A Serra do Mar, área inserida na Mata Atlântica, que se estende por uma faixa litorânea das regiões Sul e Sudeste do Brasil, constitui um dos centros de diversidade e endemismo para licófitas e samambaias. O conhecimento dos aspectos relacionados à taxonomia, ecologia e ecofisiologia destes dois grupos pode vir a contribuir para a preservação destas plantas e do conjunto de seres vivos que constituem o bioma Mata Atlântica, já bastante devastado. Estes fatores motivaram as pesquisas desenvolvidas pela bióloga Giseli Areias Nóbrega, que deram origem à tese apresentada ao Instituto de Biologia (IB) da Unicamp, orientada por Marcos Pereira Marinho Aidar, titular do Instituto de Botânica de São Paulo e pesquisador credenciado pela Universidade.

O trabalho fez parte de um estudo maior que constituiu o Projeto Temático Biota Gradiente Funcional “Composição florística, estrutura e funcionamento da Floresta Ombrófila Densa dos Núcleos Picinguaba e Santa Virgínia, do Parque Estadual da Serra do Mar, Estado de São Paulo, Brasil”, mantido pela Fapesp e coordenado pelo professor Carlos Alfredo Joly, do Departamento de Botânica do IB.

A pesquisadora, que está assumindo a função de consultora botânica no Jardim Botânico do RJ, trabalhou durante cinco anos no projeto com vários pesquisadores que se dedicaram ao estudo de outras espécies de plantas de ocorrência na mesma área.

O trabalho foi desenvolvido em áreas de Mata Atlântica, no Núcleo Picinguaba (Casa da Farinha e Praia da Fazenda), no Núcleo Santa Virgínia e na Fazenda do Capricórnio (área particular), todos situados no Parque Estadual da Serra do Mar, em Ubatuba, litoral Norte de SP, na divisa com o Estado do Rio de Janeiro.

O estudo abrangeu quatro vertentes. A primeira, de caráter taxonômico, efetua o levantamento da flora de licófitas e samambaias.  A segunda mostra e analisa as variações na riqueza e abundância das espécies de samambaias ao longo de um gradiente de altitude, que se situa na faixa dos 10 até 1.000 metros, baseado no inventário das plantas. Objetivou determinar a preferência das diferentes espécies em relação à altitude, pois com ela varia composição do solo, temperatura, umidade.

A terceira investiga os aspectos ecofisiológicos relacionados ao uso do nitrogênio e potencial fotossintético, buscando variações significativas no funcionamento dessas plantas nas diferentes altitudes, considerando as diversas formas de vida e os grupos taxonômicos. Finalmente, a quarta parte investiga as mudanças no estreito balanço entre os elementos nitrogênio e fósforo, altamente variáveis mediante alterações ambientais, como as encontradas em gradientes de altitude. Neste particular, a pesquisadora selecionou algumas espécies de cada área para determinar quais suas necessidades em relação ao consumo de nitrogênio e fósforo, dois elementos essenciais para o desenvolvimento de plantas.

Hipóteses e resultados

No estudo, com base em uma clássica bibliografia de apoio, a pesquisadora partiu de algumas hipóteses. Em linhas gerais, ela considerou previamente que a Floresta Atlântica brasileira se constitui em um centro de diversidade e endemismo para licófitas e samambaias e que o Parque Estadual da Serra do Mar apresentaria espécies desconhecidas, ofereceria novos registros para o bioma e revelaria ainda a presença de espécies ameaçadas de extinção.

Mais ainda: a riqueza de espécies e a altitude envolveriam relações complexas que variariam conforme o grupo taxonômico e o gradiente de altitude considerado. E também a de que as espécies diferem quanto à habilidade de utilizar as fontes orgânicas e inorgânicas de nitrogênio, de forma a poderem ser agrupadas em tipos funcionais de acordo com as características foliares. Além de tudo, as concentrações de nitrogênio e fósforo estariam associadas a muitos fatores bióticos e abióticos.

Com efeito, Giseli registrou nas áreas vasculhadas135 espécies, distribuídas por 19 famílias e 53 gêneros.  Conforme os dados de riqueza e abundância das espécies – total de 89 espécies e 13.931 indivíduos amostrados – os dois extremos de altitude, Floresta de Restinga e Floresta Ombrófila Densa Montana, mostraram-se como efetivamente dois grupos ecossistêmicos bem definidos, enquanto as elevações intermediárias apresentaram uma tendência linear de riqueza. Os dados revelaram, também, que na Floresta de Restinga (10 m) as condições de deficiência de oxigênio, a denominada anóxia do solo, no verão, levam a uma menor disponibilidade de nitrogênio para as plantas, enquanto na Floresta Ombrófila Densa Montana (1.000 m) as baixas temperaturas do solo, no inverno, conduzem a uma redução na absorção de nutrientes.

