Physiological and anatomical features of Cd-tolerance in Pfaffia glomerata were examined by exposing plantlets to nutrient solutions with increasing Cd concentrations (0, 15, 45, and 90 µmol Cd L-1), and possible Cd-tolerance markers were established. Cd contents were found to be higher in roots than in shoots. According to the bio-concentration factor data, this species is effectively a Cd-hyperaccumulator, as previously attested. Cd induced the appearance of xeromorphic characteristics in leaves (decreased water potential, increased numbers and decreased stomata size) and increased root endodermis thickness. The enzymatic antioxidant systems of roots and leaves were differently affected by Cd. The coordinated activities of antioxidant enzymes were effective in reducing Cd-induced reactive oxygen species in plants, mainly in leaves. Root endodermis thickness, stomatal size and numbers, root superoxide dismutase, and guaiacol peroxidase, as well as leaf guaiacol peroxidase and catalase activities can all be considered Cd-tolerance markers in Pfaffia glomerata. Due to its high root Cd accumulation, Pfaffia glomerata may be useful in Cd-phytoextraction programs, however the pharmacological use of plants grown in the presence of Cd must be avoided.

As mudanças globais englobam importantes alterações nos padrões normais de processos bioquímicos e biofísicos da Terra. Os reais efeitos e retroalimentações das mudanças globais sobre a vegetação ainda são incertos. Parte das incertezas pode ser atribuída à falta de atenção de cientistas e políticos para a vegetação, enquanto componente do sistema terrestre. Entretanto, algumas questões sobre as mudanças globais poderiam ser mais bem esclarecidas por abordagens mais voltadas à ecofisiologia vegetal. Nesse artigo, alguns pontos relacionados e esses problemas, como as limitações em se abordar a vegetação como um componente estático da atmosfera enquanto outros subsistemas do sistema terrestre são dinâmicos, são discutidos. Dentro dessa perspectiva, essa revisão traz uma reflexão inicial do papel da vegetação, em termos de estrutura e funcionamento, no contexto das mudanças globais. Para isso, foi feita uma revisão das terminologias relacionadas às mudanças globais e ao sistema terrestre, buscou-se ilustrar alguns dos principais temas de pesquisa da ecofisiologia vegetal no contexto das mudanças globais. Foram feitas considerações em relação ao tratamento de plantas como sistemas complexos, o que é importante para o estudo de aspectos relacionados à sensibilidade, estabilidade e vulnerabilidade a variações ambientais. Finalmente, são discutidas alternativas que podem ser utilizadas para incorporar aspectos do funcionamento da vegetação, de forma dinâmica, em estudos de mudanças globais, considerando o desafio de mudança de escalas. Espera-se que essa revisão possa auxiliar pesquisadores subsidiando suas estratégias de identificação e compreensão dos efeitos potenciais das mudanças globais sobre os processos mais vulneráveis da vegetação, da folha ao globo.

The global changes are marked by alteration on the normal patterns of important biochemical and biophysical processes of the Earth. However, the real effects as well as the feedbacks of the global changes over vegetation are still unclear. Part of this uncertainty can be attributed to the inattention of stakeholders and scientists towards vegetation and its complex interrelations with the environment, which drive plant physiological processes in different space-time scales. Notwithstanding, some key subjects of the global changes could be better elucidated with a more plant physiological ecology approach. We discuss some issues related to this topic, going through some limitations of approaching vegetation as a static component of the biosphere as the other sub-systems of the Earth-system change. With this perspective, this review is an initial reflection towards the assessment of the role and place of vegetation structure and function in the global changes context. We reviewed the Earth-system and global changes terminology; attempted to illustrate key plant physiological ecology researches themes in the global changes context; consider approaching plants as complex systems in order to adequately quantify systems characteristics as sensibility, homeostasis, and vulnerability. Moreover, we propose insights that would allow vegetation studies and scaling procedures in the context of the Earth-system. We hope this review will assist researchers on their strategy to identify, understand and anticipate the potential effects of global changes over the most vulnerable vegetation processes from the leaf to the global levels.

A poluição por metais pesados, particularmente pelo cádmio (Cd), é gerada principalmente pelas atividades de mineração e industrial, uso de adubos fosfatados e lodo de esgotos. Com o objetivo de avaliar o efeito do Cd em características fisiológicas e anatômicas, mudas de eucalipto foram plantadas em concentrações crescentes de Cd em solução nutritiva. As mudas de Eucalyptus camaldulensis permaneceram durante 20 dias em vasos de 1 L contendo solução nutritiva de Clark, sendo os tratamentos de 0, 15, 25, 45 e 90 mmol Cd L-1 fornecido como CdSO4. Durante o período experimental, foram realizadas avaliações de estado hídrico e de teores de pigmentos nas datas 1, 3, 6, 12 e 20 dias após indução dos tratamentos (DAT). As avaliações de produção de fitomassa, teores de Cd e características anatômicas foram feitas com material vegetal coletado no final do período experimental. Houve redução na produção de matéria seca, mesmo nas menores concentrações do elemento. Os teores de clorofila diminuíram com o aumento da concentração de Cd aos 20 DAT, enquanto os teores dos carotenoides foram maiores nas concentrações de 45 e 90 mmol Cd L-1. A peroxidação de lipídeos nas folhas foi crescente com o aumento da concentração do metal aos 20 DAT, enquanto nas raízes o efeito do Cd foi pouco acentuado. O potencial hídrico aumentou em todas as concentrações de Cd aos 12 e 20 DAT. As espessuras dos tecidos radiculares também aumentaram com o aumento das doses de Cd, porém as do mesofilo e do limbo foliar diminuíram. Portanto, os resultados obtidos evidenciam que o tempo de exposição e maiores doses de Cd acentuam os danos ocorridos em E. camaldulensis para a maioria das características avaliadas. Algumas alterações observadas revelam o potencial de tolerância de plantas de E. camaldulensis à exposição ao Cd.

Pollution caused by heavy metals, mainly by cadmium (Cd), is generated by mining and industrial activities, and by the use of phosphated fertilizers and sewage sludge in agriculture. Aiming to investigate the Cd effects on physiological and anatomical features, eucalyptus seedlings in Cd-increasing concentrations in nutrient solution. Seedlings of Eucalyptus camaldulensis remained for 20 days in 1L vases with Clark solutions, and the treatments with 0, 15, 25, 45 and 90 mmol Cd L-1 supplied as CdSO4. Water potential, water potential and pigment content evaluations were carried out on dates 1, 3, 6, 12 and 20 days after treatments induction (DAE). Evaluations of mass production, Cd contents and anatomical characteristics were made with vegetal matter collected in the end of the experimental period. There was a decrease on dry matter production, even in the lowest Cd concentration. Total chlorophyll content decreased with the increase of Cd content in nutrient solution at 20 days after exposure (DAE) whereas carotenoid contents were the highest at 45 and 90 mmol Cd L-1. Lipid peroxidation in leaves increased with increasing Cd levels at 20 DAE, whereas in root, the effect of Cd was less pronunciated. Water potential increased at all Cd concentration at 12 and 20 DAE. Root tissues thickness also increased increased as Cd levels increased, but mesophyll and leave blade thickness decreased. Thus, the results indicate that the exposure time and higher doses of Cd accentuate damages in E. camaldulensis for most of the evaluated traits. Some changes observed reveal the tolerance potential of E. camaldulenses to Cd-exposition.