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Scientia Agricola

Print version ISSN 0103-9016

Sci. agric. vol. 53 n. 1 Piracicaba Jan./Apr. 1996

http://dx.doi.org/10.1590/S0103-90161996000100010 

CONTRIBUIÇÃO AO ESTUDO ANATÔMICO DA FOLHA E DO CAULE DO CACAUEIRO (Theobroma cacao L.)

 

L.H.I. NAKAYAMA1; M.K.M. SOARES2; B. APPEZZATO-DA- GLÓRIA2
1 Centro de Pesquisa do Cacau/CEPLAC, C.P. 11, CEP: 45600-000 - Itabuna, BA.
2 Depto. de Botânica-ESALQ/USP, C.P. 9, CEP: 13418-900 - Piracicaba, SP.

 

 

RESUMO: O presente estudo teve como objetivo descrever a anatomia da folha e do caule adulto enfatizando a caracterização dos tricomas e das estruturas secretoras do cacaueiro. Foram analisadas amostras de caule e folhas (limbo e pecíolo), correspondente ao 3º nó, além de folhas novas de 5cm de comprimento. A lâmina foliar é hipoestomática, com estômatos do tipo anomocítico. Em ambas as faces do limbo ocorrem quatro tipos de tricomas: sendo dois tectores e dois glandulares. Na epiderme adaxial estão presentes as glândulas secretoras de mucilagem. O mesofilo é dorsiventral; o parênquima paliçádico é formado por duas ou três camadas. O parênquima lacunoso apresenta células coletoras. Ao longo do mesofilo predomina feixes colaterais envolvidos por bainha esclerenquimática que se estende até as epidermes. O padrão de venação é do tipo Camptodroma com ramificações mistas Brochidrodomas e Eucamptodromos. O pecíolo e o caule apresentam a epiderme com os tricomas descritos para o limbo; No parênquima cortical e medular do pecíolo e caule, há células contendo grãos de amido, idioblastos contendo drusas e canais de mucilagem. O sistema vascular ao longo do pecíolo se diferencia quanto a organização. O caule apresenta camadas de clorênquima, e de colênquima. Ocorre a esclerificação das células deste último, com o desenvolvimento. Segue-se um anel descontínuo de fibras do floema primário. A medula é ampla e se esclerifica com o desenvolvimento.
Descritores:
cacaueiro, anatomia, folha, caule, estruturas secretoras

 

CONTRIBUTION TO THE ANATOMICAL STUDY OF THE MATURE LEAF AND STEM OF CACAO TREE (Theobroma cacao L.)

ABSTRACT: The anatomy of the mature leaf and stem of the cacao tree is described in this study emphasizing the characterization of trichomes and secretory structures. Stem and leave ( limb and petiole) samples from the 3rd node and 5cm long young leaves were analysed. Leaf lamina is hypostomatic with anomocytic stomata. Four types of trichomes, two tectorial and two glandular occur in both limb surfaces. In the adaxial epidermis there are mucilage secretory glands. The mesophyll is dorsiventral; the palisade parenchyma is formed by two or three layers. The lacunary parenchyma has collecting cells. Along the mesophyll collateral bundles predominate involved by sclerenchymatic sheath extending up to the epidermis. Standard venation is of Camptodrome type with mixed Brochidrodomous and Eucamptodromous ramification. Petiole and stem show the epidermis with the same type of trichomes described to the limb. In their cortical and medullary parenchyma there are cells containing starch grains, idioblasts containing druses and mucilage canals. The vascular system along the petiole differentiates regarding the organization. The stem shows chlorenchyma and collenchyma layers. Sclerification of collenchyma occurs during the plant development. Discontinuous fiber ring of the primary phloem follows. Medulla is abundant and its sclerification occurs during the development.
Key Words: cacao, Theobroma cacao L., anatomy, leaf, stem, secretory structures

 

 

INTRODUÇÃO

O cacaueiro é uma planta da família Sterculiaceae, nativa das florestas quentes e úmidas das terras baixas do México e da América Central e das bacias do rio Amazonas e Orinoco. É um arbusto de sub-bosque de tronco liso, que pode atingir dez metros de altura, de folhas grandes, oblongas e membranáceas. Suas pequenas flores se inserem sobre o tronco e ramos, onde também surgem os frutos de tamanho e formato variável.

A espécie Theobroma cacao L., constitui-se única dentre as 22 espécies do gênero que é comercialmente explorada (Cuatrecasas, 1964) para a produção de sementes destinadas ao preparo de derivados e subprodutos do cacau, sobretudo na sua forma mais popular, o chocolate, podendo também ser transformado em cosmésticos, bebidas finas, geléias, sorvetes e sucos.

