Universidade Federal do Rio de Janeiro Museu Nacional

Aspectos quimiotaxonômicos da família Bignoniaceae

Franciane Auxiliadora Cipriani

2006

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UFRJ

ASPECTOS QUIMIOTAXONÔMICOS DA FAMÍLIA BIGNONIACEAE

Franciane Auxiliadora Cipriani

Dissertação de Mestrado apresentada ao

Programa de Pós-graduação em Ciências

Biológicas (Botânica), Museu Nacional, da

Universidade Federal do Rio de Janeiro, como

parte dos requisitos necessários à obtenção do

título de Mestre em Ciências Biológicas

(Botânica).

Orientadores: Dra. Maria Auxiliadora Coelho Kaplan NPPN - UFRJ Dr. Geraldo Luiz Gonçalves Soares Departamento de Botânica - UFRGS

Rio de Janeiro

Julho, 2006

FICHA CATALOGRÁFICA

Cipriani, Franciane Auxiliadora.

Aspectos quimiotaxonômicos da famíliaBignoniaceae- Rio de Janeiro: UFRJ/ Museu Nacional,2006.

73f.: 50il.; 31 cm. Orientadores: Maria Auxiliadora Coelho Kaplan e Geraldo Luiz Gonçalves Soares Dissertação (mestrado) – UFRJ/ Museu Nacional/

Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas(Botânica), 2006.

Referências Bibliográficas: f. 67-73. 1. Angiospermae. 2. Bignoniaceae. 3. Quimiotaxonomia. 4. Dissertação. I. Cipriani, Franciane Auxiliadora. II. UniversidadeFederal do Rio de Janeiro, Museu Nacional -Programa de Pós Graduação em CiênciasBiológicas (Botânica). III. Aspectosquimiotaxonômicos da família Bignoniaceae.

ASPECTOS QUIMIOTAXONÔMICOS DA FAMÍLIA BIGNONIACEAE

Franciane Auxiliadora Cipriani

Orientador (es) Maria Auxiliadora Coelho Kaplan Geraldo Luiz Gonçalves Soares

Dissertação de mestrado submetida ao Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas (Botânica), Museu Nacional, da Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ciências Biológicas (Botânica). Aprovada por: _______________________________

Presidente, Prof. Dra. Maria Auxiliadora Coelho Kaplan _______________________________ Prof. Dra. Maria Raquel Figueiredo _______________________________ Prof. Dra. Helena Regina Pinto Lima

Rio de Janeiro Julho 2006

RESUMO

ASPECTOS QUIMIOTAXONÔMICOS DA FAMÍLIA BIGNONIACEAE

Franciane Auxiliadora Cipriani

Orientadores Maria Auxiliadora Coelho Kaplan Geraldo Luiz Gonçalves Soares

Resumo da Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas (Botânica), Museu Nacional, da Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ciências Biológicas (Botânica). O presente trabalho apresenta o estudo da química das espécies da família Bignoniaceae, visando obter informações importantes para a caracterização taxonômica desse grupo. Os dados micromoleculares foram obtidos através de consultas a obras de referência e periódicos especializados. Análise dos diferentes parâmetros quimiossitemáticos, para o universo de dados reunidos para Bignoniaceae permite considerar o táxon dentro do grupo evoluído de Dahlgren – Lamiiflorae. O perfil químico de Bignoniaceae, caracteriza-se pela ocorrência de terpenóides, quinonas, derivados aromáticos especiais e flavonóides, sendo que a biossíntese dos seus metabólitos especiais baseia-se, principalmente, na via do ácido acético. O Índice de Herbacidade encontrado para a família indica o hábito arbustivo dominando sobre árvores, reforçando a lignificação do táxon. O cálculo da fo/fl = 2,21 explica a predominância de uma química mais evoluída para a família. A tribo Tecomeae é aquela que apresenta o perfil químico mais parecido com o determinado para família, sendo a classe Iridóides um verdadeiro marcador taxonômico para a família Bignoniaceae e para a tribo Tecomeae. Através da análise dos coeficientes de Jaccard e de Dice, foram obtidos dendogramas que mostram Tecomeae e Bignonieae formam um agrupamento, o que tem similaridade com a tribo Oroxyleae. As tribos Coleeae e Crescentieae também formam um agrupamento. Esses dois grupos mostram afinidade entre si. A tribo Eccremocarpeae mantém baixa similaridade com todas as outras tribos. Estes resultados mostraram-se coerentes com as características morfológicas das referidas tribos. Palavras-chave: Angiospermae, Bignoniaceae, Quimiotaxonomia, Biossíntese.

Rio de Janeiro

Julho 2006

ABSTRACT

BIGNONIACEAE CHEMOTAXONOMIC ASPECTS

Franciane Auxiliadora Cipriani

Advisors Maria Auxiliadora Coelho Kaplan Geraldo Luiz Gonçalves Soares

Abstract da Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós-graduação em Ciências Biológicas (Botânica), Museu Nacional, da Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ciências Biológicas (Botânica). The present study refers to the micromolecular chemistry of the family Bignoniaceae looking for new important information on the taxonomic characterization of this taxon. The chemical data were obtained from the specialized literature. Analysis of different chemosystematic parameters gathered in the universe of data for Bignoniaceae allows to consider this taxon in the Dahlgren’s developed superorder Lamiiflorae. The Bignoniaceae chemical profile is characterized by metobolites from the acetic acid biosynthetic route and by the occurrence of terpenoids, quinones, special aromatic derivatives besides flavonoids. The Herbacity Index (HI) calculated for the family indicates the shurb habit dominating on trees reinforcing the taxon lignification degree. The ration flavone/flavonol, fo/fl=2,21, shows the predominance of a more developed chemistry for the family. The tribe Tecomeae presents a chemical profile analogous to be a true chemotaxonomic marker for the both Bignoniaceae and the tribe Tecomeae. Analysis of the Jaccard and the Dice coefficients resulted in a diagram placing Bignonieae and Tecomeae in a unique group with similarity to the tribe Oroxyleae. The tribes Coleeae and Crescentieae also form a group. Both these groups present similarity degrees. The tribe Eccremocarpeae shows low similarity to all the other tribes. These similarity degrees were coherent with the chemical parameters and also with the morphological characters of the mention tribes. Kew-words: Angiospermae, Bignoniaceae, Chemotaxonomy, Biosynthesis.

Rio de Janeiro Julho 2006

AGRADECIMENTOS

A Deus pela sua presença.

Aos meus pais, Savinho e Vera, por sempre acreditarem nas minhas opções,

pelo amor e apoio incondicional.

Aos meus irmãos Christian e Francis por estarem sempre do meu lado.

A minha vó Madalena por tudo que ela representa na minha vida.

A minha família pelo amor, respeito e apoio em todas as ocasiões.

Ao Lucas por todos os momentos maravilhosos vividos, pela paciência,

carinho e incentivo sempre presentes.

As famílias Rocha e Matheus por me acolherem como uma filha.

A Dra. Maria Auxiliadora Coelho Kaplan pela orientação sublime, pelos

valiosos ensinamentos, confiança, incentivo e pelas maravilhosas horas de

convivência.

Ao Dr. Geraldo Luiz Gonçalves Soares pela orientação desde os tempos de

Iniciação Científica, pelo estímulo e apoio absoluto, e principalmente pela amizade e

carinho sempre constantes ao longo desses anos.

A Dra. Lúcia Gaez Lohmann pela simpatia, disponibilidade e ajuda no estudo

das Bignoniaceae.

A Fernanda Cidade pela fundamental ajuda na análise de similaridade

química.

Aos amigos do Laboratório 016 do NPPN pela ajuda, estímulo, companhia,

experiências compartilhadas e boas risadas.

Aos amigos Andrey, Isabel, Melissa, Sara, Kellen e Carol por sempre

acreditarem em mim e por todos os inesquecíveis momentos compartilhados.

Aos amigos da “Pé de Macaco” pelos maravilhosos anos de convivência e por

continuarem me acolhendo em Juiz de Fora.

Aos amigos da Pós-Graduação em Botânica do Museu Nacional por todos os

poucos, porém agradáveis momentos.

Aos professores do Programa de Pós-Graduação em Botânica do Museu

Nacional pelos ensinamentos transmitidos.

Às gestões da coordenação do Programa de Pós-Graduação em Botânica do

Museu Nacional, representada pelas Professoras Dra. Heloísa Carvalho, Dra.

Andréa Costa, Dra. Cláudia Bove e Dra. Cristiana Koschnitzke.

Aos professores do Curso de Ciências Biológicas da Universidade Federal de

Juiz de Fora por todo conhecimento transmitido, que foi fundamental para a minha

formação como bióloga.

A Dra. Helena Regina Pinto Lima pela revisão da dissertação e pelas

sugestões.

A Dra. Maria Isabel Sampaio dos Santos e Max Kaplan pela ajuda e pelas

dicas de trabalho e de vida.

À CAPES, Coordenação do Aperfeiçoamento do Pessoal do Nível Superior,

pela bolsa concedida durante a realização desta dissertação.

À minha família

"Transformar o medo em respeito, o respeito em confiança.

Descobrir como é bom chegar quando se tem paciência. E pra se chegar onde quer que seja,

não é preciso dominar a força, mas a razão. É preciso, antes de mais nada: QUERER."

(Amyr Klink)

ÍNDICE

LISTA DE ABREVIATURAS i

RELAÇÃO DE TABELAS iii

RELAÇÃO DE FIGURAS iv

INTRODUÇÃO 1

A família Bignoniaceae 4

METODOLOGIA 19

Número de Ocorrências (NO) 19

Percentagem de Número de Ocorrências (NO%) 19

Índice Químico-Morfológico (IH) 21

Índices de Proteção de hidroxilas flavonoídicas (IM; IG) 21

Avanço Evolutivo referente à proteção de hidroxilas flavonoídicas (AEM; AEG) 22

Índice de Desproteção (ID) 22

Avanço Evolutivo em relação à desproteção das hidroxilas flavonoídicas (AED) 22

Índice de Proteção Total (IP) 22

Avanço Evolutivo referente à proteção total das hidroxilas flavonoídicas (AEP) 23

Relação flavona / flavonol (fo/fl) 23

Relação chiquimato / acetato 23

Análise de Similaridade Química entre as Tribos de Bignoniaceae 23

RESULTADOS E DISCUSSÃO 26

Perfil Químico Geral da Família Bignoniaceae 26

Derivados da rota biossintética do ácido acético 27

Derivados da rota biossintética do ácido chiquímico 31

Derivados de biossíntese mista 32

Perfil Químico das Tribos de Bignoniaceae 34

Tribo Tecomeae 41

Tribo Oroxyleae 47

Tribo Eccremocarpeae 51

Tribo Crescentieae 52

Tribo Colleae 54

Tribo Bignonieae 57

Similaridade química entre as tribos de Bignoniaceae 60

CONCLUSÕES 65

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 67

LISTA DE ABREVIATURAS

AED - Avanço evolutivo em relação a desproteção das hidroxilas flavonoídicas

AEG - Avanço evolutivo de proteção das hidroxilas flavonoídicas através de

glicosilação

AEM - Avanço evolutivo de proteção das hidroxilas flavonoídicas através de

metilação

AEP - Avanço evolutivo referente à proteção total das hidroxilas flavonoídicas

ALC – Alcalóides

ALCC – Alcalóides derivados da via do ácido chiquímico

ALCK – Alcalóides derivados do Ciclo de Krebs

ALCKI – Alcalóides derivados do Ciclo de Krebs + alcalóides iridoídicos

ALCI – Alcalóides iridoídicos

ANT – Antraquinonas

ANTO - Antocianinas

DArE – Derivados aromáticos especiais

BNOR - Bisnoriridóides

CHAL – Chalconas

chi/ace– Relação chiquimato / acetato

C6-C1 – Derivados do ácido benzóico

C6-C2 – Derivados de acetofenonas

C6-C3 – Derivados do ácido cinâmico

C10 - Iridóide carbocíclico com 10 átomos de carbono

C9 - Iridóide carbocíclico com 9 átomos de carbono

C8 - Iridóide carbocíclico com 8 átomos de carbono

DCLA - Derivados de cadeia longa da via do acetato

DIT – Diterpenos

EST – Esteróis

FLA – Flavonóides

FLVA – Flavan-3,4-diol

FNOL – Flavonóis

fo/fl - Relação flavona / flavonol

FONA - Flavonas

HFOL – Diidroflavonóis

HFON – Diidroflavonas

ID – Índice de Desproteção

IG – Índice de Proteção de hidroxilas flavonoídicas por glicosilação

IH – Índice de Herbacidade

IM – Índice de Proteção de hidroxilas flavonoídicas por metilação

IP – Índice de Proteção Total

IRC – Iridóides carbocíclicos

IRI – Iridóides

IS – Índice de Sporne

LGN – Lignanas

MON – Monoterpenos não iridoídicos

NAF – Naftoquinonas

NO – Número de ocorrências

NO% - Percentagem de número de ocorrências

Nor-C10 – Noriridóide que perdeu o átomo de carbono 10

Nor-C11 – Noriridóide que perdeu o átomo de carbono 11

O-Glc –Hidroxila flavonoídica protegida por glicosilação

OH livre – Hidroxila flavonoídica desprotegida

O-Me – Hidroxila flavonoídica protegida por metilação

O-Me/O-Glc –Hidroxila flavonoídica com proteção dupla

QUI - Quinonas

SECO - Secoiridóides

TER - Terpenóides

TRI – Triterpenóides pentacíclicos

RELAÇÃO DE TABELAS

Pág. Tabela 1. Relação dos gêneros válidos para a família Bignoniaceae segundo

FISCHER et al., 2004. 20

Tabela 2. Índice de Herbacidade (IH) atribuídos para famílias de angiospermas. 21

Tabela 3. Distribuição dos padrões de proteção das hidroxilas flavonoídicas em Bignoniaceae.

33

Tabela 4. Distribuição dos metabólitos especiais encontrados para a família Bignoniaceae.

35

Tabela 5. Distribuição dos padrões de proteção das hidroxilas flavonoídicas em Tecomeae.

46

Tabela 6. Distribuição dos padrões de proteção das hidroxilas flavonoídicas em Oroxyleae.

50

Tabela 7. Distribuição dos padrões de proteção das hidroxilas flavonoídicas em Bignonieae.

60

RELAÇÃO DE FIGURAS

Pág. Figura 1. Exemplos de quinonas encontradas em Bignoniaceae.

14

Figura 2. Exemplos de Alcalóides encontrados em Bignoniaceae.

15

Figura 3. Exemplos de Derivados Aromáticos Especiais encontrados em Bignoniaceae.

16

Figura 4. Exemplos de Flavonóides encontrados em Bignoniaceae. 17

Figura 5. Exemplos de Terpenóides encontrados em Bignoniaceae.

