Sensibilidade de Azolla e Lemna ao Arsênio

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(Título) Respostas de sensibilidade de Azolla caroliniana (Pteridophyta: Azollaceae) e 
Lemna sp (Angiospermae: Lemnaceae) ao arsênio. 
 
 
(Autores) Fernando César de Oliveira Souza Matrículas 
Flávia Maria da Silva Carmo 
Juraci Alves de Oliveira 
Rosane Maria de Aguiar Euclydes 
 
Introdução 
 De forma geral, as atividades humanas causam alterações na natur eza física dos ambientes 
naturais. Essas alterações ou distúrbios induzem mudanças nos padrões de riqueza e de abundância 
de espécies em comunidades biológicas (Connell, 1978). Além de afetar os indivíduos por 
intoxicação levando-os eventualmente à morte, poluentes afetam as rotas metabólicas usadas no 
consumo de recursos, o que por sua vez afeta as taxas de crescimento de populações (Landis & 
Ming-Ho, 1995). 
A Azolla caroliniana é uma pteridófita aquática flutuante de pequeno porte e crescimento 
rápido, amplamente distribuída na região tropical (Tyron & Tryon, 1982). Já a espécie Lemna gibba 
é uma monocotiledônea, também aquática flutuante e de pequeno porte, encontrada em várias 
regiões do mundo, que exibe alta capacidade adaptativa. As duas espécies são apontadas como 
potenciais fitorremediadoras (Jain et al. 1990; Outridge & Hutchinson, 1990; Outridge et al. 1991; 
Zayed et al. 1998; Axtell et al.,2003; Mkandawire et al., 2004; Mkandawire & Dudel, 2005). 
O objetivo deste trabalho foi testar a hipótese de que indivíduos de Azolla caroliniana são 
mais sensíveis ao arsênio do que aqueles de Lemna gibba. 
 
Material e Métodos – A produção de biomassa foi utilizada como parâmetro para avaliar a 
sensibilidade das espécies à presença de arsênio (As) no meio. Foram preparadas soluções nutritivas 
segundo Clark, acrescidas de As na forma de arsenato de sódio (Na2HAsO4.7H2O), nas 
concentrações 0,0, 0,5, 1,5, 2,5, 3,5, 5,5 e 5,5 mg/L, (modificado de Guimarães, 2006), em pH 6,5
1
. 
Em unidades experimentais individuais foram adicionados 250,0ml de solução nutritiva segundo as 
concentrações acima e a cada uma foram adicionados 20 indivíduos de Azolla caroliniana ou de L 
gibba, sendo assim constituídos os tratamentos, com três repetições cada. O pH das soluções 
nutritivas foi corrigido a cada dois dias e as soluções nutritivas foram trocadas a cada sete dias 
durante quatro semanas, mantendo-se as concentrações de As inalteradas, conforme os tratamentos. 
As plantas de ambas as espécies foram então retiradas das unidades experimentais, lavadas 
com ácido nítrico a 1%, e depois com água destilada, secas superficialmente entre folhas de papel 
de filtro e pesadas em balança digital para tomada de massa fresca. Transferidas para recipientes 
adequados, foram levadas á estuda de secagem por 24h a 65
0
C, e então foram tomados os valores de 
massa seca das amostras populacionais 
 
Resultados (Os resultados podem ser apresentados na forma de tabela, gráfico ou ambos) 
 Tanto a massa fresca quanto a massa seca dos indivíduos de ambas as espécies estudadas 
responderam ás concentrações crescentes de arsênio em solução nutritiva. 
 Os indivíduos de Azolla caroliniana (Ac) mostraram significativo incremento de massa 
fresca (MF) com o aumento da concentração de arsênio (As) em solução nutritiva, ao contrário do 
que ocorreu com os indivíduos de Lemna sp (F=6,8974, P>F=0,0122, α=1%). Já quanto a massa 
seca, as espécies não evidenciaram diferenças significativas entre si (F=0,2258, P>F=0,6373, α=1% 
(Fig. 1). 
 
 
ITENS OBRIGATÓRIOS NO TRABALHO ESTÃO EM VERMELHO. 
2 
 
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
Espécies fitorremediadoras
M
as
sa
 fr
es
ca
 e
 m
as
sa
 s
ec
a 
(m
g)
Massa Fresca
Massa Seca
Azolla caroliniana
a
Lemna sp
b
a a
 
Figura 1. Acúmulo de massa fresca e de massa seca por indivíduos de espécies fitorremediadoras 
cultivadas em solução nutritiva contento diferentes quantidades de arsenato de sódio. As barras da 
mesma série de dados acompanhadas da mesma letra não diferem estatisticamente entre si a 1% de 
probabilidade. 
 
As análises das respostas populacionais individuais à presença do arsênio evidenciaram o 
comportamento diferenciado das espécies em relação ao acúmulo de massa fresca (A. caroliniana 
MF= 0,24634+0,0108*As, F=1,8591, P>F=0,1887; Lemna sp MF=0,34909-0,07266*As, 
F=30,0101, P>F<0,0001) Figs 2 e 3) 
 
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6
Arsênio em solução nutritiva (mg/L)
Ma
ss
a f
re
sc
a d
e i
nd
iví
du
os
 de
 
Az
oll
a c
ar
oli
nia
na
 (m
g)
 
Figura 2. Acúmulo de massa fresca por indivíduos de A. caroliniana cultivadas em solução nutritiva 
contento diferentes quantidades de arsenato de sódio. 
 
