Abstract In order to establish a link between the evolutionary history and the photochemical attributes, measurements of chlorophyll (Chl) a fluorescence were made in Cattleya warneri, C. shofieldiana and C. harrisoniana exposed to high irradiance for 5, 35, and 120 min (hereafter referred to as treatments T5, T35, and T120, respectively). The following questions are addressed: (1) Is the increased energy dissipation enough to counterbalance the excess energy that drives photosynthesis at different times of high irradiance exposure? (2) Is there an influence of the incidence and duration of light radiation on Cattleya species in full sunlight, compared to Cattleya species submitted to low irradiance? Higher relative variable fluorescence at the J-step (Vj) values followed by the lower quantum yield of electron transport (ψEo) indicate the accumulation of reduced Quinone A (QA) proportionally of sunflecks exposure time in C. warneri. The higher performance index (PIABS) and plasticity index values in C. schofieldiana indicate higher efficiency in modulating the photosynthetic apparatus under sunflecks. C. harrisoniana shows the lowest plasticity index, suppression of maximum fluorescence (Fm), and no recovery of PIABS after sunflecks. This study evidences the importance of physiological plasticity in the current geographic distribution of Cattleya in response to light pulses in species derived from fragmented habitats and the maintenance of shade to species of more primitive clades.

Resumo Com o objetivo de estabelecer uma ligação entre a história evolutiva e os atributos fotoquímicos, medidas de fluorescência da clorofila (Chl) a foram feitas em Cattleya warneri, C. shofieldiana e C. harrisoniana expostas à alta irradiância por 5, 35 e 120 min (T5, T35 e T120, respectivamente). As seguintes questões são abordadas: (1) O aumento da dissipação de energia é suficiente para contrabalançar o excesso de energia que impulsiona a fotossíntese em diferentes tempos de exposição à alta irradiância? (2) Existe influência da incidência e duração da radiação luminosa em espécies de Cattleya a pleno sol, em comparação com espécies de Cattleya submetidas a baixa irradiância? A maior fluorescência variável relativa no ponto J (Vj) seguida do menor rendimento quântico do transporte de elétrons (ψEo) indicam o acúmulo de Quinona A (QA) reduzida proporcionalmente ao tempo de exposição às manchas solares em C. Waeneri. Os maiores valores de índice de desempenho (PIABS) e do índice de plasticidade em C. schofieldiana indicam maior eficiência na modulação do aparato fotossintético em resposta às manchas solares. C. harrisoniana apresenta menor índice de plasticidade, supressão da fluorescência máxima (Fm) e nenhuma recuperação de PIABS após exposição às manchas solares. Este estudo evidencia a importância da plasticidade fisiológica na distribuição geográfica atual de Cattleya em resposta a pulsos de luz em espécies derivadas de habitats fragmentados e a manutenção do sombreamento para espécies de clados mais primitivos.

Resumo A tolerância à baixa disponibilidade hídrica é fator decisivo para o crescimento e sobrevivência das orquídeas em seu ambiente natural. O objetivo deste estudo foi caracterizar os atributos fotoquímicos de duas orquídeas epífitas (Cattleya warneri e Miltonia spectabilis) sob déficit hídrico (WD). A fluorescência da clorofila a foi registrada em folhas jovens e totalmente expandidas de 5 plantas/espécie adaptadas ao escuro por 60 minutos, entre 6 e 9 h da manhã, a 0, 30, 60 e 90 dias de WD, usando um fluorômetro Handy-PEA (Hansatech, Reino Unido). Aumentos nas fases O-J e J-I, bandas L e K e diminuição da fase I-P foram observados após 30 dias de DW, principalmente em C. warneri. A diminuição da capacidade de redução da quinona A (QA) e das propriedades cinéticas requeridas para reações redox do pool de plastoquinona, a perda de conectividade energética entre unidades de fotossistema II (FSII), a inativação do complexo de evolução do oxigênio e a manutenção da taxa global de redução do pool aceptores de elétrons do fotossistema I foram observadas em M. spectabilis, espécie evidentemente mais tolerante. A maior habilidade dessa espécie em manter o conteúdo relativo de água nos tecidos fotossintéticos permite maior atividade fotoquímica.

Abstract The tolerance to low water availability is a decisive factor for growth and survival of orchids in their natural environment. The objective of this study was to characterize the photochemical traits of two epiphytic orchids (Cattleya warneri and Miltonia spectabilis) under water deficit (WD). Chlorophyll a fluorescence signals were recorded from young and fully expanded leaves of 5 plants/species after dark-adaption for 60 minutes, between 6-9 a.m. after 0, 30, 60, and 90 days of WD, using a Handy-PEA fluorometer (Hansatech, UK). Increases of O-J and J-I phases and L and K-bands and decreases of I-P phase were observed after 30 days of WD, especially in C. warneri. Decreases in the capacity to photochemically reduce quinone A (QA) and the kinetic properties required for redox reactions of the plastoquinone pool, the loss of energetic connectivity between units of PSII, inactivation of the oxygen evolution complex, and decrease of the overall rate of reducing the electron acceptor pool of photosystem I were observed in M. spectabilis, a more tolerant species. The greater ability of this species to maintain higher relative water content (RWC) in photosynthetic tissues allows greater photochemical activity.