Uso da espectroscopia no infravermelho próximo para a discriminação de espécies

Qual é o problema da pesquisa?

A discriminação correta das plantas em áreas ricas e ameaçadas como as florestas tropicais é fundamental para a sustentabilidade e resgate da história evolutiva das espécies, e considerando a diversidade e variação morfológica, entende-se que o uso de ferramentas mais elaboradas é essencial ao reconhecimento e elucidação das relações entre as espécies.

As samambaias constituem um dos grupos mais diversos entre as plantas vasculares, podendo ser terrícolas, rupícolas e ainda epífitas como é o caso dos representantes do gênero Microgramma (Figura 1). Este gênero é considerado monofilético, ou seja, todas as espécies descendem de um mesmo ancestral comum. No entanto, a variação morfológica, semelhanças fenotípicas e a grande distribuição geográfica observadas entre essas espécies que são proximamente relacionadas, podem resultar em identificações imprecisas dentro de um grupo com histórico taxonômico conflituoso e relativamente pouco estudado.

Figura 1. Representantes do gênero Microgramma. 1. Microgramma crispata; 2. Microgramma vacciniifolia; 3. Microgramma percussa; 4. Microgramma baldwinii; 5. Microgramma dictyophylla; 6. Microgramma squamulosa; 7. Microgramma megalophylla; 8. Microgramma geminata; 9. Microgramma persicariifolia; 10. Microgramma mauritiana; 11. Microgramma thurnii; 12. Microgramma lindbergii; 13. Microgramma lycopodioides; 14. Microgramma reptans.

Como a pesquisa foi realizada?

Foram coletadas e analisadas frondes secas e inteiras a partir de exsicatas oriundas dos herbários BHCB, HSTM e INPA em um total de 100 espécimes pertencentes a treze espécies do gênero Microgramma. A obtenção de leituras espectrais teve duração de 30 segundos por leitura e foram coletados pelo instrumento denominado espectrofotômetro (Figuras 2; 3). O poder de discriminação entre as espécies por meio da Espectroscopia no Infravermelho Próximo foi avaliado através da construção de modelos espectrais baseada em conjuntos de dados foliares. Esses conjuntos de dados foram explorados posteriormente através de diferentes técnicas estatísticas, comparando-se ao final o percentual de predições corretas em cada modelo, para cada espécime, e a nível geral de classificação das espécies.

Figura 2. Imagem do equipamento FT-NIR MDS

Qual a importância da pesquisa?

Pesquisas que testam e comprovam técnicas capazes de discriminar espécies de forma rápida e eficaz são essenciais no processo de reconhecimento da biodiversidade. A Espectroscopia no Infravermelho Próximo (FT-NIRs), testada pela primeira vez no grupo das samambaias nesta pesquisa, mostrou ser uma ferramenta promissora e de grande acurácia para discriminar espécies amplamente distribuídas e evolutivamente próximas, e, portanto, suscetíveis a diversos processos que resultam em inconsistências taxonômicas.

Este estudo, que utiliza uma técnica conhecida em diversas áreas da ciência, porém relativamente nova na taxonomia de plantas, serve de base para que futuras pesquisas explorem a ferramenta neste e em outros grupos não completamente compreendidos com a finalidade de auxiliar na circunscrição de espécies.

Figura 3. Coleta de dados espectrais.

Paiva, D. N. A. 2020. DISCRIMINAÇÃO DE ESPÉCIES DE SAMAMBAIAS NEOTROPICAIS (POLYPODIACEAE): UMA ABORDAGEM INTEGRATIVA. Dissertação de mestrado. Programa de Pós-Graduação em Biodiversidade. UFOPA.

Orientadora: Dra. Thaís Elias Almeida

Paiva, D. N. A. ; Perdiz, R. O. ; Almeida, Thais Elias. Using near-infrared spectroscopy to discriminate closely related species: a case study of neotropical ferns. JOURNAL OF PLANT RESEARCH, 2021. [Artigo aceito para publicação]