Bioacumulação de metais pesados em plantas nativas a partir de suas disponibilidades em rochas e sedimentos : o efeito na cadeia trófica.

Abstract

As altas concentrações naturais de metais pesados em um ecossistema podem oferecer efeitos nocivos à saúde humana e têm contribuído para a contaminação do meio ambiente. Por outro lado, algumas plantas foram naturalmente selecionadas para tolerância e até bioacumulação de elevadas concentrações destes metais. O objetivo deste trabalho foi avaliar a possibilidade de tolerância diferencial a metais pesados em populações de Pteris vittata L. (Pteridaceae) e Byrsonima variabilis A. Juss. (Malpighiaceae) em dois locais situados na região de Ouro Preto e Mariana e de descrever as possíveis variações anatômicas em folhas de plantas sujeitas a concentrações diferentes de metais pesados, correlacionando essas variações estruturais a um maior ou menor grau de herbivoria causados por insetos. As espécies selecionadas para este trabalho ocorrem nas encostas do ribeirão do Carmo (Mariana), próximo a uma área onde existe a presença de arsênio em grande quantidade e nas cangas lateríticas, ricas em ferro, alumínio e manganês pertencente à Universidade Federal de Ouro Preto. Foram coletadas 30 amostras de folhas de P. vittata e 30 de B. variabilis, metade em cada local de estudo. Além das amostras de plantas, também foram coletadas amostras de solo sob cada planta amostrada, totalizando 60 amostras. Foram realizadas análises químicas em amostras de plantas e de solos e análises mineralógicas em oito amostras de solo representativas. Também, feitas medidas de herbivoria, arquitetura de planta, esclerofilia foliar e de anatomia foliar das espécies estudadas. As amostras de solo coletadas junto às populações de P. vittata são distintas das amostras coletadas junto às populações de B. variabilis, tanto em Mariana quanto em Ouro Preto, indicando que estas espécies ocupam micro-habitats distintos. As análises químicas mostram que a maioria dos elementos no solo se encontra em concentração adequadas para solos não contaminados como, solos para agricultura. Algumas amostras apresentaram concentrações baixas de nutrientes (Ca, Mg e outros) e outros elementos em decorrência da lixiviação e outras apresentaram concentrações altas de Fe, Cr, Ni, As, Bi, Cd, Sb, Th e V devido a fontes naturais na região de Mariana e Ouro Preto. Nas plantas, a maioria dos metais pesados foi encontrada em concentração adequada à nutrição destas, exceto o As em P. vittata e o Mn em B. variabilis, que foram encontrados em concentrações acima do limite ótimo destes descritos na literatura para plantas em geral. Além disso, as concentrações de grande parte dos metais pesados nas plantas não refletem as concentrações encontradas nos solos, evidenciando a existência de mecanismos de tolerância, relacionados eventualmente com absorção seletiva. De maneira geral, as duas espécies estudadas apresentaram índices de bioacumulação de Cu, Zn, Ba e Sr altos. Também, B. variabilis apresentou um alto índice de bioacumulação de Mn e P. vittata de As, sugerindo uma grande eficiência em absorvê-los e translocá-los às folhas em concentrações acima das encontradas nos solos. A taxa de danos causados por herbívoros em P. vittata foi muito baixo, confirmando a hipótese de menor acúmulo de insetos herbívoros ao longo do tempo evolutivo associados às plantas inferiores. Embora as duas populações de B. variabilis tenham apresentado composição química semelhante, a população de Mariana apresentou plantas mais vigorosas, evidenciadas pelas características de arquitetura de planta, folhas menos atacadas por insetos herbívoros e menos esclerófilas do que a população de Ouro Preto. As plantas com maiores concentrações de Mn e maior espessura de cutícula no limbo foliar em B. variabilis foram menos atacadas por insetos herbívoros. Considerando a hipótese de que insetos especialistas associados às plantas esclerófilas são capazes de superar as defesas mecânicas dessas plantas, apresentar uma cutícula espessa não é suficiente para barrar ou inibir a entrada desses insetos. Portanto, sugere-se a possibilidade da B. variabilis acumular manganês na cutícula foliar, tornando esta defesa mais eficiente contra a herbivoria.