A Influência da Radiação U. V. nos Ecossistemas Terrestres Letícia de Souza Soares Ecologia Energética 2007/2

A Influência da Radiação U. V. nos Ecossistemas Terrestres

Letícia de Souza Soares

Ecologia Energética

2007/2

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IntroduçãoA Radiação U.V.

Radiação eletromagnética emitida pelo sol; Subdividida em três classes: U.V.A, U.V.B e U.V.C Tipo A (320nm a 400nm: maior comprimento de onda) pouca interferência do O3; Tipo B, entre 280nm e 320nm, fortemente absorvidas pelo O3 estratosféricos; Tipo C, de 100nm a 280nm, completamente absorvidas pela camada de ozônio, sem

interferência nos ecossistemas terrestres;

U.V.B


Fonte: INPE, http://satelite.cptec.inpe.br/uv/R-UV.html: acessado em 16/09/2007.

Principais radiações eletromagnéticas e suas descrições segundo, freqüência, visibilidade e comprimento de onda.


U.V.B

Afinidade com macromoléculas: proteínas,

lipídeos e ácidos nucléicos, causando danos

aos sistemas biológicos

Introdução

http://www.sunshinedna.com/?p=1303Radiação ultravioleta emitida pelo sol

A radiação eletromagnética emitida pelo sol quando chega à superfície terrestre,

atravessa diversas zonas de distintas composições químicas.

Dentre essas a camada de ozônio, na estratosfera (de 25 a 30 km de altura a partir

da superfície terrestre) em que o O3 é o principal constituinte é responsável pela

filtragem dessa radiação

A radiação U.V. e a camada de ozônio

Introdução

A radiação U.V. e a camada de ozônio

Na década de 70: trabalho publicado na

Nature, alarmou pela primeira vez para as

reações entre os clorofluorcarbonos e o O3

atmosférico (Molina & Howland, 1974).

Em 1985: espessamento na camada de

ozônio sobre a Antártica durante a primavera

austral foi notado pela primeira vez.

A radiação ultravioleta tem aumentado em

todo globo, especialmente nas latitudes

temperadas de ambos hemisférios (Bassman,

2004).

A Influência da Radiação Ultravioleta nas Plantas

Estudo de caso de Tierra del Fuego

Dominada por florestas temperadas;

Ecossistema terrestre no mundo

que experimenta os menores índices

de redução do ozônio estratosférico, e

por conseqüência as maiores

incidências de U.V.B (Rousseaux et

al., 1999).

Padrões mensais de ozônio em

função da latitude e da altitude, no

período de 1978 a 1993. (Fonte: De

Winter-Sorkina, 2001).

Latitude aproximada de

Tierra del Fuego



Impactos no DNA vegetal

Danos no DNA: indicadores acurados, principal causa de morte e degeneração celular;

Dímeros de pirimidina ciclobutano (DCP): cerca

de 75% dos fotoprodutos aberrantes resultantes

das alterações nas moléculas de ácido

desoxirribonucléico induzidas por radiação U.V.B;

Inibição no crescimento vegetal;

Mecanismos celulares de reparo são essenciais

para a sobrevivência dos indivíduos à exposição à

radiação ultravioleta do tipo B (Rousseaux et al.,

1999).




Rousseaux e colaboradores (1999):

efeitos da radiação U.V.B em Gunnera

magellanica;

Comparação de plots previamente

determinados de G. magellanica com e sem

influência da radiação u.v.B ambiente;

Estrutura dos plots com atenuação (Fonte: Rousseaux et al., 2001).



Depleção do ozônio por ano (A) e em relação aos índices de Setlow (B), Caldwell (C) e Hunter (D) por

dias do ano (Fonte: Rousseaux et al. 1999).

DNA

PlantasLarvas

de Peixes

A) Depleção do ozônio atmosférico medido

em unidades de Dobson em 14 e 17 de

outubro de 1997, respectivamente. B)

Unidades de Setlow, para danos no DNA,

medidas em nas duas dadas anteriores. C)

Unidades de danos do DNA para o mesmo

período (Fonte: Rousseaux et al. 1999).



Conclusões

O reparo de DNA de G. magellanica não capaz de retirar todas as aberrações geradas em tão pouco tempo;

Os efeitos dos danos no DNA de G. magellanica apresentam expressões fenotípicas como redução da área foliar;

http://www.ruhr-uni-bochum.de/boga/html/Gunnera_magellanica_Foto.html

Gunnera magellanica

Variações na incidência de radiação u.v. causadas pela depleção na camada de ozônio,

causam intensos danos às populações de G. magellanica naturalmente ocorrentes em

Tierra del Fuego, podendo apresentar implicações para todo esse ecossistema.