18

Figura 6. Esquema biossintético das principais classes de metabólitos especiais produzidos pelas espécies de Bignoniaceae

25

Figura 7. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais encontrados em Bignoniaceae.

26

Figura 8. Correlação percentual do número de ocorrência (NO%) dos metabólitos especiais biossintetizados pela rota do chiquimato, com os da rota do acetato e com os derivados de biossíntese mista.

27

Figura 9. Sistema de classificação para Angiosperma segundo Rolf Dahlgren (1980). 28

Figura 10. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) dos derivados da via do ácido acético em Bignoniaceae.

29

Figura 11. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de Terpenóides encontrados em Bignoniaceae.

29

Figura 12. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de Iridóides encontrados em Bignoniaceae.

30

Figura 13. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) das Quinonas encontradas em Bignoniaceae.

31

Figura 14. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) dos derivados aromáticos especiais em Bignoniaceae.

32

Figura 15. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de flavonóides em Bignoniaceae.

32

Figura 16. Correlação entre o número percentual de flavonas e flavonóis da família Bignoniaceae.

34

Figura 17. Árvore da análise filogenética da família Bignoniaceae (SPANGLER & OLMSTEAD, 1999).

36

Figura 18. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais encontrados nas tribos de Bignoniaceae.

37

Figura 19. Correlação entre o número percentual de ocorrências (NO%) de metabólitos especiais biossintetizados pelas rotas do chiquimato, acetato e mista.

38

Figura 20. Correlação entre o número de ocorrências de flavonas e flavonóis para a família Bignoniaceae e suas tribos.

38

Figura 21. Correlação dos parâmetros de avanço evolutivo (AEM, AEG. AEP e AED) com a razão fo/fl para as tribos de Bignoniaceae.

40

Figura 22. Correlação entre o IH com os parâmetros de avanço evolutivo (AEP e AED), com a razão chi/ace e com a razão fo/fl.

41

Figura 23. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais encontrados em Tecomeae.

42

Figura 24. Correlação percentual do número de ocorrência (NO%) dos metabólitos especiais encontrados em Tecomeae biossintetizados pela rota do chiquimato, com os da rota do acetato e com os derivados de biossíntese mista.

42

Figura 25. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de Terpenóides encontrados em Tecomeae.

43

Figura 26. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de Iridóides encontrados em Tecomeae.

44

Figura 27. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) das Quinonas em Tecomeae.

44

Figura 28. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) dos alcalóides encontrados em Tecomeae.

45

Figura 29. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) dos derivados aromáticos especiais em Tecomeae.

45

Figura 30. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de flavonóides em Tecomeae.

46

Figura 31. Correlação do número de ocorrências (NO) dos metabólitos especiais encontrados em Tecomeae e Bignoniaceae.

47

Figura 32. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais encontrados em Oroxyleae.

48

Figura 33. Correlação entre o número percentual de ocorrências (NO%) de metabólitos secundários biossintetizados pela rota do chiquimato, pela rota do acetato e pela rota de biossíntese mista.

48

Figura 34. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais derivados da rota do ácido acético encontrados em Oroxyleae.

49

Figura 35. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais derivados da rota do ácido chiquímico encontrados em Oroxyleae.

49

Figura 36. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais derivados da rota de biossíntese mista encontrados em Oroxyleae.

50

Figura 37. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais encontrados em Eccremocarpeae.

51

Figura 38. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais encontrados em Crescentieae.

52

Figura 39. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais derivados da rota do acetato encontrados em Crescentieae.

53

Figura 40. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais derivados da rota do chiquimato e da via mista encontrados em Crescentieae.

53

Figura 41. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais encontrados em Coleeae.

55

Figura 42. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais derivados da rota do acetato encontrados em Crescentieae.

56

Figura 43. Percentagens dos números de ocorrências (NO%) de metabólitos especiais derivados da rota do chiquimato e de rota de biossíntese mista encontrados em Coleeae.

56

Figura 44. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais encontrados em Bignonieae.

58

Figura 45. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais derivados da rota do acetato encontrados em Bignonieae.

58

Figura 46. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de Terpenóides encontrados em Bignonieae.

59

Figura 47. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais derivados da rota do chiquimato encontrados em Bignonieae.

59

Figura 48. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de flavonóides em Bignonieae.

60

Figura 49. Dendograma obtido pela análise do Coeficiente de Similaridade de Jaccard.

63

Figura 50. Dendograma obtido pela análise do Coeficiente de Similaridade de Dice. 64

1

INTRODUÇÃO

A humanidade sempre dependeu, para sua sobrevivência, dos recursos

naturais biológicos ou bióticos (plantas, animais, microrganismos) e não biológicos

ou abióticos (água, ar, solo, recursos minerais). Entretanto, o uso desses recursos

tem sofrido modificações: de caça e coleta, passou-se à domesticação de animais,

de plantas e seleção de variedades mais interessantes, por meio de cruzamentos.

Hoje, a manipulação do material genético dos seres vivos tem expandido

sobremaneira a fronteira da ciência, permitindo a criação de organismos com

material genético de espécies diferentes, organismos geneticamente modificados.

No decorrer da história, os recursos biológicos passaram a ser considerados

mercadorias, objetos de troca e comércio. Hoje, parte significativa do comércio

mundial está baseada nesses recursos – madeira, papel, celulose; produtos da

atividade agropecuária, da atividade extrativista, entre outros.

A partir do final do século XIX, com o crescimento da exploração desses

recursos e com o aumento da taxa de substituição de áreas naturais por áreas

antropizadas (cidades, áreas agrícolas, áreas industriais, etc.), começou-se a

questionar até que ponto essas atividades poderiam colocar em risco a manutenção

desses recursos para as próximas gerações. Com o avanço das ciências naturais,

começou também ficar mais evidente a inter-relação dos recursos naturais,

biológicos e não biológicos. As primeiras discussões sobre estratégias para a

conservação dos recursos naturais resultaram em diversos tratados internacionais

relacionados à conservação do meio ambiente.

O valor da diversidade biológica representa um assunto polêmico na literatura

teórica e aplicada na economia de recursos naturais e do meio ambiente. Esta

polêmica proliferou no início dos anos 90, com a ampliação das preocupações nas

ciências biológicas quanto a velocidade da extinção de espécies provocada pelas

ações do homem, particularmente relacionada com o desmatamento das florestas

tropicais, habitat da maioria das espécies de flora e fauna no globo terrestre.

Entre todos os países de megadiversidade biológica, o Brasil é o mais rico em

plantas, animais e microrganismos e o dono da maior parte das florestas intactas do

planeta (MITTERMEIER et al., 2005). Ele detém a maior variabilidade genética do

mundo, o que se deve principalmente a sua posição geográfica privilegiada, ao clima

e umidade adequados e a inúmeros outros fatores bióticos e abióticos propícios

2

(VARELLA, 1997).Somente em angiospermas, o Brasil conta com cerca de sessenta

mil espécies, correspondentes a algo em torno de 22% do total aproximado de

duzentos e cinqüenta mil existentes em todo o globo terrestre. Mais de 7% delas são

endêmicas, isto é, existem apenas no Brasil. Grande parte da indescritível riqueza

biológica do Brasil está confinada nas florestas, particularmente na Amazônia. Entre

outras coisas, as florestas brasileiras são uma gigantesca farmácia (popular) à

espera de serem aproveitadas (VALOIS, 1998).

Muitas plantas freqüentemente utilizadas por populações locais ainda não

foram estudadas ou seus princípios ativos não foram identificados para validá-las

como medicamentos ou para aproveitá-las economicamente. Ainda assim, muitas

plantas são utilizadas e comercializadas na atualidade e o Brasil, um dos países

com maior biodiversidade do mundo, revela-se como um importante e potencial

provedor de um recurso tão valioso como as plantas medicinais. Privilegiado como

é, todavia, raramente atrai atenção pelo que possui; particularmente, é criticado pelo

que está perdendo através do desmatamento; da conversão das paisagens naturais

em reflorestamentos, plantações de soja e pastagens; e da expansão industrial e

urbana. Embora as ameaças à vida silvestre e às paisagens naturais do país sejam

dramáticas, o Brasil também tem se tornado um líder mundial em conservação da

diversidade biológica, principalmente por causa de seu, sempre crescente, quadro

de profissionais de conservação. A evidência mais tangível do rápido crescimento da

consciência de conservação e da ciência da conservação no Brasil desde o início da

década de setenta, pode ser vista na proliferação dos parques e reservas. De 1976

até a década de 1990, o Brasil fez um grande investimento em parques e outras

unidades de conservação federais, estaduais, municipais e privadas – bem maior

que qualquer outro país tropical e comparável ao de países desenvolvidos.

Coincidentemente, o Brasil experimentou um crescimento importante na capacidade

de conservação não-governamental e desenvolveu uma comunidade forte de

cientistas e profissionais de classe mundial. Tais elementos são a base de uma

conservação bem sucedida (MITTERMEIER et al., 2005).

Desde a ratificação da Agenda 21, um dos acordos realizados quando da

Conferência das Nações Unidas sobre o Meio Ambiente e Desenvolvimento,

realizada no Rio de Janeiro em 1992 e do Acordo Geral de Tarifas e Comércio, a

legislação brasileira relativa à biodiversidade vem se alterando significativamente.

Talvez nem se possa dizer alteração, pois nem existiam normas regulatórias antes

3

de 1992, justo no país de maior diversidade biológica de todo o globo. As principais

normas referem-se à proteção intelectual, dando ensejo ao patenteamento de

microrganismos transgênicos e à legislação de proteção de cultivares, uma forma sui

generis de propriedade intelectual, para plantas; refere-se ainda à biossegurança, no

tocante à segurança biológica, tanto em âmbito laboratorial quanto para a liberação

de organismos geneticamente modificados no meio ambiente; referem-se, enfim, ao

acesso à biodiversidade brasileira , um dos temas mais importantes ao se tratar do

desenvolvimento sócio-econômico de países pobres, mas ricos em biodiversidade,

no próximo século. As normas brasileiras seguem os padrões internacionais e

contam entre as mais avançadas do mundo no que toca a biossegurança.

Infelizmente, quanto ao acesso aos recursos genéticos, o ponto mais importante

para a amenização do subdesenvolvimento, grande problema deste país, não existe

legislação vigente (VARELLA, 1997).

A diversidade biológica hoje constitui importante fonte de riqueza. No entanto,

seu impacto para o bem estar da população somente será atingido por meio do

conhecimento das interações de organismos, o que é constituído por vocábulos

químicos. Tão vastos são os horizontes de investigação em diversidade biológica

que requerem cooperação de considerável número de especialistas das mais

diversas áreas (GOTTLIEB et al., 1998).

A Quimiossitemática Vegetal Micromolecular integra especialistas das mais

diversas áreas do conhecimento botânico e constitui uma ferramenta valiosa para a

compreensão da diversidade biológica. Esse ramo da Sistemática Vegetal busca

inferir tendências evolutivas para um determinado táxon, através da análise de

dados micromoleculares e morfológicos. Também auxilia na previsão da

potencialidade de uma espécie como fonte de seus produtos naturais

biologicamente ativos, uma vez que pode determinar a similaridade química de

táxons em qualquer nível hierárquico, desde que essa análise seja feita com base

num sistema de classificação já existente e/ou em informações sobre a distribuição

geográfica dos táxons em estudo (GOTTLIEB, 1982).

No que diz respeito ao valor sistemático dos caracteres químicos, em especial

aqueles relacionados à ocorrência de metabólitos secundários, é necessário analisar

as qualidades fundamentais dessas substâncias que possibilitem o seu uso como

marcadores taxonômicos. Tais qualidades são a grande variabilidade estrutural e a

ampla distribuição no Reino Vegetal (SOARES, 1992). Por outro lado, desde que

4

tanto a morfologia quanto a química micromolecular constituem o nível fenotípico de

manifestação da informação genética, o metabolismo vegetal deve refletir não só as

relações filogenéticas de grupos de plantas, como também o seu caminho evolutivo

(GOTTLIEB, 1982).

Em uma abordagem moderna, as discussões no âmbito da evolução e da

sistemática micromoleculares estão fundamentadas na existência de gradientes

químicos diretamente relacionados com o "status" evolutivo e com a filogenia dos

taxa vegetais. Por outro lado, o critério presença/ausência, fundamental na

avaliação de caracteres morfológicos, possui pouco ou nenhum valor ao se analisar

a ocorrência de caracteres químicos. Marcadores quimiotaxonômicos só terão

sentido se considerados de uma maneira dinâmica dentro de uma rota biossintética.

Os gradientes químicos observados podem ser avaliados com base na comparação

de parâmetros químicos de avanço evolutivo dos táxons vegetais considerados

(GOTTLIEB et al., 1996).

A família Bignoniaceae

As Bignoniaceae são eudicotiledôneas da ordem Lamiales. Apresentam cerca

de 860 espécies distribuídas em 104 gêneros (FISCHER et al., 2004). Os gêneros

mais numerosos são Tabebuia Gomes ex DC. (100 spp), Arrabidaea DC. (70 spp),

Adenocalymma Mart. ex Meisn. (50 spp) e Jacaranda Juss. (40 spp). Esse táxon

angiospérmico reúne espécies pantropicais, mas predominantemente neotropicais,

com poucos representantes nas regiões temperadas (JUDD et al., 1999).

De modo geral, as Bignoniaceae são plantas lenhosas, predominantemente

lianas, apresentando também espécies arbóreas e semi-arbustivas. Seus ramos são

cilíndricos ou angulosos com gemas axilares dispostas em séries, sendo as mais

externas pseudoestípulas freqüentemente foliáceas. As folhas das Bignoniaceae são

opostas e só raramente alternas. Todas as plântulas apresentam as primeiras folhas

com limbo inteiro, de bordo denteado assim como as adultas que apresentam limbo

dividido em segmentos. Nas lianas as folhas são geralmente bifolioladas, mas

apresentam um terceiro "folíolo" terminal modificado em gavinha. O indumento foliar,

bastante variado numa mesma espécie, pode apresentar uma profusão de tricomas

glandulares e não-glandulares.

As inflorescências são racemosas, axilares, terminais ou caulifloras, às vezes

fasciculadas ou reduzidas a uma única flor. As flores são andróginas, diclamídeas e

5

simpétalas, geralmente vistosas. A corola é 5-lobada, com porção basal estreita e

porção superior larga em limbo amplo. O cálice tubuloso pode ser campanulado,

urceolado, com bordo truncado, denteado, lobado, bilabiado ou espatáceo. O

androceu é oligostêmone, com quatro estames férteis (didínamos) e um reduzido a

estaminódio, geralmente curto. As anteras têm duas tecas divaricadas, unidas por

um conectivo curto e podem ser glabras ou, raramente, pilosas. O gineceu é

constituído por dois carpelos, formando um ovário súpero bilocular com óvulos

anátropos dispostos em duas séries longitudinais. O estilete é terminal com estigma

bilamelado. Cercando o ovário, há um disco cupuliforme ou pulvinado. O fruto é uma

cápsula com deiscência paralela ou perpendicular ao septo, ou um fruto indeiscente.

