Existem 14 elementos de terras raras (REEs) que são, apesar de seus nomes, bastante comuns na Terra. Por exemplo, cério é mais comum do que o chumbo. Em baixas concentrações, esses elementos são importantes para a tolerância ao estresse nas plantas, mas apenas 21 espécies de plantas são conhecidas por hiper-acumulado REEs em suas partes acima do solo.
dr Wen Shen Liu da Universidade Sun Yat-Sen e Antony van der Ent da Universidade de Queensland e colegas da Universidade de Melbourne, CSIRO e INRAE, investigou onde REEs e elementos leves (alumínio e silício) se acumulam em uma samambaia comum nos (sub) trópicos. Os pesquisadores mostram como emissão de raios X induzida por partículas (μPIXE) a análise pode mostrar onde os diferentes elementos estão nos tecidos vegetais vivos.
Com base nessas imagens, microscopia adicional e análises químicas, Liu e colegas sugerem que o Si está envolvido no processo de desintoxicação REE e Al e esta samambaia pode ajudar a restaurar locais de mineração agromineração. No ano passado, os pesquisadores visualizou dois REEs e outros elementos em D. linearis e descobriram que esta samambaia pode acumular mais REEs (0.2% nos brotos e 0.5% nas folhas mortas da samambaia) do que as outras 20 espécies conhecidas de plantas hiperacumuladoras.
Liu e seus colegas coletaram amostras de plantas de D. linearis crescendo em rejeitos de minas REE e não REE (restos da extração de minério) na China. Eles também coletaram amostras de solo e seiva do xilema para análises químicas. As amostras de raiz, caule e folha foram rapidamente batidas contra um bloco de cobre sólido que foi resfriado por nitrogênio líquido e enviado para a Austrália para análise μPIXE e Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM).
Liu e seus colegas descobriram que a samambaia nativa, D. linearis REEs hiperacumulados, Al e Si. Todos os elementos foram altamente concentrados nas raízes, seguidos pelos tecidos foliares (pinas), enquanto as áreas do caule (estolão e ráquis) apresentaram as menores concentrações, pois estão envolvidas no transporte de nutrientes. O silício foi co-localizado com REEs na seiva do xilema, estolão, raque, nervura central e endoderme, mas a visualização do elemento revelou que o Si foi visto principalmente nas margens e lâminas das folhas, mas REEs e Mn foram encontrados ao redor de lesões necróticas e veias.
“[C] considerando a colocalização de REE e Si […], postulamos que o Si desempenha um papel fundamental em lidar com as altas concentrações de REEs e Al na raiz, no transporte de REE na seiva do xilema e no REE e a compartimentalização do Al na pínula de D. linearis”, escreveram Liu e seus colegas.
Em um artigo do entrevista anterior do BotanyOne, O Dr. van der Ent destacou os desafios e as oportunidades do uso da fluorescência de micro-raios-X (µ-XRF) para visualizar diferentes elementos em tecidos vegetais vivos. A pesquisa atual usou o detector Maia de última geração na Universidade de Melbourne, que permite a captura rápida de imagens elementares de alta resolução (leia mais nesta resenha).
A visualização de REEs em tecidos de plantas vivas sugere que o Si provavelmente está envolvido na desintoxicação de REE e Al em uma samambaia hiperacumulada. Ao entender como essa samambaia pode absorver e armazenar grandes quantidades desses elementos, os cientistas podem explorar o uso dessa samambaia para cultivar essas samambaias para extrair REE de solos de minas contaminados com REE (agromineração).
