Thermal tolerance in neotropical savanna tree species: exploring the temperature dependencies of photosynthesis in a diverse biome (2024)
- Authors:
- Autor USP: OLIVEIRA, TONY CÉSAR DE SOUSA - FFCLRP
- Unidade: FFCLRP
- Sigla do Departamento: 592
- DOI: 10.11606/T.59.2024.tde-05042024-085053
- Subjects: ACLIMATAÇÃO; CERRADO; MUDANÇA CLIMÁTICA; FOTOSSÍNTESE
- Keywords: Acclimation; Climate change; Photosynthesis; Temperatura; Temperature; Thermal tolerance; Tolerância térmica
- Agências de fomento:
- Language: Inglês
- Abstract: As mudanças climáticas globais têm inegavelmente afetado a vegetação tropical. Evidências apontam para o aumento da aridez e da temperatura no Cerrado brasileiro, reconhecido como a maior e mais diversificada savana do planeta, o que pode levar as espécies nessa região a se aproximarem de seus limites térmicos. Portanto, faz-se necessário entender a tolerância térmica das espécies vegetais nessa região para uma compreensão mais profunda da vulnerabilidade do Cerrado frente ao aquecimento global. Nesse contexto, o objetivo dessa tese foi analisar a resposta do aparato fotossintético e dos mecanismos de aclimatação e regulação da fotossíntese em espécies arbóreas do Cerrado. Primeiramente, para superar limitações metodológicas, foi desenvolvida uma abordagem rápida e eficaz para estimar a dependência da temperatura na capacidade máxima de carboxilação (Vcmax) foliar in situ. No segundo capítulo, propôs-se a adoção de um fator de escala dependente da temperatura para o método "One-point" (OPM-ρ). Essa abordagem foi testada em 31 espécies provenientes tanto das savanas brasileiras quanto da floresta amazônica. Os resultados indicaram uma redução na superestimação da taxa aparente de Vcmax (V'cmax-ρ) em temperaturas foliares superiores a 35°C previamente observado no modelo original do OPM. Adicionalmente, no terceiro capitulo foi testado e validado o uso do V'cmax-ρ como alternativa ao Vcmax proveniente das tradicionais curvas A-Ci (fotossíntese líquida, A, vs concentração intercelular de CO2, Ci). Como resultado, foi demonstrado que o uso do V'cmax-ρ em diferentes temperaturas (pelo menos em 5 pontos) forneceu precisos valores de parâmetros chaves de dependência de temperatura na fotossíntese: V'cmax-ρ a 25°C (V'cmax-ρ_25), energia de ativação (Ea-ρ), termo de entropia (ΔS-ρ), energia de desativação (Hd-ρ) e temperatura ótima paraV'cmax-ρ (ToptV-ρ). No quarto capítulo, foi avaliado os componentes da aclimatação da dependência da temperatura da fotossíntese de espécies do Cerrado em duas regiões contrastantes. Este estudo englobou espécies em duas regiões opostas do Cerrado, mais especificamente nos supercentros nordeste e sudeste, com condições climáticas contrastantes. O estudo considerou tanto espécies de distribuição ampla (que co-ocorrem em ambas as regiões) quanto aquelas restritas a cada uma delas. Foi analisada a diferença nos valores de ToptV-ρ entre regiões, e entre distribuição geográfica das espécies (ampla e restritas). Além disso, testou-se a influência das concentrações foliares de nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K) e magnésio (Mg) na regulação do ToptV-ρ. Observou-se que os valores de ToptV-ρ não divergiram entre regiões ou distribuição geográfica das espécies. No entanto, foram identificadas relações específicas entre os valores de ToptV-ρ e as concentrações foliares de P e K. Por fim, no capítulo cinco, foi investigado o papel da tolerância térmica do fotossistema II (PSII) na determinação do limite superior de temperatura da assimilação de carbono (Asat) para as espécies estudadas. Para as espécies estudadas, foram avaliadas a temperatura na qual ocorre um declínio inicial (15%) e 50% da eficiência máxima adaptada à luz do PSII (Fv'/Fm') (Tcrit e T50, respectivamente), a temperatura ótima para a taxa de transporte de elétrons (ETR) e Asat (Topt_ETR e ToptA, respectivamente), e a margem de segurança térmica do PSII (SM) (a faixa de temperatura entre Tcrit e Topt-ETR). Similarmente aos valores de ToptV-ρ, foi notada uma consistente tolerância térmica do PSII em todas as espécies estudadas, independentemente de suas distribuições geográficas. No entanto, identificou-se uma relação positiva entre os valores de ToptA com TcritT50 e Topt_ETR. Adicionalmente, constatou-se que os valores de Tcrit consistentemente ficaram de 2 a 5°C abaixo de Topt_ETR. Essas descobertas sugerem que as estratégias ecológicas podem influenciar de maneira multifacetada o desempenho das espécies do Cerrado, cujas sensibilidades variam entre diferentes biomas. Ressalta-se ainda que o OPM-ρ representa um avanço significativo no campo, fornecendo medições rápidas da fotossíntese e informações valiosas sobre a energia de desativação da Rubisco. Essas informações têm potencial para aprimorar a precisão das estimativas de ToptV-ρ, crucial para os modelos de vegetação global
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- Publisher place: Ribeirão Preto
- Date published: 2024
- Data da defesa: 08.03.2024
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- Licença: cc-by-nc-sa
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ABNT
OLIVEIRA, Tony César de Sousa. Thermal tolerance in neotropical savanna tree species: exploring the temperature dependencies of photosynthesis in a diverse biome. 2024. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2024. Disponível em: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59139/tde-05042024-085053/. Acesso em: 18 set. 2024. -
APA
Oliveira, T. C. de S. (2024). Thermal tolerance in neotropical savanna tree species: exploring the temperature dependencies of photosynthesis in a diverse biome (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto. Recuperado de https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59139/tde-05042024-085053/ -
NLM
Oliveira TC de S. Thermal tolerance in neotropical savanna tree species: exploring the temperature dependencies of photosynthesis in a diverse biome [Internet]. 2024 ;[citado 2024 set. 18 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59139/tde-05042024-085053/ -
Vancouver
Oliveira TC de S. Thermal tolerance in neotropical savanna tree species: exploring the temperature dependencies of photosynthesis in a diverse biome [Internet]. 2024 ;[citado 2024 set. 18 ] Available from: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/59/59139/tde-05042024-085053/
Informações sobre o DOI: 10.11606/T.59.2024.tde-05042024-085053 (Fonte: oaDOI API)
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