As sementes achatadas, muitas vezes possuem alas membranáceas, o que facilita

muito a sua dispersão pelo vento ou pela água. (BARROSO, 1991).

A história da taxonomia das Bignoniaceae pode ser dividida em cinco

períodos, cada um caracterizado por uma abordagem diferente quanto a

classificação da família. Esses períodos são, de maneira geral, bastante

coincidentes com a evolução recente dos Sistemas de Classificação Botânica

(GENTRY, 1980).

O primeiro período da classificação das Bignoniaceae, ou o período de

Linnaeus (anterior a 1789) é caracterizado pelos trabalhos de Linnaeus e seus

sucessores imediatos, que consideraram as espécies dessa família inclusas em

apenas dois gêneros, Bignonia L. e Crescentia L.. O Período pós-Linnaeus (1789-

1837) é marcado pela descrição de novas espécies e a sua classificação em vários

gêneros adicionais e diferentes tribos, com base em modificações no cálice e no

hábito. Destacam-se nesse período os trabalhos de Jussieu, de Kunth, de Böjer e de

G. Don. Durante o terceiro período, chamado de Período Candolleano (1838-1845),

os caracteres do fruto tornaram-se o principal determinante taxonômico, enquanto a

maioria dos gêneros problemáticos relacionados às Bignoniaceae foi ordenada em

tribos conforme idéias mais modernas sobre suas afinidades. No quarto período que

abrange metade do século XIX (1845-1900) houve uma fragmentação do estudo

dessa família entre os vários especialistas europeus, gerando considerável

divergência genérica na família. Os mais importantes trabalhos desse período foram

os de Miers e Seemann, na Inglaterra; Bureau e Baillon, na França; e K. Schumann,

na Alemanha. O último período, denominado Período Moderno (após 1900), foi

6

marcado pelos trabalhos de Sandwith e pela introdução de vários caracteres novos,

anatômicos e do androceu, na classificação das Bignoniaceae (GENTRY, 1980).

De Candolle em 1838 reconheceu duas tribos: Bignonieae, com frutos

deiscentes, e Crescentieae, com frutos indeiscentes. Bentham e Hooker em 1876

dividiram a tribo Bignonieae em três tribos separadas baseados no número de

lóculos e orientação do septo relativo às valvas da cápsula: Bignonieae, com dois

lóculos e o septo paralelo às valvas; Tecomeae, com dois lóculos e septo

perpendicular às valvas; e Jacarandeae, com um lóculo e perdendo parcialmente ou

completamente o septo. Jacarandeae era considerado um grupo não natural e

Schumann em 1894 distribuiu seus gêneros entre as três grandes tribos Bignonieae,

Crescentieae, Tecomeae e reconheceu duas tribos monogenéricas,

Eccremocarpeae cuja primeira descrição foi feita por Endlicherem 1839 e

Tourrettieae cuja primeira descrição foi feita em 1838 por Don. Böjer em 1837 criou

a tribo Coleeae para um pequeno grupo de gêneros de Madagascar com frutos

carnosos e indeiscentes. Em todos os principais tratamentos subseqüentes, esses

gêneros foram incluídos em Crescentieae, até que a tribo Coleeae foi ressuscitada

por Gentry em 1976. A tribo Oroxyleae foi definida por Gentry em 1980 para incluir

quatro gêneros do Velho Mundo antigamente colocados em Bignonieae que tem o

número de cromossomos reduzido. A tribo Schlegelieae foi criada para incluir

Schlegelia Miq., Gibsoniothamnus L.O. Williams, Synapsis Griseb. e Exarata A.H.

Gentry (SPANGLER & OLMSTEAD, 1999).

Atualmente, ocorre uma considerável divergência entre autores sobre a

classificação infrafamiliar da família Bignoniaceae. De acordo com GENTRY (1980)

a família divide-se em 8 tribos: Bignonieae, Coleeae, Crescentieae,

Eccremocarpeae, Oroxyleae, Schlegelieae, Tourrettieae e Tecomeae. Enquanto

isso, MABBERLEY (1997) cita sete tribos das oito delimitadas por Gentry (1980),

transferindo Schlegelieae para Scrophulariaceae.

Excluindo o gênero Paulownia Siebold & Zucc. e a tribo Schlegelieae que

eram antes considerados pertencentes à família Bignoniaceae e agora são

colocados em Paulowniaceae e Schlegeliaceae, Bignoniaceae é monofilética

(FISCHER et al., 2004). Dentro de Lamiales ela está perto de Avicenniaceae,

Lamiaceae, Lentibulariaceae, Phrymaceae, Schlegeliaceae, Verbenaceae e

Acanthaceae (BREMER et al., 2001).

7

Bignonieae é predominantemente neotropical com perda de diversidade em

direção à América Central e América do Norte. Tecomeae ocorre tanto no Novo

quanto no Velho Mundo, sendo sua maior diversidade no norte da América do Sul. A

maioria das espécies de Bignoniaceae encontrada na África e na Ásia pertence a

esta tribo. Oroxyleae é uma tribo tropical exclusivamente asiática. Já Coleeae é

endêmica para Madagascar, com exceção do gênero Kigelia DC.. As tribos

Tourretieae, Eccremocarpeae e Crescentieae são restritas aos neotrópicos. Os

habitats preferidos são florestas tropicais ou florestas secas a habitats de savana ou

cerrado. Só poucos gêneros são encontrados em florestas tropicais das montanhas

andinas, florestas úmidas extratropicais ou prados alpinos (FISCHER et al., 2004).

O centro de dispersão da família como um todo é o Brasil (GENTRY, 1979

apud BARROSO, 1991), embora existam cinco regiões principais de dispersão: a

América Central e parte oeste da América do Sul; região da Guiana; terras baixas da

Amazônia; cerrados e caatingas do Brasil; litoral do Brasil. O centro de diversidade

da família também está no Brasil, onde ocorrem 56 gêneros e cerca de 338

espécies, incluindo muitos táxons endêmicos. As espécies de Bignoniaceae são

encontradas em diferentes tipos de ambientes, desde os cerrados abertos até as

florestas úmidas e perenifólias, representando a principal família de lianas das matas

brasileiras (GENTRY, 1980).

Muitas espécies de Bignoniaceae são largamente espalhadas, mas

estreitamente limitadas ecologicamente. Isto é especialmente verdade em espécies

dispersas pelo vento e pela água. Em contraste, as espécies de Bignoniaceae

dispersas por animais são, na maior parte, estreitamente endêmicas e,na grande

maioria, restritas a habitats de florestas chuvosas.

As estratégias de polinização das Bignoniaceae são extremamente

diversificadas. Sua radiação e sua variada morfologia floral tornou possível a ação

de quase todos os polinizadores potencias de uma comunidade tropical, tais como

morcegos, beija-flores, mariposas, abelhas de língua longa. Outro aspecto

adaptativo interessante das Bignoniaceae é a ocorrência de especializações na

fenologia floral que está relacionada com os diferentes padrões de comportamento

de seus polinizadores. A estratégia de polinização é de importância fundamental na

especiação e na evolução de Bignoniaceae. O isolamento reprodutivo entre

espécies simpátricas é mantido por uma combinação de adaptações estruturais e

comportamentais. São relacionadas mudanças em estrutura floral às trocas de

8

polinizador, enquanto restrições de comportamento, principalmente fenológicos, na

maior parte, envolvem uso diferencial de um recurso compartilhado do polinizador

(GENTRY, 1990).

A família Bignoniaceae é euripolínica e a morfologia do pólen é importante na

delimitação taxonômica. A maioria dos tipos de pólen divergentes encontrados na

família parece ter evoluído independente em linhagens diferentes, o que limita a

aplicabilidade de dados palinológicos na classificação tribal e familiar (GENTRY &

TOMB, 1979).

Diversas espécies apresentam importância econômica o que, somado a

importância florística dessa família, justifica o aprofundamento do seu conhecimento

taxonômico. Por exemplo, diversas Bignoniaceae são indicadas em projetos de

reflorestamento em áreas degradadas e de preservação permanente, além de

projetos de ornamentação e arborização urbana (Arrabidaea DC., Eccremocarpus

Ruiz & Pav., Jacaranda, Macfadyena A. DC., Pyrostegia C. Presl, Spathodea P.

Beauv., Tabebuia e Tecoma Juss.). Algumas espécies dos gêneros Catalpa Scop.,

Cybistax Mart. ex Meisn., Paratecoma Kuhlm. e Tabebuia são utilizadas para a

obtenção de madeira (GENTRY, 1992; LORENZI, 1992; MABBERLEY, 1997;

HEYWOOD, 1993).

Várias espécies de Bignoniaceae são utilizadas em rituais religiosos. O

formato de cruz da planta, as folhas 3-folioladas e o pecíolo alado de Crescentia

alata Kunth levaram ao seu cultivo nas Filipinas devido ao simbolismo religioso

cristão sugerido. Em ritual indígena na Guiana Francesa, por exemplo, uma mistura

de folhas Anemopaegma paraense Bureau & K. Schum. é usada para exorcizar

crianças (GENTRY, 1992).

As plantas são reconhecidas pela sua capacidade em produzir uma grande

quantidade de metabólitos secundários e o homem usou, durante séculos, muitas

espécies para tratar uma variedade de doenças. Esses metabólitos secundários

biossintetizados nas plantas são usados para diferentes propósitos, como regulação

de crescimento, interações inter- e intraespecíficas e defesa contra predadores e

infecções. Muitos desses produtos naturais foram vistos apresentar atividades

biológicas e farmacológicas interessantes e são usados como agentes de

quimioterapia ou servem como ponto de partida no desenvolvimento de novos

tratamentos (SOUZA-FAGUNDES, et al, 2002).

9

São inúmeras as Bignoniaceae que apresentam potencial medicinal e/ou

farmacológico, sendo suas espécies freqüentemente citadas em levantamentos

etnomédicos e farmacológicos (ANDRADE-CETTO & HEINRICH, 2005; FERREIRA

et al. 2000; GAFNER et al., 1996; GOTTLIEB et al., 1981; PARK et al., 2003).

ALCERITO e colaboradores (2002) analisaram a cera epicuticular de folhas

de Arrabidaea brachypoda (DC.) Bureau para o seu conteúdo flavonoídico e

mostraram que os quatro flavonóides encontrados, 3’,4’-diidroxi-5,6,7-

trimetoxiflavona, cirsiliol, cirsimaritina e hispidulina, apresentam atividade contra o

fungo Cladosporium sphaerospermum Pemzig, sendo os três primeiros mais ativos.

Extratos aquosos e alcoólicos de vagens e flores de Tecoma sambucifolia

Kunth foram analisados para determinar as suas atividades antiinflamatória,

antinociceptiva e toxidez in vitro. Os resultados mostraram que todos os extratos

têm atividade antiinflamatória e antinociceptiva, mas a potência maior foi dos

extratos alcoólicos. Houve diferenças significativas, na citotoxidade, entre os

extratos e entre a resposta das células para eles (ALGUACIL et al., 2000).

Estudando a raiz de Martinella iquitosensis A. Sampaio, WITHERUP e

colaboradores (1995), isolaram dois novos alcalóides martillenina e ácido

martinéllico, o que explicou, em parte, o uso etnobotânico desse gênero como

medicação para os olhos na América do Sul.

Uma análise do efeito supressivo de plantas comestíveis tailandesas na

geração de superóxido e óxido nítrico, que podem estar envolvidos em uma

variedade de doenças crônicas, inclusive câncer, mostrou que entre outras espécies,

Oroxylum indicum (L.) Kurz apresentou atividade significativa através dos

flavonóides oroxylina A e chrisina e do ácido ursólico (JIWAJINDA et al., 2002).

Estudando a síntese de naftofuranas com atividade antitumoral, HAGIWARA

e colaboradores (2001), destacaram uma isolada de Tabebuia cassinoides (Lam.)

DC. que apresenta atividade citotóxica.

Já BETANCUR-GALVIS e colaboradores (1999) testaram, in vitro, o potencial

antitumoral e a atividade anti-herpética de nove espécies de plantas usadas

tradicionalmente na Colômbia para o tratamento de uma variedade de doenças.

Dentre as espécies estudadas havia uma Bignoniaceae, Crescentia cujete L., que

popularmente é usada contra problemas respiratórios. Os resultados mostraram que

somente uma espécie, Anonna sp, apresentou citotoxidade significativa e três,

10

Anonna sp, Beta vulgares e Callisia grasilis, índices terapêuticos aceitáveis de

atividade antiherpética.

Em um estudo sobre produtos naturais de plantas com atividade

leishaminicida, CHAN-BACAB & PEÑA-RODRÍGUEZ (2001) observaram que o

lapachol, obtido de espécies de Tecoma, tem uma atividade fraca contra

amastigotas de Leishmania donovani em ratos e que o jacaranone, isolalado de

folhas de Jacaranda copaia (Aubl.) D. Don apresentou uma forte atividade contra

promastigotas de L. amazonensis.

Em um estudo de sessenta espécies de plantas medicinais do cerrado, dentre

as quais três Bignoniaceae (Tabebuia caraíba (Mart.) Bureau, Tabebuia ochracea

(Cham.) Standl. e Zeyhera digitallis (Vell.)Sm. & Sandw.), que poderiam conter

compostos úteis para o controle de doenças tropicais, ALVES e colaboradores

(2000) testaram atividade contra Biomphalaria glabrata, Artemia salina (L.),

Cladosporium sphaerospermum, Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Bacillus

cereus e Pseudomonas aeruginosa. Quarenta e duas espécies tiveram extratos que

mostraram algum grau de atividade em um ou mais destes bioensaios. Das três

espécies de Bignoniaceae, somente T. ochracea demonstrou atividade, sendo ativa

para S. aureus e parcialmente ativa para P. aeruginosa.

Vasculhando plantas encontradas no Estado do Amazonas para letalidade ao

microcrustáceo Artemia franciscana, três espécies de Bignoniaceae foram

analisadas e testadas, sendo elas Arrabidaea chica (Humb. & Bonpl.) B. Verl.,

Tabebuia incana A.H. Gentry e T. serratifolia (Vahl) G. Nicholson, onde o extrato

metanólico de T. serratifolia apresentou letalidade de 82% e o de T. incana de 49%

(QUIGNARD et al., 2003).

Trezentas e treze espécies de plantas brasileiras, pertencentes a trinta e seis

famílias, foram testadas para sua atividade antiproliferativa sobre células

mononucleares de sangue periférico humano. Em meio às espécies testadas, dez

eram Bignoniaceae. Somente vinte extratos inibiram ou reduziram fortemente a

proliferação, onde somente três não foram tóxicos aos linfócitos (SOUZA-

FAGUNDES et al., 2002).

