Controles da produção primária em um Córrego de Mata Atlântica

Esta dissertação consiste de dois capítulos, cada um correspondendo a um estudo realizado de modo independente. Em um córrego de Mata Atlântica, Rio de Janeiro, Brasil, foram estudados efeitos de herbívoros e de controles ambientais no perifíton. No primeiro trabalho foram testados os efeitos do camarão Potimirim glabra, um engenheiro do ecossistema, nos parâmetros metabólicos de comunidades perifíticas (Produção, Respiração, Metabolismo Líquido da Comunidade e razão Produção:Respiração). O tratamento de inclusão de Potimirim produziu resultados inversos aos esperados, com aumento da clorofila e massa seca das comunidades perifíticas, levantando dúvida com relação à eficácia dos tratamentos. Nenhuma das variáveis metabólicas esteve relacionada aos tratamentos. Considera-se que efeitos artefato da gaiola utilizada na inclusão dos camarões podem ter prejudicado o efeito esperado de remoção de material pelos camarões. Os resultados podem indicar, entretanto, que para o efeito de herbívoros os parâmetros clorofila e massa seca sejam mais sensíveis e variáveis que os metabólicos para as comunidades estudadas. São recomendados futuros trabalhos com metodologias que reduzam os efeitos artefato, tais como exclusão de herbívoros com cercas elétricas. No segundo trabalho, foram estudados os estoques, a distribuição e os controles da biomassa perifítica para o córrego. Entre os substratos estudados, a areia apresentou os maiores estoques, com 5 vezes mais clorofila e 20 vezes mais massa seca que os substratos pedra e folha. Diferenças entre trechos com diferentes densidades do camarão herbívoro Potimirim glabra revelaram para o substrato pedra menores valores de massa seca para os locais onde o camarão é mais numeroso. Entre as variáveis ambientais, apenas a profundidade esteve relacionada aos dados de biomassa nos substratos pedra e areia. A comparação dos dados deste estudo com trabalhos anteriores pode indicar que distúrbios provocados por enchentes podem alterar os estoques e os padrões de distribuição para este córrego.

Efeito alelopático das folhas de Schinus terebinthifolius Raddi em espécies nativas da restinga de Massambaba

Schinus terebinthifolius Raddi (Anacardiaceae) é uma espécie nativa da América do Sul com grande distribuição geográfica e muito comum em áreas de restinga. Sua grande plasticidade ecológica e boa interação biótica a torna espécie-chave na restauração de ambientes, porém, sua dominância pode estar relacionada à liberação de compostos alelopáticos. O objetivo do estudo foi avaliar o potencial alelopático dos extratos aquosos e óleos essenciais de folhas de Schinus terebinthifolius nas diferentes estações do ano sobre espécies-alvo nativas da restinga (Cereus fernambucensis, Erythroxylum ovalofolium, Pilosocereus arrabidae), uma espécie agrícola (Lactuca sativa) e nela própria (autoalelopatia). Para isso, suas folhas foram coletadas sazonalmente na restinga de Massambaba para o preparo dos extratos aquosos e extração dos óleos essenciais. Os extratos aquosos foram obtidos através da secagem das folhas a 60 C, trituração em liquidificador, diluição em água destilada e filtração, obtendo as concentrações de 5, 10, 15 e 20%. As extrações dos óleos foram realizadas através da hidrodestilação de 300 g de folhas frescas. A análise da composição dos óleos essenciais foi realizada através de cromatografia gasosa utilizando fibra SPME. O efeito fitotóxico foi avaliado nas espécies-alvo através da porcentagem de germinação, velocidade de germinação, crescimento aéreo e radicular, condutividade elétrica e massa seca. O efeito alelopático dos extratos aquosos foi observado em todas as espécies-alvo, principalmente sobre as espécies nativas. Esse efeito variou nas estações do ano de forma dose-dependente e espécie-específica. Os óleos essenciais de S. terebinthifolius também foram capazes de inibir a germinação e crescimento das espécies-alvo, e, da mesma forma que os extratos aquosos, esses efeitos variaram nas estações do ano e para cada espécie. Sugere-se que essas diferenças estejam relacionadas às fenofases de S. terebinthifolius e condições ambientais da restinga. Esse efeito fitotóxico, se comprovado em campo, pode restringir a utilização de S. terebinthifolius na restauração de ambientes.

Interações do lantânio e cério com microalgas dos gêneros Monoraphidium e Scenedesmus