Embora seja uma espécie economicamente importante, são poucas as informações disponíveis na literatura referente a sua descrição anatômica. Metcalfe & Chalk (1979) fazem breves referências ao gênero Theobroma na descrição da família Sterculiaceae e Hardwick et al. (1983) descrevem os tricomas sem a análise microquímica dos mesmos.

O conhecimento da anatomia foliar e do caule de T. cacao, no que diz respeito as características da epiderme (presença de cutícula, localização de estômatos e tricomas), entre outros, pode promover diferença na absorção de nutrientes pelas faces adaxial e abaxial, tornando a prática da aplicação foliar de nutrientes, mais eficiente (Leece, 1976 e Kannan, 1980). Podendo também contribuir no estudo histopatológico, através da avaliação comparativa das alterações das estruturas internas da planta sadia e doente, permitindo diferenciar, até certo ponto, a resistência do material botânico.

Assim, neste estudo, além de apresentar a descrição anatômica da parte aérea de T. cacao, foram enfatizados alguns aspectos das estruturas secretoras de mucilagens e dos tricomas.

 

MATERIAL E METODOS

O material de T. cacao utilizado foi o clone SCA 12, coletado do Horto Experimental do Departamento de Botânica da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz"-USP, Campus de Piracicaba, SP.

Realizou-se a descrição anatômica do terço médio do limbo foliar e das porções basal, média e terminal (interface com o limbo) do pecíolo de folhas completamente desenvolvidas, retiradas ao nível do 3o nó dos ramos com lançamento à pleno sol. Também foram analisadas folhas novas, com 5 cm de comprimento, para a descrição dos tricomas.

O estudo anatômico realizou-se em material fresco. Limbo, pecíolo e caules foram cortados transversal e longitudinalmente a mão-livre, clarificados com hipoclorito de sódio à 20% e corados com verde iodo e vermelho congo (Dop & Gautié, 1928).

Para os testes microquímicos também foram feitos cortes a mão-livre de material fresco. A presença de substâncias tânicas foi testada pelo cloreto férrico (Johansen,1940); amido e a celulose foram identificados pelo emprego do cloreto de zinco iodado (Strasburger, 1913); as substâncias graxas, pelo Sudan IV (Jensen,1962) e a lignina pelo floroglucinol em meio ácido (Johansen, 1940). Para evidenciar polissacarídeos empregou-se o vermelho de rutênio (Johansen, 1940 apud Jensen, 1962). Também foram utilizados cortes montados em solução de água-glicerina à 60%.

Para análise das epidermes, em vista frontal, foi utilizado fragmentos dissociados pela mistura de Jeffrey (Johansen, 1940) e corados pela safranina hidroalcoólica (Foster,1949).

O estudo de venação foliar foi efetuado em material fresco, diafanizado em NaOH 5%, e posteriormente em hipoclorito de sódio 50% até a clarificação, corados com safranina alcoólica e montado em resina sintética (Foster, 1949).

Foram tiradas fotomicrografias de material preparado em lâminas.

 

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A epiderme foliar é uniestratificada em ambas as faces, sendo bisseriada apenas ao nível das estruturas secretoras presentes na face adaxial. O tamanho das células epidérmicas das faces superior e inferior difere em corte transversal e em vista frontal (figura 1). As células da face adaxial são maiores e há estruturas secretoras entre as mesmas. Estas últimas são constituidas por duas células: a superior ocorre ao nível das demais células epidérmicas sendo de tamanho menor e de formato variável, a inferior, possui formato arredondado e tamanho maior; sua porção superior estreita, ocorre ao nível da epiderme e a sua porção inferior dilatada interrompe a camada paliçádica (figura 2). O contéudo das células antes e durante a secreção reage positivamente para polissacarídeo. Essas informações complementam as descrições gerais para a família feitas por Metcalfe & Chalk (1979), quanto a localização e ao tipo de célula secretora.

 

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Figura 1 - Vista frontal da epiderme da face adaxial da folha.

 

 

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Figura 2 - Corte transversal do limbo foliar mostrando glândulas secretoras (seta).

 

A folha é hipoestomática com estômatos do tipo anomocítico (figura 3), conforme citado em Metcalfe & Chalk (1979) na descrição da família. Na nervura central, os estômatos aparecem esporadicamente e possuem maior tamanho, também constatado por Hardwick et al. (1983) e Gomes & Kozlowski (1988).

 

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Figura 3 - Vista frontal da epiderme da face abaxial da folha.

 

Em ambas as faces da folha, ocorrem dois tipos de tricomas tectores: estrelados (em tufos) e simples, localizados principalmente na nervura principal, e dois tipos de tricomas glandulares: um de haste longa e um curto, localizados em todas as nervuras.

