos das folhas estéreis de Microgramma squamulosa obtidas sobre forófitos isolados e forófitos no interior florestal em ambiente rural.

Ambiente

Rural1 Rural2

Folhas estéreis n

U P

Epiderme na face adaxial 36 7,62 18,39 ± 5,15 30,81 7,00 16,95 ± 4,86 29,21 511,0 0,12 Tecido hipodérmico 72 0,00 27,60 ± 19,90 77,65 0,00 25,61 ± 27,27 65,73 2370,5 0,45 Epiderme na face abaxial 36 9,00 16,82 ± 3,83 28,00 9,22 19,66 ± 5,21 32,76 402,0 0,01 Camada esclerificada 36 21,83 38,75 ± 9,61 60,67 18,11 36,20 ± 9,15 60,00 509,0 0,12 Lâmina foliar 36 199,82 271,42 ± 41,96 369,01 142,34 217,44 ± 56,25 467,87 204,0 < 0,001 E sp es su ra s (µ m ) Nervura central 36 261,73 514,57 ± 104,05 726,52 252,56 405, 61 ± 110,42 695,74 292,0 < 0,001 Feixe vascular (x 102 µm2) 36 51,68 227,89 ± 310,85 1653,24 24,01 90,91 ± 126,31 709,13 335,0 < 0,001 Estômato (x 102 µm2) 36 4,26 25,62 ± 16,87 60,30 3,66 13,08 ± 4,35 21,59 426,0 0,01 Á re a Foliar (cm2) 120 5,88 14,80 ± 6,21 32,40 2,61 7,63 ± 4,91 25,20 2031,5 < 0,001 Densidade estomática (estômatos mm-2) 36 12 27,75 ± 6,68 39 11 20,56 ± 3,24 26 233,50 < 0,001 Índice de esclerofilia (g cm-2) 120 0,002 0,13 ± 0,34 2,01 0,001 0,003 ± 0,002 0,02 2924,5 < 0,001

1

Folhas provenientes de indivíduos sob forófitos isolados em ambiente rural

2

(36)

3.3 ANÁLISE MORFOMÉTRICA COMPARATIVA ENTRE FOLHAS OBTIDAS SOBRE FORÓFITOS ISOLADOS EM AMBIENTE URBANO E RURAL

Quanto ao índice de esclerofilia, as folhas férteis e estéreis de Microgramma squamulosa coletadas sobre forófitos isolados em ambiente rural e urbano são classificadas como esclerófilas. Conforme define Rizzini (1976), as folhas cujo índice de esclerofilia é menor que 0,6 g cm-2 são assim denominadas. No entanto, o grau de esclerofilia variou entre os ambientes.

As folhas férteis obtidas sobre forófitos isolados em ambiente urbano e rural revelaram valores médios estatisticamente semelhantes para as espessuras da epiderme nas faces adaxial e adaxial, camada esclerificada, lâmina foliar, além da área do estômato e índice de esclerofilia. A média da espessura do tecido hipodérmico das folhas férteis do ambiente urbano (33,00 ± 11,74 µm) foi significativamente maior que as folhas obtidas em ambiente rural (26,98 ± 22,10 µm), mesmo que nesse último ambiente tenha sido registrado o valor máximo para espessura desse tecido (85,93 µm) (Tabela 5).

A densidade estomática das folhas férteis foi estatisticamente maior nas folhas obtidas em ambiente urbano (25,67 ± 5,68 estômatos mm-2), quando comparada à média das folhas do ambiente rural (21,97 ± 3,48 estômatos mm-2). No ambiente urbano, foram registrados até 37 estômatos mm-2 e no ambiente rural, o valor máximo para a densidade estomática foi 28 estômatos mm-2 (Tabela 5).

No ambiente rural, as folhas férteis apresentaram, em média, maior espessura da nervura central. Nesse ambiente, a espessura da nervura variou de 269,85 µm a 799,16 µm, ao passo que no ambiente urbano a espessura variou de 315, 25 µm a 632,41 µm. A média da área do feixe vascular também foi maior no ambiente rural (144,22 ± 631,71 µm), onde foram registrados valores entre 54,71 µm e 324,24 µm. No ambiente urbano, esses valores ficaram entre 18,40 µm a 1009,99 µm.

As folhas férteis do ambiente urbano apresentaram áreas foliares entre 3,08 cm2 e 16,64 cm2, sendo, em média, estatisticamente menores que as folhas obtidas em ambiente rural, onde as folhas férteis possuíam áreas foliares entre 2,88 cm2 e 22,24 cm2. Além disso, no ambiente rural, a média de pares de soros (21,42 ± 4,54) foi estatisticamente maior que as folhas do ambiente urbano (19,56 ± 3,32). No ambiente rural, as folhas férteis apresentaram até 33 pares de soros (Tabela 5).