Parque Nacional Tierra del Fuego



Compostos fenólicos: proteção e filtragem interna da radiação U.V.B

Inflorescência induzida pela raidação U.V.;

Espécies de Tierra del Fuego: altas

concentrações de compostos fenólicos em

respostas às altas incidências de radiação

U.V.B;



Efeitos a longo prazo nas interações tróficas

Metabólitos secundários vegetais (Bassman, 2004)

Redução do stress oxidativo causado pela exposição à radiação ultravioleta; Relações planta-herbívoro; Interações planta-patógeno; Interações competitivas; Seqüestro do carbono; Ciclagem de nutrientes;

classificados em três categorias baseados em sua origem na via biossintética

terpenoides alcalóides fenilpropanoides

Estudo de caso de Tierra del FuegoEfeitos a longo prazo nas interações tróficas


Cerca de 25.000 substâncias

Defesa contra herbívoros generalistas: toxinas ou impedindo a herbivoria e a

deposição de ovos na planta;

Agentes alelopáticos;

Atrativos para polinizadores e dispersores de sementes

Terpenoides

http://www.nrcs.usda.gov/news/thisweek/images/humingbd.jpg

Insetos herbívoros adaptados: metabolismo que detoxifica os terpenoides;

capazes de seqüestrar esses compostos que atuam como defesa anti-predação

(impalatabilidade e colorações aposemáticas);

Atrativos para vespas parasitóides: hospedeiros larvas insetos que danificam as

plantas produtoras de terpenóides;

http://aggie-horticulture.tamu.edu/galveston/images/GCMGA14623_parasitoid_example_02.jpg



Alcalóides

Encontrados em 20% das espécies

de plantas com flores;

Geralmente empregados como

parte da defesa química do organismo

vegetal;



Fenilpropanóides

Defesa anti-herbivoria por insetos;



Biossíntese ativada pela radiação ultravioleta do tipo B via indução da expressão gênica das enzimas sintetizantes

terpenoides alcalóides fenilpropanoides

Alterações em diversos níveis tróficos


Alterações nos níveis de herbivoria (Rousseaux et al., 1998)


Alterações nas taxas de decomposição (Pancotto et al., 2005)

Experimentos 2x2: Plantas que cresceram à atenuação da radiação U.V. e a

condições normais, submetidas aos dois mesmos tratamentos para seus processos

de decomposição

Mudanças na composição foliar

Fotólise

Alterações na microfauna do solo


Alterações nas taxas de decomposição (Pancotto et al., 2005)

Decomposição

Decomposição


Conclusões

Referências Bibliográficas- Begon, M., Harper, J.L., Towsend, C.R. 2006. Ecology: from individuals to ecosystems. 4 ed.

London: Blackwell Publishing.

- Bassman, J. H. 2004. Ecosystem consequences of enhanced solar ultraviolet radiation: secondary

plant metabolites as madiators of multiple trophic interactions in terrestrial plant communities.

Photochemistry and Photobiology 79 (5): 382-398.

- Caldwell, M. M.; Bornman, J. F.; Ballaré, C. L.; Flint, S. D. & Kulandaivelu, G. 2007. Terrestrial

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Photochemical & Photobiological Sciences 6: 252-266.

-De Winter-Sorkina, R. 2001. Impact of ozone layer depletion I: ozone depletion climatology.

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Ferreira, Aurélio Buarque de Holanda.1975. Novo Dicionário da Língua Portuguesa. 1a. ed. Rio de

Janeiro: Nova Fronteira.

- Pianka, E. R. 1966. Latitudinal gradients in species diversity: A review of concepts. American

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- Rousseaux, M. C.; Ballaré, C. L.; Giordano, C. V.; Scopel, A. L.; Zima, A. M.; Szwarcberg-

Bracchitta. 1999. Ozone depletion and UVB radiation: Impact on plant DNA damage in southern

South América. PNAS 96 (26): 15310-15315.

- Zepp, R. G.; Erickson III, D. J.; Paul, N. D. & Sulzberger, B. 2007. Interactive effects of solar UV

radiation in climate change on biogeochemical cycling. Photochemical & Photobiological Sciences

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