Análises entre os habitats e formas de vida revelaram um continuum de respostas quanto ao uso do nitrogênio, no sentido crescente, das plantas epífitas, hemiepífitas, rupícolas e terrestres, respectivamente. Mais ainda, os dados obtidos sugerem que espécies de Selaginella investigadas podem ser indicadoras da presença de nitrato no solo. Assim como ocorreu com o nitrogênio, os dados de fósforo também foram reduzidos nos dois extremos do gradiente, ou seja, na Floresta de Restinga e na Floresta Ombrófila Densa Montana.

Conforme previsto na literatura, as plantas podem adotar várias formas para a aquisição de nutrientes. Com efeito, a pesquisadora observou um gradiente de funcionamento entre as variedades de espécies em relação à quantidade de nitrogênio e fósforo nas folhas. Em consequência dessas variações, ela conseguiu achar duas espécies que são potenciais indicadoras de nitratos no solo, e que portanto podem ser utilizadas para a determinação da quantidade desse nutriente importante para a agricultura. Ela explica: “Se essa planta está se desenvolvendo bem em certo local, basta determinar nela a quantidade da enzima nitrato redutase na raiz, que transforma nitratos em nitritos, para verificar a presença suficiente deste elemento no substrato para a planta se desenvolver. A análise da enzima nitrato redutase pode ser realizada em poucos minutos, o que é sumamente importante do ponto de vista prático, porque elimina a necessidade de realizar uma análise de nitrato no solo”.

Para Giseli, “de modo geral, as comunidades de samambaias e licófitas encontradas nos Núcleos Picinguaba e Santa Virginia são influenciadas pelas diferentes altitudes e pela heterogeneidade ambiental (fitofisionomias), tanto com relação à estrutura (variação de riqueza, abundância e diversidade), quanto aos aspectos ecofisiológicos. O conjunto de resultados obtidos acrescenta conhecimento ao existente acerca dos aspectos ecológicos das samambaias e licófitas, além de melhorar a compreensão dos mecanismos envolvidos no uso do nitrogênio e do fósforo em florestas tropicais.

Justificativas

Estudos divulgados revelam que há somente 7,9% da cobertura original da Floresta Atlântica e apenas uma pequena parcela desta está incluída em áreas de preservação, localizando-se a maioria destes remanescentes no Estado de São Paulo. Revelações como estas chamam a atenção para a emergência de conhecer melhor esta floresta para contribuir para o emprego de práticas para sua conservação.

Os grupos-alvo selecionados para a investigação – licófitas e samambaias – apresentam características peculiares e interessantes com vistas a estudos ecofisiológicos, apresentando singularidade e importância biológica bem documentadas.  A história filogenética destes grupos, com representantes bastante antigos e outros mais recentes provenientes de eras geológicas diversas, implica em importantes alterações nos processos ecofisiológicos relacionados à nutrição e fotossíntese.

Segundo a autora, o conhecimento destas diferenças auxilia na compreensão da evolução destes processos ao longo da história das plantas. Não obstante, as diferentes guildas de formas de vida encontradas para os grupos também refletem mudanças nos mecanismos de aquisição, balanço e uso de nutrientes e fotossíntese, resultantes das diferentes respostas destas plantas ao ambiente em que se inserem. Por serem tão heterogêneas, tanto licófitas como samambaias são consideradas modelos para estudos dessa natureza.

Muitas espécies

Mesmo tratando-se de um centro de diversidade e endemismo para licófitas e samambaias, nas áreas analisadas pela pesquisadora não foram encontradas espécies desconhecidas ou novos registros para o bioma como era inicialmente esperado. Contudo, o número de espécies encontradas (150) pode ser considerado alto, pois no mesmo Estado apenas a Reserva Biológica de Paranapiacaba apresenta riqueza maior (214 espécies).

Aproximadamente 48,6% das espécies registradas enquadram-se na categoria de endêmicas da Mata Atlântica e cinco delas são consideradas vulneráveis, segundo a relação de flora ameaçada de extinção no Estado. A constatação ressalta a importância das áreas de preservação, como os Núcleos Picinguaba e Santa Virginia, do Parque Estadual da Serra do Mar, como refúgio para espécies mais sensíveis a alterações ambientais.

Publicação

Tese: “Licófitas e samambaias em um gradiente altitudinal da Mata Atlântica, SP: diversidade, distribuição e aspectos ecofisiológicos”
Autora: Giseli Areias Nóbrega
Orientador: Marcos Pereira Marinho Aidar
Unidade: Instituto de Biologia (IB)