(37)

As folhas estéreis obtidas sobre forófitos isolados em ambiente urbano e rural apresentaram valores semelhantes estatisticamente para as médias das espessuras do tecido hipodérmico, epiderme na face abaxial, camada esclerificada, densidade estomática e índice de esclerofilia (Tabela 6).

A espessura da epiderme na face adaxial das folhas do ambiente urbano variou de 8,98 µm a 23,09 µm e no ambiente rural entre 7,62 µm e 30,81 µm. A média da espessura da epiderme na face adaxial das folhas estéreis obtidas no ambiente rural (18,39 ± 5,15 µm) foi estatisticamente maior que no ambiente urbano (12,93 ± 3,60 µm) (Tabela 6).

A lâmina foliar apresentou, em média, maior espessura no ambiente rural (271,24 ± 41,96) quando comparada às folhas do ambiente urbano (233,63 ± 56,91 µm). No ambiente rural, a espessura da lâmina foliar variou de 199,82 µm a 369,01 µm e no ambiente urbano esse parâmetro variou entre 112,97 µm e 341,24 µm (Tabela 6).

Em média, as folhas estéreis também foram maiores quanto à área foliar no ambiente rural (14,80 ± 6,21 cm2), quando comparada às folhas do ambiente urbano (10,10 ± 3,84 cm2). No ambiente rural foram registradas folhas com áreas entre 5,88 cm2 e 32,40 cm2 e no ambiente urbano, as folhas estéreis apresentaram áreas foliares entre 1,69 e 34,08 cm2.

No ambiente rural, a média da área do feixe vascular (227,89 ± 310,85 x 102 µm2) foi estatisticamente maior que no ambiente urbano (84,86 ± 36,17 x 102 µm2). A nervura central também foi, em média, mais espessa no ambiente rural, onde foram obtidos valores de até 1653,24 µm (Tabela 6).

No ambiente rural, as folhas estéreis apresentaram estômatos com áreas que variam de 4,26 x 102 µm2 a 60,30 x 102 µm2. Nesse ambiente, a média da área do estômato (25,62 ± 16,87 x 102 µm2) foi significativamente maior que no ambiente urbano (8,55 ± 2,12 x 102 µm2), onde o tamanho dos estômatos variou entre 4,69 x 102 µm2 e 14,30 x 102 µm2 (Tabela 6).

(38)

Tabela 5. Valores mínimos, médios e máximos dos dados morfométricos das folhas férteis de Microgramma squamulosa obtidas sobre forófitos isolados em ambiente rural e urbano.

Ambiente

Urbano1 Rural

2

U P

Folhas férteis n

Epiderme na face adaxial 36 7,28 14,45 ± 4,49 25,08 7,00 16,98 ± 5,51 28,65 483,5 0,06 Tecido hipodérmico 72 16,30 33,00 ± 11,74 62,44 0,00 26,98 ± 22,10 85,93 1963,0 0,02 Epiderme na face abaxial 36 9,10 18,25 ± 5,33 33,42 5,00 19,65 ± 18,88 126,12 583,0 0,46 Camada esclerificada 36 18,44 42,47 ± 14,99 72,45 14,00 38,18 ± 16,85 90,03 525,5 0,17 Lâmina foliar 36 142,76 252,06 ± 44,75 322,39 157,80 250,41 ± 47,62 336,64 639,0 0,92 E sp es su ra s (µ m ) Nervura central 36 315,25 475,64 ± 71,03 632,41 269,85 534,75 ± 119,23 799,16 412,0 0,01 Feixe vascular (x 102 µm2) 36 18,40 110,70 ± 156,96 1009,99 54,71 144,22 ± 631,71 324,24 288,0 < 0,001 Estômato (x 102 µm2) 36 3,67 23,89 ± 16,89 64,21 2,72 25,01 ± 17,56 60,38 631,0 0,85 Á re a Foliar (cm2) 120 3,08 8,18 ± 2,60 16,64 2,88 10,05 ± 3,96 22,24 5309,5 < 0,001 Densidade estomática (estômatos mm-2) 36 17 25,67 ± 5,68 37 12 21,97 ± 3,48 28 433,5 0,01

Índice de esclerofilia (g cm-2) 120 0,001 0,01 ± 0,01 0,05 0,002 0,10 ± 0,26 1,24 6910,0 0,59 Pares de soros 120 11 19,56 ± 3,32 26 9 21,42 ± 4,54 33 5453,5 <0,001

1

Folhas provenientes de indivíduos sob forófitos isolados em ambiente urbano

2

(39)

Tabela 6. Valores mínimos, médios e máximos dos dados morfométricos das folhas estéreis de Microgramma squamulosa obtidas sobre forófitos isolados em ambiente rural e urbano.