-0,2
-0,1
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6
Arsenio em solução nutritiva (mg/L)
M
as
sa
 fr
es
ca
 d
ed
 in
div
íd
uo
s 
de
 L
em
na
 s
p 
(m
g)
 
Figura 3. Acúmulo de massa fresca por indivíduos de Lemna sp cultivadas em solução nutritiva 
contento diferentes quantidades de arsenato de sódio. 
 
 A produção real de biomassa, mensurada pela massa seca (MS), mostrou que tanto A. 
caroliniana quanto Lemna sp tiveram seu desenvolvimento afetado pela crescente concentração de 
arsênio no meio, mas o comportamento das populações foi diferente entre si.. Para A. caroliniana 
houve perda contínua de biomassa, numa correlação linear negativa com o aumento da 
concentração de arsênio no meio. Já para Lemna sp, a perda de biomassa foi proporcionalmente 
menor, estabilizando em torno da concentração de 4,5 mg Arsenato de sódio/L de solução nutritiva 
3 
 
(A. caroliniana MS= 0,01555-0,00017*As, F=0,2406, P>F=0,6294; Lemna sp MS=0,02956-
0,00981*As+0,00094*As
2
, F=56,3661, P>F<0,0001) Figs 4 e 5) 
 
0,0144
0,0146
0,0148
0,015
0,0152
0,0154
0,0156
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6
Arsenio em solução nutritiva (mg/L)
M
as
sa
 S
ec
a 
de
 in
div
íd
uo
s 
de
 
Az
oll
a 
ca
ro
lin
ian
a
 (m
g)
 
Figura 4. Acúmulo de massa seca por indivíduos de A. caroliniana cultivadas em solução nutritiva 
contento diferentes quantidades de arsenato de sódio. 
 
0
0,005
0,01
0,015
0,02
0,025
0,03
0,035
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6
Arsenio em solução nutritiva (mg/L)
M
as
sa
 se
ca
 de
 in
div
ídu
os
 de
 
Le
m
na
 sp
 (m
g)
 
Figura 5. Acúmulo de massa seca por indivíduos de Lemna sp cultivadas em solução nutritiva 
contento diferentes quantidades de arsenato de sódio. 
 
Discussão 
Uma possível explicação para tais resultados pode estar na diferença de resposta das 
membranas celulares de cada espécie ao arsênio resultando em teores internos de água nos 
indivíduos de A. caroliniana. Quanto ao acúmulo de biomassa, os dados evidenciam que os 
indivíduos de ambas as espécies reagem diferentemente ao aumento de arsênio na meio, a partir de 
determinada concentração desse metalóide. 
Os dados confirmam a hipótese proposta, corroborando os dados de Guimarães (2006), que 
afirma que a A. caroliniana é bastante sensível a presença do metalóide arsênio, enquanto L. gibba 
pode ser considerada hiperacumuladora. 
Desta forma, embora A caroliniana possa ser utilizada como fitorremediadora de poluição 
por arsênio, seu emprego deve ser cuidadosamente precedido de investigações quanto á 
concentração do metalóide no meio. 
Investigações acerca da associação das duas espécies e das respostas morfofisiológicas de 
cada ao arsênio estão sendo desenvolvidas no sentido de determinar se são espécies que podem co-
habitar e aumentar seus potenciais como biorremediadoras. 
 
 
Agradecimentos: A FAPEMIG, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerias, pelo 
apoio financeiro e pela concessão da Bolsa de Iniciação Científica do primeiro autor. 
 
Referências Bibliográficas 
Axtell, N.R., Stenberg, S.P.K. & Claussen, K. 2003. Lead and nickel removal using Microspora and 
Lemna minor. Bioresource Technology89:41-48 
Connell, J. (1978). Diversity in tropical rainforests and coral reefs. Science 199, 1302-1310. 
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Guimarães, F. P. (2006). Potencial de macrófitas para remoção de arsênio e atrazine em solução 
aquosa. Dissertação de mestrado, Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG 
Jain, S.K.; Vasudevan, P. & Jha, N.K. 1990. Azolla pinnata R.Br. and Lemna minor L. for removal 
of lead and zinc from polluted water. Water research 24:177-183. 
Landis, W. & Ming-Ho, Y. (1995). Introduction to environmental toxicology. Impact of 
chemicals upon ecological systems. Boca Raton: Lewis Publishers. 328p 
Mkandawire, M. & Dudel, E. G. (2005). Accumulation of arsenic in Lemna gibba l.(duckweed) in 
tailing waters of two abandoned uranium mining sites in Saxony, Germany. The Science of the 
Total Environmental, 336, 81-89. 
Mkandawire, M. ; Taubert, B., Dudel, E. G .2004. Capacity of Lemna gibba L. (Duckweed) for 
Uranium and Arsenic Phytoremediation in Mine Tailing Waters. International Journal of 
Phytoremediation 6(4):347-362. 
Outridge, P.M. & Hutchinson, T.C. 1990. Effects of cadmium on integration and resource allocation 
in the clonal fern Salvinia molesta. Oecologia, 84:215-223. 
Outridge, P.M.; Rauser, W.E. & Hutchinson, T. C. 1991. Changes in metal-binding peptides due to 
acclimation to cadmium transferred between ramets of Salvinia minima. Oecologia, 88:109-115. 
Tyron, R.M. & Tryon, A.F. 1982. Ferns and allied plants. New York: Springer Verlag. p. 770-776 
Zayed, A. Gowthaman,S. & Terry, N. 1998. Phytoaccumulation of trace elements by wetland 
plants: I. Duckweed. Journal of Environmental Quality 27:715-717.