Versão original em português por Peter Moon.

Segundo maior bioma da América do Sul (depois da Floresta Amazônica), o Cerrado é o ambiente de savana mais biodiverso do mundo – e está desaparecendo rapidamente.

Até a década de 1960, o Cerrado permaneceu em grande parte preservado. Agora, após a expansão acelerada da pecuária e da fronteira agrícola, o bioma possui apenas 21% de sua vegetação original intacta, segundo a Conservation International.

A vegetação do Cerrado é composta por gramíneas, arbustos e árvores esparsas. São plantas adaptadas para sobreviver durante os longos períodos de seca que caracterizam a estação seca. Quando chegam as primeiras chuvas, porém, tudo muda e o Cerrado floresce. As sementes dos mais diversos gêneros e famílias de plantas típicas do bioma germinam ao mesmo tempo, como se fossem os instrumentos de uma grande orquestra tocando em uníssono.

Um estudo realizado na Universidade Estadual Paulista (Unesp) revela as diferentes estratégias dos diferentes grupos de plantas do Cerrado frutificar e espalhar sementes que germinam com a chegada das chuvas ao longo do ano.

Em regiões tropicais com clima sazonal, a disponibilidade de água no solo é o principal fator limitante ao estabelecimento e crescimento das mudas. “Em ecossistemas tropicais sazonais, o tempo de germinação das sementes é regulado pela relação entre a fenologia da frutificação e a dormência das sementes”, disse o biólogo colombiano Diego Fernando Escobar, primeiro autor do artigo e doutorando do Instituto de Biociências da Universidade Estadual Paulista (Unesp), em Rio Claro, com bolsa FAPESP.

Em geral, as espécies que dispersam as sementes no início da estação chuvosa possuem sementes não dormentes, que germinam rapidamente se o teor de umidade do solo for adequado. As sementes espalhadas no final da estação chuvosa e início da estação seca – período em que as condições climáticas para o plantio (embriões das plantas) são inadequadas – entram em estado de dormência, preservando as propriedades germinativas para a chegada da próxima estação chuvosa .

“A relação entre a fenologia da frutificação e a dormência nos trópicos foi testada em nível de comunidade para ecossistemas florestais, mas os estudos sobre savanas são escassos, restritos a certos clados [galhos de árvores filogenéticas], dificultando o entendimento dos padrões gerais de regeneração para este hotspot de biodiversidade”, disse Escobar.

“Além disso, tais estudos não consideram diferentes classes de dormência e síndromes de dispersão. A relação entre as classes de dormência e as características da história de vida das espécies [como diferentes estações de dispersão e características das sementes] não são totalmente compreendidas nas savanas”, disse Escobar.

“Buscamos verificar se o padrão de frutificação, dispersão e germinação de sementes no Cerrado correspondia ao que ocorre em outros ecossistemas tropicais sazonais”, disse.

Embora a dormência das sementes seja considerada o principal mecanismo de controle do tempo de germinação das sementes em ecossistemas sazonais, alguns estudos sugerem que a germinação das sementes é controlada tanto pela dormência quanto pelo período de dispersão das sementes. “Isso é exatamente o que pudemos verificar”, disse Escobar.

O estudo foi conduzido sob a orientação da professora Patrícia Morellato, chefe do Laboratório de Fenologia do Departamento de Botânica do Instituto de Biociências da Unesp de Rio Claro e colaboração dos professores Fernando Augusto de Oliveira e Silveira do Departamento de Botânica da Universidade Federal de Minas Em geral.

Dispersão de sementes

Escobar coletou sementes de plantas dispersas entre março de 2015 e março de 2016, com intervalos regulares de 15 dias entre cada coleta. Sementes de 34 espécies pertencentes a 28 gêneros e 16 famílias foram coletadas, incluindo 31 lenhosas e três herbáceas.

Foram coletados frutos de pelo menos dez indivíduos de cada espécie, com exceção do Trevo-da-terra (Qualea dicotoma), Ucuuba Vermelha (Virola sebífera) e Pau Santo (Kielmeyera coriacea), onde a equipe colheu frutos de apenas um indivíduo por espécie.

O objetivo foi determinar a proporção de espécies com dormência na comunidade do Cerrado e os fatores climáticos e de história natural associados à dormência.

Eles descobriram que as proporções de espécies dormentes e não dormentes do Cerrado eram semelhantes (47.1% e 52.9%, respectivamente). Uma vez tabulados os dados de germinação, procedeu-se à segunda fase do trabalho: identificar o momento em que as várias espécies frutificam e dispersam as sementes.

“O padrão de frutificação do Cerrado é caracterizado pela produção de frutos maduros durante todo o ano, mas uma grande proporção de espécies frutifica no final da estação seca e início da estação chuvosa”, explica Escobar.

Dentre as espécies estudadas, 38.2% dispersaram sementes no período chuvoso, 14.7% na transição chuva-seca, 20.6% no período seco e 26.5% na transição seca-chuvosa. Isso só foi possível graças a um banco de dados com informações sobre a fenologia da frutificação das plantas do Cerrado.