Ambiente

Urbano1 Rural2

Folhas estéreis n

U P

Epiderme na face adaxial 36 8,98 12,93 ± 3,60 23,09 7,62 18,39 ± 5,15 30,81 253,0 < 0,001 Tecido hipodérmico 72 13,34 29,33 ± 9,87 54,40 0,00 27,60 ± 19,90 77,65 2453,5 0,68 Epiderme na face abaxial 36 2,00 15,09 ± 4,87 25,81 9,00 16,82 ± 3,83 28,00 536,0 0,21 Camada esclerificada 36 16,00 37,38 ± 16,12 81,30 21,83 38,75 ± 9,61 60,67 511,5 0,12 Lâmina foliar 36 112,97 233,63 ± 56,91 341,24 199,82 271,42 ± 41,96 369,01 329,0 < 0,001 E sp es su ra s (µ m ) Nervura central 36 214,70 425,94 ± 89,12 612,28 261,73 514,57 ± 104,05 726,52 338,0 < 0,001 Feixe vascular (x 102 µm2) 36 6,31 84,86 ± 36,17 168,99 51,68 227,89 ± 310,85 1653,24 332,0 < 0,001 Estômato (x 102 µm2) 36 4,69 8,55 ± 2,12 14,30 4,26 25,62 ± 16,87 60,30 207,0 < 0,001 Á re a Foliar (cm2) 120 1,69 10,10 ± 3,84 34,08 5,88 14,80 ± 6,21 32,40 3797,0 < 0,001 Densidade estomática (estômatos mm-2) 36 17 25,97 ±5,24 37 12 27,75 ± 6,68 39 537,5 0,22

Índice de esclerofilia (g cm-2) 120 0,001 0,004 ± 0,002 0,02 0,002 0,13 ± 0,34 2,01 6682,0 0,35

1

Folhas provenientes de indivíduos sob forófitos isolados em ambiente urbano

2

(40)

4 DISCUSSÃO

Os dados qualitativos obtidos das folhas de Microgramma squamulosa estão de acordo com os descritos por Jaime, Barboza e Vattuone (2007). A ocorrência de uma camada esclerificada envolvendo as células do feixe vascular também foi observada no rizoma de Microgramma squamulosa (SUFFREDINI, BACCHI e KRAUS, 2008). Além disso, a espécie possui compostos fenólicos (JAIME, BARBOZA e VATTUONE, 2007), os quais são responsáveis pela coloração acastanhada dos tecidos de sustentação e das células parenquimáticas que se encontram próximas ao feixe vascular (OGURA, 1972), como foi observado no presente estudo.

A ocorrência de tecido hipodérmico é característica em folhas xeromórficas e esse tecido é responsável pelo armazenamento de água e também participa da sustentação do órgão vegetal (KRAUS, 1949; ESAU, 1965). As características xeromórficas observadas em plantas epifíticas, como Microgramma squamulosa, constituem uma adaptação ao ambiente árido onde o suprimento hídrico é em pulsos (BENZING, 1989).

Sendo assim, os epífitos tendem a apresentar reservas de água, o que é observado na espécie em estudo. Além da hipoderme, as espécies do gênero Microgramma apresentam reservas de amido que facilitam a sobrevivência do vegetal no ambiente epifítico (DUBUISSON, SCHNEIDER e HENNEQUIN, 2009).

No que se refere ao índice de esclerofilia, as folhas férteis e estéreis de Microgramma squamulosa obtidas nas três situações ambientais são classificadas como esclerófilas. Conforme Edwards, Read e Sanson (2000), plantas esclerófilas têm um déficit hídrico e também são mais resistentes à herbivoria. Folhas esclerófilas estão adaptadas a ambientes com fornecimento de água em pulsos, uma vez que são capazes de reduzir a perda excessiva de água (SOBRADO e MEDINA, 1980).

O grupo das samambaias inclui indivíduos adaptados à escassez de água. Normalmente, essas adaptações envolvem a presença de estruturas que reduzem a perda de água, bem como por meio de alterações fisiológicas (JONES, 1987). Nesse sentido, além das questões anatômicas observadas no presente estudo, a via fotossintética adotada por essas plantas, em especial pelos epífitos, também compreende uma adaptação ao ambiente epifítico.

(41)

A fotossíntese é realizada pela maioria dos epífitos pela via CAM (Crassulacean Acid Metabolism), que otimiza a absorção de dióxido de carbono ao mesmo tempo que minimiza a perda de água por evaporação (LÜTTGE, 2004).

Folhas hipoestomáticas, como Microgramma squamulosa, perdem menos água do que as plantas que possuem estômatos na face adaxial. A face adaxial da epiderme fica exposta diretamente ao sol, o que eleva significativamente a temperatura desse lado da folha e aumenta o nível de transpiração (DICKISON, 2000). A distribuição dos estômatos relaciona-se com a espessura foliar, relaciona-sendo que as folhas menos espessas tendem a relaciona-ser hipoestomáticas, por possuírem menos resistência intercelular que as folhas mais espessas (PARKHURST, 1978).