Os elementos de terras raras, representados em sua maioria pelos lantanídeos, ocorrem principalmente como constituintes-traço da maioria dos minerais de rochas comuns (monazita, apatita) e também estão presentes em alguns minérios. Tais elementos foram largamente usados por décadas como fertilizantes na China. Na área das inovações tecnológicas, a demanda por esses metais vem crescendo por conta das suas aplicações em diversos campos. Consequentemente, grandes quantidades desses elementos são acumulados em ambientes aquáticos atingindo o fitoplâncton. Assim, as microalgas que são organismos ecologicamente importantes na cadeia alimentar têm sido frequentemente usadas em estudos ambientais para avaliar a toxicidade relativa de várias descargas químicas e são largamente estudadas na detecção dos primeiros impactos no ecossistema. Somado a isso, são biomassas que possuem boa capacidade de biossorção de metais devido à presença de ligantes na sua estrutura que promovem a captação deles quando em solução. Dessa forma, as interações entre as microalgas verdes Monoraphidium e Scenedesmus e os íons La3+ e Ce3+ foram investigadas neste trabalho. Para isso, foram avaliados o efeito tóxico e a bioacumulação do La3+ pelas duas microalgas verdes. Adicionalmente, estudos em batelada da biossorção do La3+ e Ce3+ em soluções contendo os elementos isoladamente ou em combinação foram realizados. No estudo de toxicidade e de bioacumulação o meio de cultivo utilizado foi o ASM-1, com e sem presença de La3+ (10 mg.L-1 a 100 mg.L-1), onde o efeito tóxico do metal foi monitorado por análises micro e macroscópica das células e também pela quantificação do crescimento celular baseada em medidas da massa seca. A bioacumulação do metal foi avaliada da mesma forma para ambas as microalgas. Os resultados obtidos mostraram que o efeito tóxico do metal foi presente em concentrações iônicas de 50 e 100 mg.L-1 e que houve uma bioconcentração do La3+ em ambas espécies de microalgas, principalmente quando a concentração inicial do La3+ foi de 10 e 25 mg.L-1, mostrando que houve uma relação direta entre a bioconcentração e a toxicidade do La3+. O gênero Monoraphidium bioconcentrou mais metal que o gênero Scenedesmus. Os resultados da biossorção dos metais em solução monoelementar mostraram que as microalgas apresentaram grande capacidade de captação do La3+ (20,7 mmol.g-1 para Monoraphidium sp. e 17,8 mmol.g-1 para Scenedesmus sp.) e do Ce3+ (25,7 mmol.g-1 para Monoraphidium sp. e 11,5 mmol.g-1 para Scenedesmus sp.). Os resultados obtidos revelaram que os dados melhor se ajustaram ao modelo de Freundlich, na maioria dos casos. Em sistema binário, notou-se que houve uma menor captação de cada um individualmente, evidenciando uma competição entre eles pelos mesmos sítios ligantes e que ambas apresentaram maior afinidade pelo Ce3+

Produção in vitro, análise fitoquímica e avaliação da atividade antineoplásica de metabólitos de Hovenia dulcis Thunb. (Rhamnaceae) obtidos por diferentes estratégias biotecnológicas

Hovenia dulcis Thunberg, natural da Ásia Oriental, é cultivada no Brasil onde é conhecida como uva-do-japão. A espécie possui várias indicações na medicina popular e alguns estudos apontam o seu potencial antineoplásico, tripanocida e hepatoprotetor. Metabólitos secundários são substâncias não essenciais para a sobrevivência celular, mas que fornecem vantagens adaptativas aos vegetais, sendo atribuído, para algumas delas, atividades biológicas importantes. Substâncias de interesse medicinal têm sido obtidas por técnicas da cultura de tecidos vegetais, como a calogênese e a cultura de células em suspensão, que permitem a síntese de matéria-prima de forma contínua e homogênea, independentemente de fatores ambientais e sazonais. O presente estudo objetivou o estabelecimento de culturas in vitro de H. dulcis, visando à produção de metabólitos de interesse, com vistas à avaliação do seu potencial antineoplásico sobre células K562. Foram testados protocolos para o estabelecimento de diferentes sistemas, como culturas de calos, de células em suspensão (CCS) e compact callus clusters (CCC) e ainda a avaliação do uso de elicitores na otimização de metabólitos produzidos in vitro. Foi verificado que a adição dos fitorreguladores KIN e TDZ, substituindo o BAP, não foi capaz de induzir a formação de calos friáveis, bem como a manutenção das culturas em ausência de luz. O uso do nitrato de prata promoveu a friabilidade de calos em todas as concentrações testadas, considerando-se 2,0 mg.L-1 a melhor concentração. Foram alcançadas taxas de 100% de formação de CCS tanto na presença, quanto em ausência de AgNO3. O maior acúmulo de biomassa foi verificado na concentração mais baixa de PIC (0,625 mg.L-1). A análise dos espectros de RMN indicou a presença de (+)-dihidromiricetina, (+)-galocatequina, hovenitina II, hovenosideo G, hodulosideo III, hodulosideo IV, hodulosideo I e hovenidulciosideo B1 nas culturas de calos friáveis. No estabelecimento de culturas CCC, observou-se a formação de calos compactos verdes em todas as concentrações de ANA testadas. O aumento da velocidade de rotação para 135 rpm aumentou a dispersão das células com consequente formação dos agregados celulares desejados. A seleção de linhagens celulares demonstrou ser um método eficiente na uniformização do tamanho desses agregados e tal uniformidade se manteve estável por mais de cinco subcultivos em 100% das culturas. Uma fração rica em saponinas foi obtida a partir dos agregados celulares, correspondendo a 1,46% da massa seca. A análise por RMN sugeriu a presença das saponinas Hovenosideo G e dos hovenidulciosideos A2 e B2. O uso de elicitores em cultura de calos mostrou-se adequado à produção de metabólitos secundários, sem alterações morfológicas nos mesmos. A elicitação alterou o perfil cromatográfico analisado por HPLC. Na elicitação com 5,0 mg.L-1 de extrato de levedura foi verificado um aumento de quase três vezes (12,280 3,396 equivalentes de quercetina/mg de extrato) na síntese de flavonoides. Finalmente, os estudos de ação antitumoral in vitro demonstraram citotoxicidade dos extratos de calos não elicitados de H. dulcis sobre linhagem de leucemia mieloide crônica (IC50 de 74,05 μg.mL-1.) e inibição do crescimento de tais células (K562), sugerindo o potencial antineoplásico para um produto biotecnológio (calo) desta espécie.