Essas informações de fenologia são coletadas desde 2004 e foram coletadas ao longo de 14 anos de pesquisas apoiadas pela FAPESP em uma reserva particular no município de Itirapina, no estado de São Paulo. Além disso, foi determinado o método de dispersão para o qual cada espécie é adaptada.

Existem três tipos de dispersão de sementes entre as plantas do Cerrado. As sementes zoocóricas são dispersas pela ação dos animais e as anemocóricas pela ação dos ventos. As plantas autocóricas (auto-semeadoras) espalham suas sementes sem a ajuda de nenhum agente externo, ou seja, as sementes simplesmente caem no chão ao lado da planta-mãe.

Espécies zoocóricas possuem frutos carnudos ou estruturas carnudas ao redor das sementes. As espécies anemocóricas possuem sementes com estruturas adaptadas para aproveitar a força dos ventos. As espécies autocóricas, entretanto, não possuem estruturas carnudas nem apresentam estruturas conhecidas por facilitar a dispersão pelo vento.

Analisando os dados, Escobar verificou que a zoocoria era a síndrome de dispersão mais comum entre as plantas do Cerrado de Itirapina (64.7%), seguida da anemocoria (20.6%) e, por último, da autocoria (14.7%).

Além de determinar quais espécies de Itirapina podem ficar dormentes e quais não, os testes de germinação em laboratório permitiram determinar as condições de temperatura necessárias para germinar as sementes de cada uma das 34 espécies.

Para os experimentos de germinação, as sementes foram colocadas em placas de Petri com duas camadas de papel filtro saturadas com água destilada sob luz branca 24 horas por dia e até cinco temperaturas constantes (15, 20, 25, 30 e 35°C). Para cada espécie, foram testadas entre 120 e 150 sementes para cada temperatura, de acordo com a disponibilidade de sementes.

A germinação foi determinada pela curvatura da radícula ou protrusão das estruturas aéreas. Os experimentos foram monitorados três vezes por semana durante um mês, após o qual a germinação foi monitorada semanalmente por um período máximo de 12 meses ou até que a curva de germinação fosse estabelecida.

A temperatura ótima de germinação para cada espécie foi determinada como a temperatura ou matriz de temperatura com maior porcentagem de germinação e taxa de germinação. A temperatura ótima para germinação das sementes da maioria das espécies ficou entre 25°C e 30°C.

“Experimentos de germinação indicaram que o tempo de germinação das sementes na comunidade do Cerrado é controlado tanto pela estação de dispersão (início da estação chuvosa) quanto pela dormência, diferindo de outros estudos em ecossistemas sazonais, incluindo savanas, que reconhecem a dormência como o principal mecanismo para controlar a germinação”, disse Escobar.

A maioria das espécies germinou no início da estação chuvosa, e tanto a estação de dispersão quanto a dormência das sementes controlaram o tempo de germinação das sementes.

A probabilidade de uma espécie estar dormente dependia da interação entre a estação e o tipo de dispersão, onde espécies com dispersão limitada (autocoria) tendiam a estar dormentes – enquanto espécies com dispersão de sementes a distâncias maiores (anemocoria e zoocoria) tendiam a se tornar dormentes se houve dispersão durante a transição da chuva para a seca.

“A dispersão na transição entre chuva e seca favorece a evolução da dormência das sementes porque as condições ambientais são favoráveis ​​à germinação, mas não ao estabelecimento das mudas”, explica Morellato.

Evitar a germinação durante a estação seca é uma vantagem à qual todas as plantas do Cerrado se adaptaram. No estudo, todas as espécies que dispersaram sementes próximo ao início da estação seca produziram sementes dormentes independente da taxonomia ou da síndrome de dispersão. Por outro lado, a dormência em espécies autocóricas pode estar relacionada à diminuição da competência entre as porcas, distribuindo o risco de mortalidade das mudas ao longo do tempo.

“Hoje sabemos que a fenologia [estudo das relações entre os processos e ciclos biológicos e o clima] da frutificação e germinação das sementes das plantas do Cerrado não segue exatamente os padrões encontrados em outros ecossistemas tropicais sazonais. Este é o primeiro estudo abrangente abordando a ecologia da dormência de sementes em uma comunidade do Cerrado, com o objetivo de avaliar a relação entre fenologia de frutificação e dormência de sementes e como essa relação é modulada por classes de dormência, síndromes de dispersão e massa e umidade de sementes”, disse Morellato.

Segundo o professor da Unesp, além de mostrar padrões dos fenômenos de frutificação e germinação em nível de comunidade no Cerrado, os resultados do estudo esclarecem como as classes de dormência são moduladas pela interação entre estação do ano e síndrome de dispersão, permitindo uma melhor compreensão da evolução das sementes.

“Uma consequência das constatações do estudo é que, nos casos de tentativas de restauração ecológica do Cerrado com espécies nativas, isso precisa ser feito levando em consideração a época do ano. Se não for assim, não funcionará. As sementes não vão germinar ou as mudas vão morrer antes de terem tempo de criar raízes e acumular recursos para sobreviver na estação seca”, disse Morellato.