Os tricomas tectores estrelados ou em tufos são multicelulares e ramificados, originando de uma base levemente alargada, comum, com pedunculo individualizado, possui número variável de células, de dois a nove , de leve curvatura e cutícula espessa (fig.10), enquanto o tricoma tector simples é unicelular, longo com base levemente alargada, ligeiramente curvado e cutícula espessa. Segundo Ehleringer (1984), o valor adaptativo dos tricomas foliares está relacionado à economia de água pelo vegetal, através de um aumento na reflexão da radiação solar, que reduz a tamperatura foliar e consequentemente a transpiração, ou através do aumento da espessura da camada de ar pela qual a água deve difundir.

Os tricomas glandulares são multicelulares e multisseriados. O tipo longo é pedunculado, a haste tem, em média, sete células longas encimado por uma cabeça secretora multisseriada (figura 4).

 

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Figura 4 - Corte paradérmico da lâmina foliar ao nível da nervura central contendo tricomas tectores (seta menor) e tricoma glandular de haste longa (seta maior).

 

O tipo curto também é pedunculado, haste em média com três células curtas e encimado por uma cabeça secretora multisseriada. Vale ressaltar o trabalho de Hardwick et al. (1983) que trabalhando com folhas novas de cacaueiro, encontraram quatro tipos de tricomas nas nervuras das faces adaxial e abaxial. Segundo os autores os tricomas A e B apesar da aparência glandular não apresentavam secreções, discordando dos nossos resultados. Porém, vale considerar que os autores não fizeram testes microquímicos, nem cortes histológicos dos tricomas.

As células da cabeça do tricoma glandular são cobertas por uma cutícula, sob a qual a secreção se acumula; no tricoma glandular de haste longa, a cutícula da cabeça não se rompe para que haja a liberação da substância secretada .

Nas folhas novas, os tricomas glandulares possuem cabeça de pigmentação vermelha. Observa-se também, que o contéudo da epiderme que dá a coloração avermelhada, reage muito rapidamente com a água e ar tornando-se incolor. Esse contéudo se mantém por um pouco mais de tempo em glicerol, indicando tratar-se de substância de alta oxidação. Hardwick et al. (1983) preconizam que essa pigmentação vermelha verificada nos tricomas e epidermes foliares reflete eficientemente as ondas curtas da radiação solar, consequentemente, assegurando a manutenção de baixa temperatura no tecido vascular da folha. Nas folhas adultas , os tricomas glandulares de haste longa possuem cabeça marrom, cujo contéudo evidencia o acúmulo de compostos fenólicos; além disso, geralmente apresentam as células da haste colapsadas (figura 5). Appezzato-da-Gloria (1993) observou que durante a senescência os coléteres de Mandevilla passam da cor verde para a cor marrom devido a lignificação.

 

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Figura 5 - Tricoma glandular de haste longa colapsada (seta).

 

O mesofilo é dorsiventral, com parênquima paliçádico em duas ou três camadas com células alongadas, dispostas compactamente sendo interrompido apenas ao nível das nervuras e na região do bordo foliar. O parênquima lacunoso apresenta células de tamanho regular, dispostas em média por sete camadas de células, sendo algumas destas, células coletoras (figura 7), formando amplos espaços intercelulares. Encontram-se numerosos feixes colaterais ao longo do mesofilo, envolvidos por uma bainha esclerenquimática que se estende até as epidermes (figura 6). Fontenelle et al.(1993) afirmam que a extensão da bainha esclerenquimática, pode ser considerada como uma estrutura de proteção fisiológica de fatores ambientais, principalmente para a alta incidência luminosa.

 

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Figura 6 - Corte transversal do limbo foliar mostrando células coletoras (seta menor) e bainha esclerenquimática (seta maior).

 

 

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Figura 7 - Corte transversal do limbo foliar mostrando célula coletora (seta).

 

Na nervura central da folha, o colênquima ocorre nos dois lados, sendo maior o número de camadas voltado para a epiderme adaxial. Segue-se o parênquima de preenchimento. Uma bainha esclerenquimática envolve o sistema vascular é fechado e do tipo colateral. No interior ocorre parênquima constituido de células que acumulam grãos de amido, entre as quais ocorrem um ou mais canais de mucilagem (figura 8).

 

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Figura 8 - Corte transversal do limbo foliar mostrando a nervura central e estruturas internas.

 

A análise do material diafanizado, mostra que, na região mediana da lâmina até o ápice, as nervuras laterais correm para a margem, numa orientação arqueada sem a atingir e sem formar laços para a frente, ramificações Brochidródomas, e a região mediana da lâmina para a base, as nervuras laterais também correm para a margem, numa orientação reta, ramificações Eucamptodromos. Segundo Hickey (1979) este padrão de nervação se enquadra no tipo Camptodroma com ramificações mistas, Brochidródomas e Eucamptodromos.