GUNATILAKA e colaborados (1994) na busca por produtos naturais contra o

câncer isolaram de Crescentia cujete sete naftoquinonas e duas novas

furanonaftoquinonas, todas bioativas.

11

Em um levantamento sobre plantas febrífugas e antimaláricas, MILLIKEN

(1997) cita 28 espécies incluídas em 19 gêneros. Nesse estudo a família

Bignoniaceae foi considerada um importante táxon angiospérmico, englobando

espécies com propriedades antimaláricas.

Um estudo sobre o potencial antimicrobiano de diversas espécies dessa

família levou BINUTU & LAJUBUTU (1994) mostrarem que essas plantas são ricas

em quinonas bioativas (naftoquinonas e antraquinonas), dentre as quais merece

destaque o lapachol. Essa substância, isolada inicialmente de Tabebuia avellanedae

Lorentz ex Griseb. é também citada pelas suas propriedades anticancerígenas

(MANS et al., 2000) e imunomoduladoras (HOSTETTMANN & LEA, 1987). O

lapachol apresentou atividade antitumoral in vitro e chegou a ser testado

clinicamente pelo NCI (National Cancer Institute, EUA). As investigações foram

suspensas devido à baixa biodisponibilidade da substância, que tornava necessário

o uso de altas doses para atingir concentrações terapêuticas no plasma e essas

doses implicavam efeitos tóxicos (FALKENBERG, 2004). Atualmente lapachol tem

sido isolado, com bom rendimento, de várias espécies de Bignoniaceae encontradas

no Brasil.

São informadas várias atividades biológicas para as quinonas, como

anticancerígena; antivirótica; antimicrobiana; analgésica; antiinflamatória;

antimalárica; antifúngica; cercaricida; esquistossomicida e também uma atividade

potencial contra o Trypanosoma cruzi, agente causador da doença de Chagas

(ONEGI et al., 2002; MALERICH et al., 2005; MOURA et al., 2001; OLIVEIRA et al.,

2002).

OTERO e colaboradores (2000) testaram a capacidade de neutralização do

efeito hemorrágico causado pelo veneno de Bothrops atrox, para espécies de

Bignoniaceae utilizadas na medicina popular de uma região do noroeste da

Colômbia.

Outras espécies muito estudadas pertencem ao gênero Anemopaegma Mart.

ex Meisn. como a conhecida catuaba, famosa por suas propriedades afrodisíacas,

principalmente contra a impotência masculina (GENTRY, 1992; KLETTER, et al.,

2004).

A pesquisa biológica moderna, relacionada à interação dos organismos com o

meio ambiente, não deve contemplar apenas a descrição macroscópica dos

fenômenos em nível de espécies, populações ou indivíduos, mas buscar explicações

12

científicas com maior profundidade em nível químico. Diferenças morfológicas entre

indivíduos podem, por meio de métodos de investigação em laboratório, ser

relacionadas com aspectos moleculares, estabelecendo-se conexão entre os

gradientes químicos e a realidade morfofisiológica observada (CASTRO et al.,

2004).

O grande avanço obtido pelos sistemas filogenéticos não se resume apenas à

hierarquização vertical dos grupos vegetais e à determinação de suas polarizações

evolutivas, mas também ao poder de previsão da ocorrência de caracteres em um

determinado táxon. Esta última propriedade constitui uma ferramenta útil para as

pesquisas no âmbito da química de produtos naturais. A utilização de um sistema

filogenético com base química pode fornecer subsídios para a previsão da

ocorrência de determinada classe de substâncias em um dado grupo vegetal, fator

de alta relevância para a racionalização de estudos fitoquímicos (BARREIROS,

1982).

A busca pelas correlações entre diversidade morfológica e química nas

plantas foi um grande desafio da quimiossitemática micromolecular, sendo que uma

estratégia aplicada foi a análise sistemática de um grupo de plantas que produz

muitas classes de metabólitos secundários. Já uma análise da ligação evolutiva

entre morfologia e micromoléculas foi alcançada estudando uma classe

micromolecular com larga ocorrência (SOARES & KAPLAN, 2001).

Nas últimas décadas as espécies de Bignoniaceae foram extensamente

estudadas do ponto de vista fitoquímco (Figuras 1-5, pág. 14-18). Destaca-se nas

suas espécies a ocorrência de flavonóides, alcalóides, quinonas e iridóides

(HARBORNE, 1967; ROHATGI et al., 1983; BINUTU & LAJUBUTU, 1994; VON

POSER et al., 2000). Entretanto, existem poucos trabalhos que empregam esse

extenso conhecimento químico como ferramenta em estudos taxonômicos.

NICOLETTI e colaboradores (1984) em um trabalho taxonômico, encontraram

muita consistência na distribuição de alguns grupos de iridóides em diferentes tribos

de Bignoniaceae. Eles observaram que iridóides derivados do catalpol são gerais

dentro da Tribo Tecomeae e que aqueles derivados da aucubina são restritos para

espécies sul-americanas de Tecomeae, enquanto que iridóides aldeídicos são

restritos a espécies da África ou de regiões temperadas. Por fim, eles determinaram,

numa investigação do taxa brasileiro, que em espécies do semiárido normalmente

faltam iridóides.

13

HARBORNE (1967) afirmou que 6-hidroxilação é claramente uma

característica estrutural comum dos flavonóides de Bignoniaceae, sendo isto de

interesse sistemático uma vez que 6-hidroxiflavonas são também conhecidas em

Lamiaceae, Scrophulariaceae e Verbenaceae. Ele também observou que 69% das

espécies estudadas apresentavam flavonas nas folhas e flores e somente 19%

continham flavonóis. Este resultado une Bignoniaceae com as famílias Acanthaceae

e Gesneriaceae, que também têm flavonas como componentes regulares da folha e

da pétala e separa claramente as famílias que predominantemente contêm flavonóis,

como Solanaceae e Convolvulaceae.

Em um estudo sobre a química flavonoídica de Bignoniaceae do cerrado,

BLATT e colaboradores (1998) corroboram Harbone (1967) quando dizem que 6-

hidroxilação é uma característica comum em Tecomeae, porém, discordam quanto à

prevalência de flavonas em relação aos flavonóis. Flavonas parecem ser comuns

dentro das Bignoniaceae do cerrado, embora possam ser produzidas em pequena

quantidade. Nas análises cromatográficas, flavonóis ocorreram em maior quantidade

que flavonas. Considerando-se que variação estrutural considerável de flavonóides

seja uma característica primitiva entre as Angiospermae (AVERETT et al., 1991;

BLATT et al., 1994), isto é, a evolução ocorrendo paralelamente há uma redução da

complexidade química dos flavonóides; a maior complexidade química de Tecomeae

faz dessa tribo plesiomórfica em relação à Bignonieae.

O presente estudo tem como objetivo a elucidação de polarizações evolutivas

em Bignoniaceae, através da análise do padrão de ocorrência dos seus marcadores

no emprego da abordagem metodológica da quimiossistemática micromolecular,

auxiliando na melhor compreensão das relações filogenéticas nesse importante

táxon angiospérmico.

14

O

O

OH

Lapachol Bignonia gracilis

O

O

O

HO

O

Isopinnatal Kigelia pinnata

O

O

O

OH

H 2-(1-hidroxietil)nafto[2,3-b]furan-4,9-diona Crescentia cujete

O

O

O

β-lapachona Oroxylum indicum

O

O

OOH

OH

4,9-diidroxi-alfa-lapachona Catalpa ovata

O

O

O

O

2-Acetilnafto[2,3-b]furan-4,9-quinona Tabebuia ochracea

Figura 1. Exemplos de quinonas encontradas em Bignoniaceae.

15

N

NN

NO

OH

H

H H

H

HO

Alantoína Macfadyena unguis-cati

ON

Beta-Glc-O

O-Beta-Glc

H

HH

O

Millingtonina Millingtonia hortensis

N N

H

H

Newbouldina Newbouldia laevis

N

CH2OAc

Me

10-acetoxiactinidina Argylia radiata

N

COO-

CH(OMe)2

Delavayina B Incarvillea delavayi

N

H3C

CH3

CH3

O

Tecomina Tecoma stans

Figura 2. Exemplos de Alcalóides encontrados em Bignoniaceae.

16

O

OO

O

HOMe

HO OH

OH

O-caffeoyl

HO

OHOH

Isoverbascosídeo Arrabidaea harleyi

O

O

O

HO

Siringaldeído Bignonia gracilis

HO

O

OH

Ácido p-cumárico Kigelia pinnata

O

O

OCH3

Glc-O

H3COH H

OCH3

O-Glc

OCH3

Acanthosídeo D Crescentia cujete

Glc-O

H

OH

4-O-glicosídeo do álcool p-cumarílico Millingtonia hortensis

O

O

MeO

HO

OMe

MeO

OH

OMe

OH

OHOH

OH

OC

OOH

OMe Fernandosídeo Fernandoa adenophylla

Figura 3. Exemplos de Derivados Aromáticos Especiais encontrados em Bignoniaceae.

17

O

OH

OH

OCH3O

CH3O

OH

3′,4′-diidroxi-5,6,7-trimetoxiflavona Arrabidaea brachypoda

OMeO

MeO

OH O

OMe

5-Hidroxi-4',6,7-trimetoxiflavona Phyllathron madagascariense

OHO

OH O

OH

O

OH

Kaempferol Crescentia alata

OMeO

MeO

H

OH

O 4,2’-Diidroxi-4’,5’-dimetoxichalcona Millingtonia hortensis

OHO

OH O

HO

Baicaleína Oroxylum indicum

O

O-glucose

OH

OH

HO

OH 3-O-glucosilcianidina Tabebuia avellanedae

Figura 4. Exemplos de Flavonóides encontrados em Bignoniaceae.

18

HO

Me Me

Me

H

OHMe

CH CH2

2-α-hidroxi-12-β-hidroxiisopimara-8(14),15-dieno Tanaecium jaroba

HO β-Sitosterol Kigelia pinnata

O

beta-OH H

O-GlcHp-OHBzO

Agnusídeo Crescentia cujete

OO

HOOMe

OMeHO

Eccremocarpol A Eccremocarpus scaber

H3C CH3

COOHCH3

CH3

CH3

CH3H3C

HO

Ácido Oleanóico Godmania aesculifolia HO H

OH

OH

OH3C Crescentina I Crescentia cujete

Figura 5. Exemplos de Terpenóides encontrados em Bignoniaceae.

19

METODOLOGIA

O levantamento da ocorrência de micromoléculas em espécies de

Bignoniaceae foi feito através da consulta das obras de referência, Chemical

Abstract Service de 1907 a 2006 e Biological Abstracts de 1960 a 2006. As palavras

chave utilizadas nessa pesquisa bibliográfica foram os nomes dos gêneros válidos

da família que constam da listagem em anexo (Tabela 1, pág. 20). Essa fase do

trabalho foi complementada pela consulta de páginas de busca disponíveis na rede

de computadores e pela consulta direta em periódicos especializados (Biochemical

Systematics and Ecology, Journal of Natural Products, Natural Products Reports,

Phytochemistry, entre outros).

Os dados obtidos nessa pesquisa bibliográfica foram digitados e compuseram

um banco de dados sobre a ocorrência de metabólitos secundários (micromoléculas)

em Bignoniaceae. As informações foram distribuídas em tabelas organizadas por

tribos. A partir da análise desse banco de dados foi elaborado o perfil químico da

família e, conseqüentemente determinados os seus marcadores quimiotaxonômicos,

isto é, as classes de substâncias de ocorrência mais significativa e com maior

variabilidade estrutural. Os parâmetros químicos analisados estão bem

referenciados em GOTTLIEB et al., 1996.

Número de Ocorrências (NO) Número de Ocorrências (NO) é um parâmetro químico que fornece o grau de

relevância de uma determinada categoria metabólica para um táxon escolhido.

Representa o número de substâncias de uma classe química específica produzidas

por determinado táxon.

Percentagem de Número de Ocorrências (NO%) Buscando normalizar os dados, foi calculada a percentagem do número de

ocorrências, onde o somatório do número de ocorrências de uma determinada

classe biogenética multiplicado por 100 é dividido pelo total de ocorrências

registradas.

20

Tabela 1. Relação dos gêneros válidos para a família Bignoniaceae segundo FISCHER et al., 2004.

Gêneros válidos para a família Bignoniaceae Adenocalymma Mart. ex Meisn. Memora Miers Amphilophium Kunth Millingtonia L.f. Amphitecna Miers Mussatia Bureau ex Baill. Anemopaegma Mart. ex Meisn. Neojobertia Baill. Arrabidaea DC. Neosepicaea Diels Argylia D. Don Newbouldia Seem. ex Bureau Astianthus D. Don Nyctocalos Teijsm. & Binn. Bignonia L. Ophiocolea H. Perrier Callichlamys Miq. Oroxylum Vent. Campsidium Seem. Pajanelia DC. Campsis Lour. Pandorea (Endl.) Spach. Catalpa Scop. Parabignonia Bureau ex K. Schum. Catophractes D. Don Paragonia Bureau Ceratophytum Pittier Paratecoma Kuhlm. Chilopsis D. Don Parmentiera DC. Clytostoma Miers ex Bureau Pauldopia Steenis Colea Bojer ex Meisn. Perianthomega Bureau ex Baill. Crescentia L. Periarrabidaea A. Samp. Cuspidaria DC. Paerchlaena Baill. Cybistax Mart. ex Meisn. Phyllarthron DC. Cydista Miers Phylloctenium Baill. Delostoma D. Don Phryganocydia Mart. ex Bureau Deplanchea Vieill. Piriadacus Pichon Digomphia Benth. Pithecoctenium Mart. ex Meisn. Dinklageodoxa Heine & Sandwith Pleonotoma Miers Distictella Kuntze Podranea Sprague Distictis Mart. Ex Meisn. Potamoganos Sandwith Dolichandra Cham. Pseudocatalpa A.H. Gentry Dolichandrone (Fenzl.) Seem. Pyrostegia C. Presl Eccremocarpus Ruiz et Pav. Radermachera Zoll. & Moritzi Ekmanianthe Urb. Rhigozum Burch. Fernandoa Welw. ex Seem. Rhodocolea Baill. Fridericia Mart. Roentgenia Urb. Gardnerodoxa Sandwith Romeroa Dugand Glaziovia Bureau Santisukia Brummitt Godmania Hemsl. Saritaea Dugand Haplolophium Cham. Sparattosperma Mart. ex Meisn. Heterophragma DC. Spathicalyx J.C. Gomes Hieris Steenis Spathodea P. Beauv. Incarvillea Juss. Sphingiphila A.H. Gentry Jacaranda Juss. Spirotecoma Baill. ex Dalla Torre & Harms Kigelia DC. Stereospermum Cham. Lamiodendron Steenis Stizophyllum Miers Leucocalantha Barb. Rodr. Tabebuia Gomes ex DC. Lundia DC. Tanaecium Sw.