A diafanização permite, também, observar muitas células com diferentes inclusões de cristais, sendo encontrada nos formatos prismáticos e drusas. Através dos cortes realizados ficou constatado, maior predominância de idioblastos contendo drusas nas células do pecíolo, comparado as do caule e da nervura principal do limbo.

A estrutura anatômica do pecíolo, caracteriza-se pela presença de epiderme unisseriada, recoberta por cutícula delgada e presença de tricomas tectores e glandulares, semelhantes aos descritos para o limbo. Sob a epiderme encontra-se três a quatro camadas de colênquima do tipo anelar que lignifica-se com o desenvolvimento. Segue-se o parenquima cortical contendo canais de mucilagem e drusas. A última camada do córtex caracteriza-se por uma bainha de células parenquimáticas contendo grãos de amido sob a qual verifica-se várias camadas de fibras perivasculares; o sistema vascular da porção terminal, próxima ao limbo foliar, frequentemente tem um a vários feixes acessórios imersos na medula, as vezes, quando ocorre apenas um feixe vascular acessório este pode formar um anel mais interno completo imerso na medula. Na porção média do pecíolo, o sistema vascular aparece como um feixe colateral contínuo encerrando a medula e na porção basal do pecíolo, o sistema vascular aparece como um círculo de feixes separados, porém dispostos muito próximos. A medula é constituida de células parenquimáticas contendo grãos de amido, ocorrem idioblastos contendo drusas e canais de mucilagem. Esses dados complementam a descrição feitas por Metcalfe & Chalk (1979) quanto a diferentes seções de cortes tomadas ao longo do pecíolo, indicando as variações existente no sistema vascular.

A estrutura anatômica do caule na região do 3o nó (figura 9), caracteriza-se pela presença de epiderme recoberta por cutícula delgada e presença de estômatos e de tricomas tectores e glandulares. Porém, neste setor, verifica-se divisões periclinais na camada subepidérmica, indicando a instalação do felogênio; essa informação, também complementa a descrição feita por Metcalfe & Chalk (1979). O colênquima apresenta cerca de seis camadas de células, sendo que, algumas células apresentam lignificação indicando que, com o desenvolvimento, ocorre a esclerificação destas camadas.O parênquima cortical possui aproximadamente sete camadas de células, entre as quais ocorrem canais de mucilagem e idioblastos contendo drusas. A última camada cortical caracteriza-se por uma bainha amilífera. Ocorre um anel descontínuo de fibras do floema primário. O floema secundário caracteriza-se pela intercalação de faixas de fibras e células condutoras, além de apresentar raios parenquimáticos amplos constituidos de células que podem acumular amido ou apresentar drusas (figura 10). Segue-se o câmbio vascular, o xilema secundário e xilema primário. A medula é ampla, constituida de células parenquimáticas contendo grãos de amido. Entre estas ocorrem idioblastos contendo drusas e os canais de mucilagem. Ocorre a esclerificação da medula com o desenvolvimento.

 

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Figura 9 - Corte transversal do caule mostrando a organização do sistema vascular e dos canais de mucilagem (seta).

 

 

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Figura 10 - Corte transversal do caule mostrando a organização do sistema vascular e do tricoma tector (seta).

 

Os canais secretores de mucilagem estão presentes, em todos os órgãos vegetativos analisados, no parênquima cortical e medular do caule e do pecíolo e no parênquima fundamental da nervura central. Os cortes longitudinais do caule e pecíolo, evidenciam que os canais de mucilagem possuem forma e diâmetro variado e tendem a fusionar-se longitudinalmente formando um único e longo canal. Nos cortes realizados, observa-se que, a mucilagem eliminada quando em contato com a água se hidrata e aumenta de volume. Segundo Jordaan & Kruger (1992) a presença de mucilagem com alta capacidade de hidratação pode ser ecologicamente importante para economia de água nas plantas. Apesar de não ter sido feito o estudo ontogenético do canal de mucilagem, Metcalfe & Chalk (1979) consideram a origem destes como sendo, parte lizógena e parte esquizógena.

 

CONCLUSÕES

- A folha é hipoestomática, com estômatos anomocíticos.

- A lâmina foliar apresenta tricomas tectores, tricomas glandulares e células secretoras de mucilagem na epiderme adaxial.

- O mesofilo é dorsiventral, apresentando bainha esclerenquimática e células coletoras no parênquima lacunoso.

- O padrão de venação é do tipo camptodroma com ramificações mistas brochidrodomas e eucamptodromos.

- O parênquima cortical e medular do pecíolo e caule, e o parênquima cortical da nervura central do limbo foliar apresentam canais de mucilagem.

 

REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS

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Recebido para publicação em 08.06.95
Aceito para publicação em 20.09.95