21

Macfadyena A. DC. Tecoma Juss. Macranthisiphon Bureaeu ex K. Schum. Tecomanthe Baill. Manaosella J.C. Gomes Tecomella Seem. Mansoa DC. Tourrettia Foug. Markhamia Seem. ex Baill. Tynanthus Miers Martinella Baill. Xylophragma Sprague Melloa Bureau Zeyheria Mart. Índice Químico-Morfológico (IH) Para possibilitar comparações de dados químicos com dados morfológicos

foram introduzidos índices representativos desses parâmetros.

O Índice Químico-Morfológico ou Índice de Herbacidade (IH) é baseado no

avanço evolutivo morfológico seguindo o hábito predominante das espécies do táxon

em estudo. O valor 100 é atribuído aos táxons formados por somente representantes

herbáceos enquanto que o valor 1 é atribuído aos táxons representados

exclusivamente por árvores. Valores intermediários são dados aos táxons com

predominância de plantas arbóreas, herbáceas e/ou arbustivas. Esse índice revela a

tendência de hábito de cada grupo vegetal e não a herbacidade de cada espécie. O

hábito de cada gênero da família Bignoniaceae foi descrito em 2004 por FISCHER e

colaboradores (Tabela 2, pág. 21).

Tabela 2. Índice de Herbacidade (IH) atribuídos para famílias de angiospermas.

Classe de hábito IH Árvores 1,0 Árvores predominando sobre arbustos 12,5 Árvores e arbustos 25,0 Arbustos predominando sobre árvores 37,5 Arbustos 50,0 Arbustos predominando sobre ervas 62,5 Arbustos e ervas 75,0 Ervas predominando sobre arbustos 87,5 Ervas 100,0

Índices de Proteção de hidroxilas flavonoídicas (IM; IG) As hidroxilas flavonoídicas podem estar protegidas por grupos metila e/ou

glicosila. Determina-se o grau dessa proteção através de índices matemáticos, os

quais são chamados Índice de Proteção por metilação (IM) e Índice de Proteção por

22

glicosilação (IG). Esses índices são calculados a partir da soma do número de

grupos hidroxila protegidos por grupos metila e/ou grupos glicosila, dividido pelo

número de grupos oxílicos na estrutura flavonoídica.

Avanço Evolutivo referente à proteção de hidroxilas flavonoídicas (AEM; AEG) Os parâmetros Avanço Evolutivo de proteção das hidroxilas flavonoídicas

através de metilação (AEM) e de glicosilação (AEG) é determinado pelo somatório

dos respectivos índices de proteção (IM e IG) para as substâncias encontradas no

táxon em estudo (gênero, tribo e família), dividido pelo número de ocorrências.

AEM = Σ IM / NO

AEG = Σ IG / NO

Índice de Desproteção (ID) É o parâmetro matemático que indica o grau de desproteção das hidroxilas

flavonoídicas de cada substância encontrada. É calculado através da razão entre o

número de hidroxilas livres da substância em questão e o número total dos grupos

oxílicos presentes na estrutura flavonoídica (GOTTLIEB et al, 1996).

Avanço Evolutivo em relação à desproteção das hidroxilas flavonoídicas (AED) Esse parâmetro evolutivo é determinado pelo somatório dos índices de

desproteção das substâncias encontradas no táxon em estudo (gênero, tribo e

família) dividido pelo número de ocorrências.

AED = Σ ID / NO

Índice de Proteção Total (IP) A dimensão de proteção total das hidroxilas flavonoídicas para cada

substância encontrada é expressa por esse índice matemático, o qual é calculado

através da razão entre o somatório dos números de grupos O-glicosila e O-metila da

molécula em questão e o número total dos grupos oxílicos presentes na estrutura

flavonoídica.

23

Avanço Evolutivo referente à proteção total das hidroxilas flavonoídicas (AEP) É o parâmetro químico determinado pelo somatório dos índices de proteção

total das substâncias encontradas no táxon em estudo (gênero, tribo e família),

dividido pelo número de ocorrências.

AEP = Σ IP / NO

Relação flavona / flavonol (fo/fl) É calculada a partir da razão do número de ocorrências desses dois tipos

flavonoídicos para os táxons em estudo.

Relação chiquimato / acetato É calculada a partir da razão do número de ocorrências de sustâncias da rota

do ácido chiquímico pelo número de ocorrências de substâncias da rota do ácido

acético para os táxons em estudo (Figura 6, pág. 25).

Análise de Similaridade Química entre as Tribos de Bignoniaceae A similaridade química entre as tribos de Bignoniaceae foi avaliada através da

análise do banco de dados elaborado com as ocorrências de metabólitos

secundários já descrita anteriormente. Foram consideradas as ocorrências de

classes de metabólitos mais amplamente distribuídas nas tribos (derivados

aromáticos especiais, flavonóides, terpenóides e quinonas), que foram usadas na

elaboração de uma matriz. Essa matriz foi utilizada para o cálculo de dois

coeficientes de similaridade comumente utilizados em estudos de taxonomia

molecular: Jaccard (BROWER & ZAR 1977) e de Dice (DICE, 1945).

O coeficiente de Jaccard é um índice de similaridade que omite

considerações de combinações negativas, ou seja, considera que a ausência de um

caráter em duas OTUs (unidade taxonômica operacional) que estão sendo

comparadas não indicam similaridade. Por outro lado, o coeficiente de Dice

considera tanto as ocorrências de caracteres compartilhados por duas OTUs, assim

como caracteres presentes em apenas uma das OTUs analisada, dando peso dois

para caracteres compartilhados.

Para estimar a similaridade entre pares de OTUs (unidade taxonômica

operacional, no caso tribos de Bignoniaceae) os dados foram arranjados em uma

matriz n x t, onde as colunas (t) são as OTUs e as linhas (n) são as unidades de

24

caracteres (no caso, marcadores micromoleculares característicos das tribos de

Bignoniaceae). Cada entrada pode ser denominada Xnt, e é um escore de uma OTU

para o caráter n.

Essa matriz foi convertida em outra, na qual as presenças de um determinado

caracter químico foi representeado pelo "1" e as ausências de um determinado

caracter foi representado por "0". Essa matriz binária foi analisada usando-se o

programa NTSYS-PC versão 2.1 (Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis

System) (ROHLF, 2000), sendo que a elaboração da planilha da matriz de

ocorrências foi feita utilizando-se o programa EXCEL para Windows XP.

Caracteres

1 2 n

1 1 0 1

2 1 1 1

OTUs

t 0 1 1

Caracteres OTUs

1 2 t

1 X11 X12 X1t

2 X21 X22 X2t

n Xn1 Xn2 Xnt

25

OH

OOH

O

HO

O OH

HO

OH

OH

O

OH

NH2

DERIVADOS QUINÔNICOS

CICLO DE KREBS

TERPENÓIDES*

ALCALÓIDES ALIFÁTICOS

FLAVONÓIDES

DERIVADOS AROMÁTICOS

ESPECIAIS

ÁCIDOS AMINADOS ALIFÁTICOS

O

OH

ÁCIDO MEVALÔNICO ÁCIDO ACÉTICO

CARBOIDRATOS

FENILALANINA ÁCIDO CHIQUÍMICO ÁCIDO CINÂMICO

*INCLUINDO ALCALÓIDES IRIDOÍDICOS

Figura 6. Esquema biossintético das principais classes de metabólitos especiais produzidos pelas espécies de Bignoniaceae. (• Rota do acetato • Rota do chiquimato). Adaptado de GOTTLIEB et al. 1996.

26

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Perfil Químico Geral da Família Bignoniaceae O levantamento das informações sobre a biologia molecular da família

Bignoniaceae permite afirmar que esse táxon caracteriza-se quimicamente pela

ocorrência de terpenóides (NO=348), quinonas (NO=250), derivados não

nitrogenados de cadeia longa da via do acetato (NO=36), alcalóides (NO=71),

derivados aromáticos especiais (NO=235) e flavonóides (NO= 112), entre outros.

(Figura 7, pág. 26).

23,76

6,75

22,34

10,65

3,42

33,08

0 10 20 30 40

NO%

QUI

ALC

DArE

FLA

DCLA

TER

Figura 7. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais encontrados em Bignoniaceae. QUI, Quinonas (NO=257); ALC, Alcalóides (NO= 71); DArE, Derivados aromáticos especiais (NO=235); FLA, Flavonóides (NO=112); DCLA, Derivados de cadeia longa da via do acetato (NO=36) e TER, Terpenóides (NO=348).

A biossíntese de metabólitos especiais na família Bignoniaceae mostra

destaque na produção de metabólitos derivados da via acetato-mevalonato com a

ocorrência de terpenóides. Com esses dados pode-se obter a relação

chiquimato/acetato igual a 0,33 para a produção metabólica de Bignoniaceae.

(Figura 8, pág. 27).

27

22,34

67,02

10,65

ChiquimatoAcetatoMista

Figura 8 Correlação percentual do número de ocorrência (NO%) dos metabólitos especiais biossintetizados pela rota do chiquimato (NO=235), com os da rota do acetato (NO=705) e com os derivados de biossíntese mista (NO=112).

Esse fato está de acordo com o posicionamento das Bignoniaceae entre as

Asteridae de Cronquist (1988), como um táxon que explora preferencialmente a via

do ácido acético na biossíntese de metabólitos especiais. Dahlgren (1980) coloca a

família dentro do grupo angiospémico evoluído produtor de iridóides (Figura 9, pág.

28).

Derivados da rota biossintética do ácido acético

Os derivados da via do ácido acético encontrados na família Bignoniaceae

foram terpenóides (NO=348), quinonas (NO=250), derivados de cadeia longa da via

do acetato (NO=36) e alcalóides (NO=71), sendo quarenta e um derivados do Ciclo

de Krebs e trinta alcalóides iridoídicos (Figura 10, pág. 29).

28

Figura 9. Sistema de classificação para Angiosperma segundo Rolf Dahlgren (1980

29

49,36

35,46

5,11

10,07

0 10 20 30 40 50

NO%

TER

QUI

DCLA

ALCKI

Figura 10. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) dos derivados da via do ácido acético em Bignoniaceae. TER, Terpenóides (NO=348); QUI, Quinonas (NO=250); DCLA, Derivados de cadeia longa da via do acetato (NO=36) e ALCKI, Alcalóides derivados do Ciclo de Krebs + alcalóides iridoídicos (NO=71).

Bignoniaceae destaca-se tanto pelos números de ocorrência quanto pela

diversificação de tipos terpenoídicos (Figura 11, pág. 29). Esse fato está de acordo

com o status evolutivo da família, com uma grande expressão da via do acetato.

Foram registrados para essa família esteróis (NO=41), triterpenos pentacíclicos

(NO=52), diterpenos (NO=1), monoterpenos não iridoídicos (NO=7) e iridóides

(NO=247). Fica evidente a expressiva exploração da via do acetato-mevalonato por

essa família e sua grande especialização na produção de derivados iridoídicos.

0,26

1,85

10,85

13,76

73,28

0 20 40 60 80

NO%

DIT

MON

EST

TRI

IRI

Figura 11. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de terpenóides encontrados em Bignoniaceae. IRI, Iridóides (NO=277); TRI, Triterpenóides pentacíclicos (NO=52); EST, Esteróis (NO=41); MON, Monoterpenóides não iridoídicos (NO=7) e DIT, Diterpenóides (NO=1).

30

A química de iridóides é bem diversificada, ocorrendo predominantemente

iridóides carbocíclicos (NO%=61,91), secoiridóides (NO%=3,44) e alcalóides

iridoídicos (NO%=7,94). Muito embora seja baixa, a ocorrência de secoiridóides

desperta a atenção, pois eles não haviam sido incluídos nesse taxa em estudos

anteriores sobre a evolução de iridóides em angiospermas (SANTOS, 1998). Os

iridóides carbocíclicos ainda se diversificam em C10 (NO= 83), C9 (NO=142), nor-C11

(NO= 140) e nor-C10 (NO= 2), e C8 ou bisnoriridóides (NO= 9). (Figura 12, pág. 30).

7,94

3,44

2,38

0,53

37,04

37,57

21,96

61,9

0 10 20 30 40 50 60 70

NO%

ALCI

SECO

BNOR

Nor-C10

Nor-C11

C9

C10

IRC

Figura 12. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de iridóides encontrados em Bignoniaceae. IRC, Iridóides carbocíclicos (NO=234); C10, Iridóides carbocíclicos com 10 átomos de carbono (NO=83); C9, Iridóides carbocíclicos com 9 átomos de carbono (NO=142); Nor-C11, Noriridóides que perderam o átomo de carbono 11 (NO=140); Nor-C10, Noriridóides que perderam o átomo de carbono 10 (NO=2); BNOR, Bisnoriridóides (NO=9); SECO, Secoiridóides (NO=13) e ALCI, Alcalóides iridoídicos (NO=30).

As quinonas são a segunda classe de metabólitos secundários em número de

ocorrência dentro da família Bignoniaceae (NO=250). Esta vasta quantidade de

registros deve-se ao fato de muito estudo ter sido feito na enorme busca pela

naftoquinona lapachol, que foi isolada inicialmente da espécie Tabebuia avellanedae,

sendo muito citada pelas suas propriedades anticancerígenas, o que colocou o ipê

31

roxo no elenco das plantas ameaçadas de extinção. Dentre as quinonas

encontradas, 93,2% são naftoquinonas (NO=233) e dezessete antraquinonas (Figura

13, pág. 31).

93,2

6,8

NAF(NO%)

ANT(NO%)

Figura 13. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) das quinonas encontradas em Bignoniaceae. NAF, Naftoquinonas (NO=233) e ANT, Antraquinonas (NO=17).

Derivados da rota biossintética do ácido chiquímico

Os derivados da via do ácido chiquímico são menos expressivos em

Bignoniaceae e não se observa uma grande variedade de tipos estruturais dos seus

representantes. Foram encontrados somente derivados aromáticos especiais

(NO=235). Dentre esses ocorrem lignanas, (C6-C3)2, (NO=36), derivados do ácido

cinâmico (C6-C3) (NO=73), derivados de acetofenona (C6-C2) (NO=58) e derivados

do ácido benzóico (C6-C1) (NO=68). A Figura 14, na página 32, mostra a

representatividade desses metabólitos em Bignoniaceae.

32

31,07

24,68

28,94

15,32

0 10 20 30 40

NO%

C6-C3

C6-C2

C6-C1

LGN

Figura 14. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) dos derivados aromáticos especiais em Bignoniaceae. C6-C3, Derivados do ácido cinâmico (NO=73); C6-C2, Derivados de acetofenona (NO=58); C6-C1, Derivados do ácido benzóico (NO=68) e LGN, Lignanas (NO=36).

Derivados de biossíntese mista

A química flavonoídica de Bignoniaceae é dominada por flavonóides de

esqueleto regular, não havendo ocorrência de tipos mais especializados tais como

isoflavonóides e neoflavonóides. As principais ocorrências de flavonóides na família

concentram-se entre flavonas (NO= 54), flavonóis (NO= 24) e diidroflavonas (NO=

18). Ocorrem ainda antocianinas (NO= 11), flavan-3,4-dióis (NO=3), diidroflavonóis

(NO=1) e chalconas (NO=1) (Figura 15, pág. 32).

16,07

48,21

21,43

0,89

9,82

0,89

2,68

0 10 20 30 40 50

NO%

HFON

FONA

FNOL

HFOL

ANTO

CHAL

FLVA

Figura 15. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de flavonóides em Bignoniaceae. FLVA, Flavan-3,4-dióis (NO=3); CHAL, Chalconas (NO=1); ANTO, Antocianinas (NO=11); HFOL, Diidroflavonóis (NO=1); FNOL, Flavonóis (NO=24); FONA, Flavonas (NO=54) e HFON, Diidroflavonas (NO=18).

33

A família Bignoniaceae mostra uma preferência na produção de flavonas o

que segundo BATE-SMITH (1962) pode ser indicativo de posicionamento mais

avançado para o táxon.

O método de proteção das hidroxilas flavonoídicas utilizado na família é a

proteção por glicosilação (NO=46), seguido pela proteção por metilação (NO=37).

Bignoniaceae também apresenta hidroxilas desprotegidas (NO=18) e aquelas com

proteção dupla (NO=8) (Tabela 3, pág. 33).

Tabela 3. Distribuição dos padrões de proteção das hidroxilas flavonoídicas em Bignoniaceae. FONA, Flavonas; FNOL. Flavonóis; HFON, Diidroflavonas; HFOL, Diidroflavonóis; ANTO, Antocianinas; CHAL, Chalconas; O-Me; Hidroxila flavonoídica protegida por metilação; O-Glc, Hidroxila flavonoídica protegida por glicosilação; O-Me/O-Glc, Hidroxila flavonoídica com proteção dupla e OH livre, Hidroxila flavonoídica desprotegida.

Flavonóides O-Me O-Glc O-Me/O-Glc OH livre FONA 22 16 5 11 FNOL 3 15 1 5 HFON 7 7 2 2 HFOL 0 1 0 0 ANTO 4 7 0 0 CHAL 1 0 0 0

Análise dos parâmetros de lenhosidade para Bignoniaceae forneceu um valor

de Índice de Herbacidade IH=38,47 o que dá uma indicação de hábito de arbustos

sobre árvores. Este valor reforça certa lignificação do táxon. Entretanto o cálculo da

razão flavona/flavonol fo/fl=2,21 (Figura 16, pág. 34) explica a predominância de uma

química mais evoluída para a família. Segundo SOARES & KAPLAN (2001) as

famílias lignificadas (IH ≤ 50,0) possuem valores de fo/fl < 1,00. Esses mesmos

autores observaram a ocorrência de famílias lenhosas com valores altos de fo/fl e

citam que possivelmente esse fenômeno ocorre em famílias derivadas com retenção

de lenhosidade ou que manifestam “secundariamente” essa lenhosidade, isto é

famílias lenhosas que derivam de famílias mais herbáceas.

34

69%

31%

Flavona

Flavonol

Figura 16. Correlação entre o número percentual de flavonas e flavonóis da família Bignoniaceae.

Perfil Químico das Tribos de Bignoniaceae Dados filogenéticos moleculares apóiam a monofilia da família Bignoniaceae

desde que, para tanto, sejam excluídos os gêneros Paulownia, agora

Paulownicaeae, e Schlegelia, agora Schlegeliaceae (FISCHER et al., 2004;

SPANGLER & OLMSTEAD, 1999). A família é dividida em sete tribos baseado em

sua distribuição geográfica, hábito e, principalmente, morfologia do fruto, sendo elas

Bignonieae, Coleeae, Crescentieae, Eccremocarpeae, Oroxyleae, Tourrettieae e

Tecomeae.

Bignoniaceae tradicionalmente tem sido classificada segundo a anatomia do

fruto, com uma primeira divisão baseada em frutos indeiscentes (Coleeae,

Crescentieae e Kigelia) ou deiscentes (todos os outros). Posteriormente a subdivisão

do taxa com frutificação deiscente foi baseada em deiscência paralela (Bignonieae,

Oroxyleae) ou perpendicular (Tecomeae) em relação ao septo central e naqueles

que falta o septo (Eccremocarpeae com uma cápsula bivalvada e Tourrettieae com

uma cápsula tetravalvada) (ZJHRA et al., 2004).

A análise filogenética da família Bignoniaceae feita por SPANGLER &

OLMSTEAD (1999) sugere que as tribos neotropicais Bignonieae e Crescentieae,

como também a tribo africana Coleeae, formem cada uma um grupo monofilético, e

que a tribo pantropical Tecomeae seja parafilética. A tribo monogenérica

Eccremocarpeae apresenta-se como grupo irmão das outras tribos (Figura 17, pág.

36).

35

Dentre as sete tribos, apenas a tribo Tourrettieae não terá sua análise

quimiotaxonômica realizada devido à ausência de estudos químicos realizados com

sua única espécie, Tourrettia lappacea (L’Hér.) Willd. ex L. f., uma videira anual que

ocorre ao sul dos Andes e ao longo das Cordilheiras Americanas Centrais

(LOHMANN, 2004). A tabela 4, na página 35, mostra a distribuição dos metabólitos

especiais encontrados para a família Bignoniaceae. Tabela 4. Distribuição dos metabólitos especiais encontrados para a família Bignoniaceae. NO, Número de ocorrência; IH, Índice de Herbacidade; TER, Terpenóides; DCLA, Derivados de cadeia longa da via do acetato; QUI, Quinonas; ALC, Alcalóides; DArE, Derivados aromáticos especiais e FLA, Flavonóides.

Família Tribos

NO

IH

TER

DCLA

QUI

ALC

DArE

FLA

Bignoniaceae 1052 38,47 348 36 250 71 235 112 Tecomeae 740 23,28 225 8 210 67 173 57 Oroxyleae 50 1,0 7 10 2 1 8 22 Eccremocarpeae 5 50,0 5 0 0 0 0 0 Crescentieae 50 13,0 15 13 13 0 5 4 Coleeae 57 13,0 17 1 16 0 22 1 Bignonieae 150 75,0 79 4 9 3 27 28

Dentre as tribos que tiveram investigações do ponto de vista químico, a tribo

Tecomeae é a mais estudada apresentando um NO=740, sendo esta química

dominado por terpenóides (NO=225) e quinonas (NO=210). A tribo Bignonieae

também apresenta um bom número de registros (NO=156) sendo as principais

ocorrências de terpenóides (NO=79). A tribo Coleeae contem somente dois gêneros

estudados quimicamente e mostra um NO=57, onde quinonas (NO=16), derivados

aromáticos especiais (NO=22) e terpenóides (NO=17) caracterizam a tribo.

Crescentieae teve dois dos seus três gêneros estudados e apresentou um NO=50,

onde quinonas (NO=13), derivados de cadeia longa da via do acetato (NO=13) e

terpenóides (NO=15) predominaram. Oroxyleae tem dois de seus quatro gêneros

analisados apresentando um NO=50, com a predominância de flavonóides (NO=22).

Já a tribo Eccremocarpeae, tem somente uma de suas três espécies estudadas do

ponto de vista químico e apresentou somente terpenóides (NO=5) (Figura 18, pág.

37).

36

Figura 17. Árvore da análise filogenética da família Bignoniaceae (SPANGLER & OLMSTEAD, 1999).

37

0 20 40 60 80 100

Bigononieae

Coleeae

Crescentieae

Eccremocarpeae

Oroxyleae

Tecomeae

NO%

TER(NO%)DCLA(NO%)FLA(NO%)DArE(NO%)ALC(NO%)QUI(NO%)

Figura 18. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais encontrados nas tribos de Bignoniaceae. Tecomeae: TER, Terpenóides (NO=225); DCLA, Derivados de cadeia longa da via do acetato (NO=8); FLA, Flavonóides (NO=57); DArE, Derivados aromáticos especiais (NO=173); ALC, Alcalóides (NO=67) e QUI, Quinonas (NO=210). Oroxyleae: TER (NO=7); DCLA (NO=10); FLA (NO=22); DArE (NO=8); ALC (NO=1) e QUI (NO=2). Eccremocarpeae: TER (NO=5). Crescentieae: TER (NO=15); DCLA (NO=13); FLA (NO=4); DArE (NO=5) e QUI (NO=13). Coleeae: TER (NO=17); DCLA (NO=1); FLA (NO=1); DArE (NO=22) e QUI (NO=16). Bignonieae: TER (NO=79); DCLA (NO=4); FLA (NO=28); DArE (NO=27); ALC (NO=3) e QUI (NO=9).

Como observado anteriormente, a química da família é destacada em

derivados das rotas do acetato. O mesmo foi comprovado para cada tribo, onde a

relação de produtos das vias chiquimato/acetato foi de 0,28 em Bignonieae; 0,65 em

Coleeae; 0,12 em Crescentieae; 0,4 em Oroxyleae e 0,34 em Tecomeae. Em

Eccremocarpeae este valor foi igual a zero, uma vez que a tribo só apresenta

produtos da via do ácido acético. (Figura 19, pág. 38).

38

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Bignonieae

Coleeae

Crescentieae

Eccremocarpeae

Oroxyleae

Tecomeae

BIGNONIACEAE

ChiquimatoAcetato Mista

Figura 19. Correlação entre o número percentual de ocorrências (NO%) de metabólitos especiais biossintetizados pelas rotas do chiquimato, acetato e mista. A relação flavona / flavonol é um importante parâmetro no estabelecimento da

correlação entre morfologia e diversidade química. A razão flavona/flavonol da

família Bignoniaceae é 2,21. Este mesmo índice foi calculado para as quatro tribos

que apresentam química flavonoídica no seu perfil, sendo elas Bignonieae

(fo/fl=1,80), Crescentieae (fo/fl=0), Oroxyleae (fo/fl=4,00) e Tecomeae (fo/fl=2,46)

(Figura 20, pág. 38). Pode-se observar que a tribo mais lenhosa, Oroxyleae, cujo

IH=1 possui a relação fo/fl mais alta, repetindo a tendência da família.

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Bignonieae

Crescentieae

Oroxyleae

Tecomeae

BIGNONIACEAE

NO%

Flavona

Flavonol

Figura 20. Correlação entre o número de ocorrências de flavonas e flavonóis para a família Bignoniaceae e suas tribos.

39

Correlações entre a razão fo/fl e os parâmetros químicos de avanço evolutivo

(AEM, AEG, AEP e AED) para as tribos de Bignoniaceae mostraram que apesar

dessas apresentarem uma razão fo/fl alta, suas hidroxilas flavonoídicas encontram-

se, em sua grande maioria, desprotegidas e quando protegidas, o fazem

preferencialmente por metilação, com exceção da tribo Crescentieae, que não

apresenta flavonas e tem suas hidroxilas flavonoídicas, quando protegidas,

exclusivamente por glicosilação (Figura 21, pág. 40).

A correlação entre o IH e o AEP das hidroxilas flavonoídicas das tribos de

Bignoniaceae mostrou-se baixa, uma vez que o aumento da proteção total deveria

ter uma correlação positiva com o IH, ou seja, quanto mais herbáceo o táxon mais

protegido os seus flavonóides. O mesmo aconteceu para a correlação entre o IH e o

AED, onde a desproteção alta, que é uma característica primitiva, deveria estar

relacionada a um IH mais baixo. Já a relação fo/fl deveria aumentar com o aumento

do IH (SOARES & KAPLAN, 2001). Analisando a correlação entre fo/fl e IH observa-

se, mais uma vez, que não há uma boa correlação. A relação chiquimato/acetato

deve diminuir nos grupos mais herbáceos, ou seja, devem ocorrer mais metabólitos

derivados da via do ácido acético em táxons com o IH mais alto. Essa é a tendência

de abandono da rota do chiquimato pela do acetato em táxons herbáceos

(GOTTLIEB, 1982; GOTTLIEB et al., 1996). Logo a correlação para chi/ace e IH

deveria ser negativa, o que não aconteceu (Figura 22, pág. 41). Com base nesses

resultados pode-se dizer que nos casos de estudos de AE envolvendo flavonóides, o

grupo apresenta retenção da característica química mais primitiva e esse fato explica

a ausência de correlações.

40

A

0,001,002,003,004,005,00

0 0,1 0,2 0

AEm

fo/fl

,3

Bignonieae Crescentieae Oroxyleae Tecomeae

B

0,001,002,003,004,005,00

0 0,05 0,1 0,15 0,2

AEg

fo/fl

Bignonieae Crescentieae Oroxyleae Tecomeae

C

0,00

1,00

2,00

3,00

0 0,1 0,2 0,3 0,4

AEp

fo/fl

Bignonieae Crescentieae Oroxyleae Tecomeae

D

0,001,002,003,004,005,00

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

AEd

fo/fl

Bignonieae Crescentieae Oroxyleae Tecomeae

Figura 21. Correlação dos parâmetros de avanço evolutivo (AEM, AEG. AEP e AED) com a razão fo/fl para as tribos de Bignoniaceae. Correlação do parâmetro evolutivo fo/fl: com AEM (A), com AEG (B), com AEP (C) e com AED (D).

41

A

020

4060

80

0 0,2 0,4 0,6 0,8

AEp

IH

Bignonieae Coleeae Crescentieae

Oroxyleae Tecomeae

B

020

4060

80

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

AEd

IH

Bignonieae Coleeae Crescentieae

Oroxyleae Tecomeae

C

020

4060

80

0 0,2 0,4 0,6 0,8

chi/ace

IH

Bignonieae Coleeae Crescentieae

Eccremocarpeae Oroxyleae Tecomeae

D

0

20

40

60

80

0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00

fo/fl

IH

Bignonieae Crescentieae Oroxyleae Tecomeae

Figura 22. Correlação entre o IH com os parâmetros de avanço evolutivo (AEP e AED), com a razão chi/ace e com a razão fo/fl. Correlação entre o parâmetro evolutivo IH: com AEP (A), com AED (B), com chi/ace (C) e com fo/fl (D). Tribo Tecomeae A tribo Tecomeae é aquela mais amplamente distribuída, sendo

principalmente neotropical, porém com representantes na Europa, norte do

continente americano, África e sudeste da Ásia (LOHMANN, 2004). Tecomeae

inclui 43 gêneros, entre árvores, arbustos ou lianas e foi considerada parafilética

em estudos filogenéticos. Essa parafilia da tribo apresenta alguns problemas

taxonômicos. Os gêneros de Bignoniaceae mais basais Jacaranda e Podranea

Sprague pertencem a Tecomeae, mas outros membros dessa tribo são altamente

derivados dentro da família (SPANGLER & OLMSTEAD, 1999). O Índice de

Herbacidade da tribo é 23,28 o que demonstra a tendência do hábito da mesma

para árvores e arbustos.

42

O perfil químico da tribo Tecomeae é caracterizado por terpenóides

(NO=225), quinonas (NO=210) e derivados aromáticos especiais (NO=173).

Também ocorrem, porém em menores quantidades, flavonóides (NO=57), alcalóides

(NO=67, incluindo 30 representantes iridoídicos) e derivados de cadeia longa da via

do acetato (NO=8) (Figura 23, pág. 42).

28,38

9,05

23,38

7,7

1,08

30,4

0 10 20 30 40

NO%

QUI

ALC

DArE

FLA

DCLA

TER

Figura 23. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais encontrados em Tecomeae. QUI, Quinonas (NO=210); ALC, Alcalóides (NO= 67); DArE, Derivados aromáticos especiais (NO=173); FLA, Flavonóides (NO=57); DCLA, Derivados de cadeia longa da via do acetato (NO=8) e TER, Terpenóides (NO=225).

A biossíntese dos metabólitos especiais de Tecomeae baseia-se,

principalmente, na rota do acetato (NO=510) (Figura 24, pág. 42), sendo a relação

chiquimato/acetato igual a 0,34.

23,38

68,92

7,7

ChiquimatoAcetatoMista

Figura 24. Correlação percentual do número de ocorrência (NO%) dos metabólitos especiais encontrados em Tecomeae biossintetizados pela rota do chiquimato (NO=173), com os da rota do acetato (NO=510) e com os derivados de biossíntese mista (NO=57).

43

Dentro da família Bignoniaceae, a tribo Tecomeae é aquela que apresenta a

maior química terpenoídica (NO=225). Ela caracteriza-se principalmente pela

ocorrência de iridóides (NO=170), sendo também encontrados triterpenos

pentacíclicos (NO=27), esteróis (NO=22) e monoterpenos (NO=6) (Figura 25, pág.

43).

10,58

8,63

2,35

78,43

0 20 40 60 80

NO%

TRI

EST

MON

IRI

Figura 25. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de terpenóides encontrados em Tecomeae. TRI, Triterpenóides pentacíclicos (NO=27); EST, Esteróis (NO=22); MON, Monoterpenóides não iridoídicos (NO=6) e IRI, Iridóides (NO=170).

Na química iridoídica destacam-se os iridóides carbocíclicos (NO=164), onde

predominam os C10 (NO=69) e os nor-C11 (NO=90), ocorrendo também os nor-C10

(NO=2), o único registro para a família, além de bisnoriridóides (NO=3). Ocorrem

também secoiridóides (NO=6) e alcalóides iridoídicos (NO=30), sendo este o único

registro desses derivados nitrogenados para a família (Figura 26, pág. 44). Segundo

SANTOS (1998), a superordem Lamiiflorae (sensu Dahlgren), a mais evoluída sob o

aspecto morfológico, biossintetiza alcalóides iridoídicos menos oxidados e menos

especializados. A classe Iridóides é, com essa abundância, um verdadeiro marcador

taxonômico para a família Bignoniaceae e para a tribo Tecomeae.

44

11,76

2,35

1,18

35,29

0,78

37,25

27,06

64,31

0 10 20 30 40 50 60 70

NO%

ALCI

SECO

BNOR

Nor-C11

Nor-C10

C9

C10

IRC

Figura 26. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de iridóides encontrados em Tecomeae. IRC, Iridóides carbocíclicos (NO=164); C10, Iridóides carbocíclicos com 10 átomos de carbono (NO=69); C9, Iridóides carbocíclicos com 9 átomos de carbono (NO=95); Nor-C11, Noriridóides que perderam o átomo de carbono 11 (NO=90); Nor-C10, Noriridóides que perderam o átomo de carbono 10 (NO=2); BNOR, Bisnoriridóides (NO=3); SECO, Secoiridóides (NO=6) e ALCI, Alcalóides iridoídicos (NO=30).

As quinonas têm grande importância na tribo Tecomeae, tanto que algumas

espécies de Tabebuia são conhecidas popularmente como “Lapacho”, devido a

naftoquinona lapachol encontrada em várias espécies deste gênero. De todas as

quinonas encontradas para a família Bignoniaceae, 84,0% pertencem à tribo

Tecomeae (NO=210). Dessas, quase todas são naftoquinonas (NO=198), sendo

doze antraquinonas (Figura 27, pág. 44).

94,29

5,71

NAF(NO%)

ANT(NO%)

Figura 27. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) das quinonas em Tecomeae. NAF, Naftoquinonas (NO=198) e ANT, Antraquinonas (NO=12).

45

A tribo Tecomeae também destaca-se pela presença de alcalóides (NO=67),

onde trinta e sete são alcalóides derivados do Ciclo de Krebs e trinta alcalóides

iridoídicos, sendo este o único registro dos mesmos para Bignoniaceae (Figura 28,

pág. 45). Estes alcalóides representam 94,37% dos alcalóides encontrados para a

família.

44,78

55,22ALCIALCK

Figura 28. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) dos alcalóides encontrados em Tecomeae. ALCK, Alcalóides derivados do Ciclo de Krebs (NO=37) e ALCI, Alcalóides iridoídicos (NO=30).

Dentre todas as tribos de Bignoniaceae, Tecomeae tem uma boa

representatividade de derivados da via do ácido chiquímico com os derivados

aromáticos especiais (NO=173). Eles representam 73,62% dos derivados aromáticos

especiais encontrados na família. Em relação a esses derivados aromáticos

especiais, os derivados do ácido cinâmico (NO=52) e os derivados do ácido

benzóico (NO=60) são os mais representativos. Ocorrem também derivados de

acetofenona (NO=38) e lignanas (NO=23) (Figura 29, pág. 45).

30,06

21,96

34,68

13,29

0 10 20 30 40

NO%

C6-C3

C6-C2

C6-C1

LGN

Figura 29. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) dos derivados aromáticos especiais em Tecomeae. C6-C3, Derivados do ácido cinâmico (NO=52); C6-C2, Derivados de acetofenona (NO=38); C6-C1, Derivados do ácido benzóico (NO=60) e LGN, Lignanas (NO=23).

46

A química flavonoídica da tribo Tecomeae é composta principalmente por

flavonas (NO=32). Ocorrem também flavonóis (NO=13), antocianinas (NO=7),

diidroflavona (NO=4) e diidroflavonol (NO=1) (Figura 30, pág. 46). Esses flavonóides

são, principalmente, derivados de quercetina, luteolina, cianidina, chrysina e

apigenina.

7,02

56,14

22,81

1,75

12,28

0 10 20 30 40 50 60

NO%

HFON

FONA

FNOL

HFOL

ANTO

Figura 30. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de flavonóides em Tecomeae. ANTO, Antocianinas (NO=7); HFOL, Diidroflavonóis (NO=1); FNOL, Flavonóis (NO=13); FONA, Flavonas (NO=32) e HFON, Diidroflavonas (NO=4).

Glicosilação e metilação são os mecanismos de proteção mais comumente

observados em hidroxilas flavonoídicas e representam os últimos estágios na

biossíntese de flavonóides (SOARES, 1996). A tribo Tecomeae apresenta flavonóis

OGlc (NO=9) e com OH livre (NO=4); flavonas OGlc (NO=12), OMe (NO=11),

OGlc/OMe (NO=3) e com OH livre (NO=6); antocianinas OGlc (NO=7); diidroflavona

OGlc (NO=3) e com OH livre (NO=1); diidroflavonol OGlc (NO=1) (Tabela 5, pág.

46).

Tabela 5. Distribuição dos padrões de proteção das hidroxilas flavonoídicas em Tecomeae. FONA, Flavonas; FNOL. Flavonóis; HFON, Diidroflavonas; HFOL, Diidroflavonóis; ANTO, Antocianinas; O-Me; Hidroxila flavonoídica protegida por metilação; O-Glc, Hidroxila flavonoídica protegida por glicosilação; O-Me/O-Glc, Hidroxila flavonoídica com proteção dupla e OH livre, Hidroxila flavonoídica desprotegida.

Flavonóides O-Me O-Glc O-Me/O-Glc OH livre FONA 11 12 3 6 FNOL 0 9 0 4 HFON 0 3 0 1 HFOL 0 1 0 0 ANTO 0 7 0 0

47

As flavonas, que dominam a química flavonoídica da tribo, são as únicas que

apresentam alguma proteção das hidroxilas por metilação, tendo os demais

flavonóides as hidroxilas protegidas por glicosilação ou então desprotegidas.

A tribo Tecomeae é aquela que apresenta o perfil químico mais parecido com

o determinado para família (Figura 31, pág. 47). Talvez por ser a tribo mais estudada

do grupo (Figura 18, pág. 37).

225

8

210

67

173

57

348

36

250

71

235

112

050

100150200250300350400

TER DCLA QUI ALC DArE FLA

NO Tecomeae (NO)

Bignoniaceae (NO)

Figura 31. Correlação do número de ocorrências (NO) dos metabólitos especiais encontrados em Tecomeae e Bignoniaceae. TER, Terpenóides; DCLA, Derivados de cadeia longa da via do acetato; QUI, Quinonas; ALC, Alcalóides; DarE, Derivados aromáticos especiais e FLA, Flavonóides. Tribo Oroxyleae A tribo Oroxyleae apresenta quatro gêneros de árvores, lianas e arbustos com

cápsulas loculicidas do Velho Mundo, mais precisamente da Ásia Tropical

(LOHMANN, 2004). Desses gêneros somente dois apresentam estudos envolvendo

a química, sendo eles Millingtonia L. f. e Oroxylum Vent., O índice de herbacidade

(IH) calculado para essa tribo foi 1,00 confirmando a tendência da mesma pelo

predomínio do hábito arbóreo.

Devido ao fato de apenas dois gêneros da tribo terem sido estudados, o

número de ocorrências de metabólitos especiais para Oroxyleae não é muito

extenso (NO=50). O perfil químico de Oroxyleae é caracterizado pela presença

principalmente de flavonóides (NO=22), ocorrendo também derivados de cadeia

longa da via do acetato (NO=10), derivados aromáticos especiais (NO=8),

terpenóides (NO=7), duas ocorrências de quinonas e uma de alcalóide derivado de

ácido aminado alifático (Figura 32, pág. 48).

48

4

2

16

44

20

14

0 10 20 30 40 50

NO%

QUI

ALC

DArE

FLA

DCLA

TER

Figura 32. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais encontrados em Oroxyleae. QUI, Quinonas (NO=2); ALC, Alcalóides (NO=1); DArE, Derivados aromáticos especiais (NO=8); FLA, Flavonóides (NO=22); DCLA, Derivados de cadeia longa da via do acetato (NO=10) e TER, Terpenóides (NO=7).

A química da tribo Oroxyleae leva a um valor da relação chiquimato/acetato

igual a 0,4. Essa tribo apresenta o maior percentual de metabólitos especiais

derivados de biossíntese mista com os flavonóides (NO=22) que representam 44%

do total de metabólitos encontrado na tribo (Figura 33, pág. 48).

16

40

44Chiquimato

Acetato

Mista

Figura 33. Correlação entre o número percentual de ocorrências (NO%) de metabólitos secundários biossintetizados pela rota do chiquimato (NO=8), pela rota do acetato (NO=20) e pela rota de biossíntese mista (NO=22).

Dentre os metabólitos biossintetizados pela rota do acetato encontram-se

naftoquinonas (NO=2) produzidas em Oroxylum, derivados de cadeia longa da via

do acetato (NO=10), alcalóide (NO=1) e terpenóides (NO=7), sendo esses últimos

divididos em iridóides carbocíclicos (NO=5) do tipo bisnoriridóide e esteróis (NO=2),

todos encontrados em Millingtonia (Figura 34, pág. 49).

49

10

50

25

10

5

0 10 20 30 40 50

NO%

NAF

DCLA

BNOR

EST

ALC

Figura 34. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais derivados da rota do ácido acético encontrados em Oroxyleae. ALC, Alcalóides (NO=1); EST, Esteróis (NO=2); BNOR, Bisnoriridóides (NO=5); DCLA, Derivados de cadeia longa da via do acetato (NO=10) e NAF, Naftoquinonas (NO=2).

Os metabólitos especiais oriundos da rota do ácido chiquímico

encontrados para a tribo Oroxyleae são derivados aromáticos especiais (NO=8),

sendo C6-C2 (NO=5), C6-C3 (NO=2) e C6-C1 (NO=1) (Figura 35, pág. 49).

12,5

62,5

25

0 20 40 60 80

NO%

C6-C1

C6-C2

C6-C3

Figura 35. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais derivados da rota do ácido chiquímico encontrados em Oroxyleae. C6-C3, Derivados do ácido cinâmico (NO=2); C6-C2, Derivados de acetofenona (NO=5) e C6-C1, Derivados do ácido benzóico (NO=1).

Dos metabólitos especiais derivados da rota de biossíntese mista encontram-

se os flavonóides (NO=22), dentre os quais destacam-se as flavonas (NO=12),

seguidas pelas diidroflavonas (NO=6), flavonóis (NO=3) e chalcona (NO=1),

enfatizando que este é o único registro da mesma para a família Bignoniaceae

(Figura 36, pág. 50).

50

4,54

13,64

27,27

54,54

0 20 40 60

NO%

CHAL

FNOL

HFON

FONA

Figura 36. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais derivados da rota de biossíntese mista encontrados em Oroxyleae. FONA, Flavonas (NO=12); HFON, Diidroflavonas (NO=6); FNOL, Flavonóis (NO=3) e CHAL, Chalconas (NO=1).

Analisando os flavonóides encontrados em Oroxyleae, observa-se que o

gênero Millingtonia apresenta oito flavonas, sendo duas delas OGlc, três OMe, duas

com dupla proteção (OMe e OGlc) e uma desprotegida (OH livre). Esse gênero

também é responsável pelos flavonóis que ocorrem na tribo, os quais são todos

OMe e, pela única ocorrência de chalcona na família, sendo essa OMe. Já o gênero

Oroxylum é responsável pelas outras quatro flavonas encontradas na tribo, as quais

são duas OGlc, uma OMe e uma com OH livre. Nesse gênero ocorrem as

diidroflavonas da tribo, sendo quatro delas OGlc, uma OMe e uma com OH livre

(Tabela 6, pág. 50).

Tabela 6. Distribuição dos padrões de proteção das hidroxilas flavonoídicas em Oroxyleae. FONA, Flavonas; FNOL. Flavonóis; HFON, Diidroflavonas; CHAL, Chalconas; O-Me; Hidroxila flavonoídica protegida por metilação; O-Glc, Hidroxila flavonoídica protegida por glicosilação; O-Me/O-Glc, Hidroxila flavonoídica com proteção dupla e OH livre, Hidroxila flavonoídica desprotegida.

Flavonóides O-Me O-Glc O-Me/O-Glc OH livre FONA 4 4 2 2 FNOL 3 0 0 0 HFON 1 4 0 1 CHAL 1 0 0 0

Os flavonóides e os derivados de cadeia longa da via do acetato são as

substâncias mais representativas da tribo Oroxyleae. Chama atenção a relativa

51

abundância dos derivados de cadeia longa da via do acetato que se mostram como

verdadeiros marcadores taxonômicos para o grupo (Figura 18, pág. 37).

Tribo Eccremocarpeae A tribo Eccremocarpeae é endêmica do neotrópico, ocorrendo desde a

Colômbia até o Chile. Essa tribo é pequena e monogenérica, apresentando três

espécies de videiras dos Andes Centrais do gênero Eccremocarpus (LOHMANN,

2004). A análise filogenética da tribo Eccremocarpeae (Figura 18, pág. 37) mostrou

a mesma como grupo irmão das demais tribos de Bignoniaceae (SPANGLER &

OLMSTEAD, 1999). O índice de herbacidade da tribo é 50,0 condizendo com o a

tendência do seu hábito arbustivo.

Das três espécies pertencentes a essa tribo, somente uma, Eccremocarpus

scaber Ruiz & Pav. apresenta algum tipo de estudo do ponto de vista químico. Para

tanto, o perfil químico da tribo Eccremocarpeae foi baseado em cima dos

metabólitos encontrados para essa espécie. A tribo mostra preliminarmente um perfil

caracterizado por terpenóides (NO=5), sendo que todos os representantes são

iridóides carbocíclicos, dois C10 e três nor-C11-iridóide (Figura 37, pág. 51).

40

60

C10

Nor-C11

Figura 37. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais encontrados em Eccremocarpeae. C10, Iridóides carbocíclicos com 10 átomos de carbono (NO=2) e Nor-C11, Noriridóides que perderam o átomo de carbono 11 (NO=3).

Com esses poucos dados pode-se dizer que a tribo Eccremocarpeae

apresenta até agora uma química totalmente baseada na rota do acetato seguindo a

tendência geral da família, embora seu IH= 50,0 seja indicativo de hábito de fronteira

com representantes arbustivos.

52

Tribo Crescentieae A tribo Crescentieae é endêmica do neotrópico, sendo centrada na América

Central e ocorrendo também na América do Sul. Ela inclui três gêneros e trinta e três

espécies de árvores e arbustos com frutos indeiscentes (LOHMANN, 2004). Foi

considerada monofilética através de análises filogenéticas (SPANGLER &

OLMSTEAD, 1999).

A grande maioria dos dados químicos encontrados para essa tribo foi

referente aos estudos do gênero Crescentia, e alguns poucos para Parmentiera DC..

O gênero Amphitecna Miers não apresenta estudos do ponto de vista químico.

Crescentieae mostra um perfil químico com 50 ocorrências de metabólitos

secundários distribuídos em terpenóides (NO=15), derivados de cadeia longa da via

do acetato (NO=13), quinonas (NO=13), derivados aromáticos especiais (NO=5) e

flavonóides (NO=4) (Figura 38, pág. 52). O Índice de Herbacidade da tribo é IH=13,

indicando que a tendência do hábito é de árvores predominando sobre arbustos.

26

10

8

26

30

0 5 10 15 20 25 30

NO%

QUI

DArE

FLA

DCLA

TER

Figura 38. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais encontrados em Crescentieae. QUI, Quinonas (NO=13); DArE, Derivados aromáticos especiais (NO=5); FLA, Flavonóides (NO=4); DCLA, Derivados de cadeia longa da via do acetato (NO=13) e TER, Terpenóides (NO=15).

A biossíntese de metabólitos secundários na tribo Crescentieae apóia-se,

principalmente, na via do acetato (NO=41) sendo a relação chiquimato/acetato igual

a 0,12, a segunda mais baixa da família, só perdendo para a tribo Eccremocarpeae

que não apresenta metabólitos derivados da via do ácido chiquímico.

Os metabólitos derivados da via do acetato encontrados foram terpenóides

(NO=15), sendo onze iridóides carbocíclicos do tipo nor-C11 e quatro secoiridóides;

derivados de cadeia longa da via do acetato (NO=13) e quinonas (NO=13) do tipo

naftoquinona (Figura 39, pág. 53). Desses metabólitos somente um iridóide nor-C11

foi encontrado para o gênero Parmentiera, sendo os demais do gênero Crescentia.

53

8

22

26

26

0 5 10 15 20 25 30

NO%

SECO

Nor-C11

DCLA

NAF

Figura 39. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais derivados da rota do acetato encontrados em Crescentieae. NAF, Naftoquinonas (NO=13); DCLA, Derivados de cadeia longa da via do acetato (NO=13); Nor-C11, Noriridóides que perderam o átomo de carbono 11 (NO=11) e SECO; Secoiridóides (NO=4).

Os representantes da via do ácido chiquímico encontrados para Crescentieae

foram derivados aromáticos especiais (NO=5), sendo quatro derivados de ácido

benzóico e uma lignana. Para o gênero Parmentiera foi encontrado somente um

derivado arilpropanoídico do tipo C6-C1. Todos os demais metabólitos encontrados

foram de Crescentia.

Os derivados de biossíntese mista (NO=4) contam com três flavonóis e uma

flavan-3,4-diol (Figura 40, pág. 53).

2

6

2

8

0 2 4 6 8

NO%

FLVA

FNOL

LIG

C6-C1

Figura 40. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais derivados da rota do chiquimato e da via mista encontrados em Crescentieae. C6-C1, Derivados do ácido benzóico (NO=4); LIG, Lignanas (NO=1); FNOL, Flavonóis (NO=3) e FLVA, Flavan-3,4-dióis (NO=1).

Dos flavonóis encontrados dois eram OGlc, uma rutina e um derivado de

kaempferol, e o terceiro com as hidroxilas desprotegidas, o kaempferol. Já a flavan-

3,4-diol é uma leucoantocianina. Por não haver flavona na tribo, a razão

flavona/flavonol é zero.

A tribo mostra um IH=13, os flavonóides que produz têm suas hidroxilas

protegidas por glicosilação e a ausência de flavonas poderiam ser indicadores de

54

uma certa primitividade do grupo, porém, a química da via do ácido acético mostra-

se dominante, o que inviabiliza conclusões mais categóricas sobre o grupo.

Tribo Colleae Coleeae é uma tribo quase completamente restrita à Ilha de Madagascar. As

espécies de Coleeae madagascarenses estão concentradas dentro das florestas

tropicais. Esta tribo apresenta seis gêneros, sendo eles Colea Bojer & Meisn., com

21 espécies encontradas em Madagascar, Mauritius e Seychelles, essas duas

últimas ilhas do Oceano Índico; Ophicolea, com cinco espécies encontradas em

Madagascar e Ilhas Comoro; Phyllarthron DC., com cerca de quinze espécies em

Madagascar e Ilhas Comoro; Phylloctenium Baill., com duas espécies de

Madagascar; Rhodocolea Baill., com sete espécies de Madagascar e Kigelia, com

espécies encontradas ao longo das savanas e florestas de galeria na África tropical

(FISHER et al., 2004).

Inicialmente Coleeae havia sido colocada em Crescentieae neotropical,

devido as espécies com frutos indeiscentes. Quando Gentry em 1976 separou

Crescentieae e Coleeae, ele colocou o gênero monotípico Kigelia em Coleeae.

Kigelia compartilha proximidade geográfica com Coleeae e frutos indeiscentes

grandes e polinização por morcegos como Crescentieae (ZJHRA et al., 2004).

Uma filogenia baseada em três regiões do cloroplasto identificou uma

Colleae monofilética que é endêmica para Madagascar e ilhas do Oceano Índico. O

gênero africano Kigelia não é membro de Coleeae, sendo mais próximo de um

subconjunto de espécies do sudeste asiático e africanas de Tecomeae (SPANGLER

& OLMSTEAD, 1999).

A filogenia molecular indica que aquele fruto indeiscente surgiu repetidamente

dentro da família Bignoniaceae: em Coleeae, Kigelia e Crescentieae. Dentro de

Coleeae, Colea e Ophiocolea são irmãs, Phyllarthron é irmã de Colea + Ophicolea, e

Rhodocolea é irmã do resto da tribo, sendo esse o gênero mais basal da tribo

(ZJHRA et al., 2004).

O perfil químico da tribo é formado por derivados aromáticos especiais

(NO=22), terpenóides (NO=17) e quinonas (NO=16). Ocorre também um derivado de

cadeia longa da via do acetato e um flavonóide (Figura 41, pág. 55). Somente dois

gêneros apresentam estudos químicos: Kigelia e Phyllarthron. O Índice de

55

Herbacidade calculado para a tribo foi de IH=13, ou seja, a tendência de hábito

dessa tribo é árvores predominando sobre arbustos.

28,07

38,6

1,75

29,82

1,75

0 10 20 30 40

NO%

QUI

DArE

DCLA

TER

FLA

Figura 41. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais encontrados em Coleeae. QUI, Quinonas (NO=16); DArE, Derivados aromáticos especiais (NO=22); DCLA, Derivados de cadeia longa da via do acetato (NO=1); TER, Terpenóides (NO=17) e FLA, Flavonóides (NO=1).

A relação chiquimato/acetato é 0,65, ou seja, a biossíntese dos metabólitos

especiais da tribo Coleeae é baseada na rota do acetato, porém essa é a tribo que

apresenta a maior quantidade de derivados do ácido chiquímico (NO=22), o que

representa 38,6% dos metabólitos especiais encontrados na tribo.

Os metabólitos especiais derivados da via do acetato encontrados foram

terpenóides (NO=17), distribuídos em esteróis (NO=4), monoterpeno (NO=1), nor-

C11-iridóides (NO=8), bisnoriridóides (NO=1) e secoiridóides (NO=3); quinonas

(NO=16), sendo onze naftoquinonas e cinco antraquinonas e um derivado de cadeia

longa da via do acetato (Figura 42, pág. 56).

56

2,94

14,71

32,35

8,82

2,94

23,53

2,94

11,76

0 5 10 15 20 25 30 35

NO%

DCLA

ANT

NAF

SECO

BNOR

Nor-C11

MON

EST

Figura 42. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais derivados da rota do acetato encontrados em Coleeae. EST, Esteróis (NO=4); MON, Monoterpenos (NO=1); Nor-C11, Noriridóides que perderam o átomo de carbono 11 (NO=8); BNOR, Bisnoriridóides (NO=1); SECO; Secoiridóides (NO=3); NAF, Naftoquinonas (NO=11); ANT, Antraquinonas (NO=5) e DCLA, Derivados de cadeia longa da via do acetato (NO=1).

Os derivados da via do ácido chiquímico encontrados foram os derivados

aromáticos especiais, sendo lignanas (NO=12), derivados do ácido cinâmico (NO=9)

e derivados do ácido benzóico (NO=1). Uma flavona em Phyllarthron, sendo essa

OMe o único representante de rota de biossíntese mista (Figura 43, pág. 56).

4,35

4,35

39,13

52,17

0 20 40 60

NO%

FONA

C6C1

C6C3

LIG

Figura 43. Percentagens dos números de ocorrências (NO%) de metabólitos especiais derivados da rota do chiquimato e de rota de biossíntese mista encontrados em Coleeae. LIG, Lignanas (NO=12); C6-C3, Derivados do ácido cinâmico (NO=9); C6-C1, Derivados do ácido benzóico (NO=1) e FONA, Flavonas (NO=1).

Coleeae é a tribo que contem o maior percentual de ocorrência de lignanas

representando 21,05% dos metabólitos encontrados para a mesma.

57

Tribo Bignonieae Bignonieae é a maior de todas as tribos de Bignoniaceae, incluindo

aproximadamente 350 espécies em 46 gêneros. É um clado grande e

morfologicamente diverso de lianas neotropicais. É uma tribo endêmica ao

neotrópico, acomodando em si todas as lianas do mesmo (LOHMANN, 2004).

Apesar da diversidade morfológica e importância ecológica da tribo, o grupo

permaneceu sistematicamente problemático e sua classificação em nível genérico é

incerta. Como atualmente circunscrito, Bignonieae inclui quase a metade dos

gêneros e mais de um terço das espécies de Bignoniaceae. Esta diversidade não é

uniformemente distribuída em Bignonieae; trinta dos gêneros reconhecidos

atualmente têm menos que quatro espécies, enquanto quatro gêneros grandes,

Arrabidaea, Adenocalymma, Anemopaegma e Memora Miers, têm mais de duzentos

e cinqüenta espécies. Além disso, faltam freqüentemente características diagnóstico

(LOHMANN, 2006).

Dados filogenéticos moleculares sugerem que a tribo Bignonieae seja um

grupo monofilético, porém como o estudo foi limitado esta conclusão torna-se

preliminar (SPANGLER & OLMSTEAD, 1999).

Outro estudo filogenético para Bignonieae mostrou que a classificação

genérica corrente é inadequada e que é necessário reavaliar os caracteres que

formam a base de classificação em Bignonieae. Vários dos gêneros tradicionalmente

circunscritos de Bignonieae não são monofiléticos e precisam de uma nova

circunscrição (LOHMANN, 2004, 2006). Cor da flor e forma do fruto são caracteres

genéricos pobres. Em contraste, tipo do tendril, forma da pseudoestípula e anatomia

dos ramos representam sinapomorfias de clados bem definidos em Bignonieae

(FISHER et al., 2004).

O perfil químico da tribo Bignonieae é formado por terpenóides (NO=79),

flavonóides (NO=28), derivados aromáticos especiais (NO=27) e quinonas (NO=9).

Também ocorrem derivados de cadeia longa da via do acetato (NO=4) e alcalóides

derivados do Ciclo de Krebs (NO=3) (Figura 44, pág. 58). O Índice de Herbacidade

da tribo é IH=75,0 o que condiz com o fato dessa tribo ser formada principalmente

por lianas. Esse índice determina que a tendência do hábito de Bignonieae é de

arbustos e ervas.

58

6

2

2,66

18,67

2,67

52,67

0 10 20 30 40 50 60

NO%

QUI

ALCK

DArE

FLA

DCLA

TER

Figura 44. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais encontrados em Bignonieae. QUI, Quinonas (NO=9); ALCK, Alcalóides derivados do Ciclo de Krebs (NO= 3); DArE, Derivados aromáticos especiais (NO=27); FLA, Flavonóides (NO=28); DCLA, Derivados de cadeia longa da via do acetato (NO=4) e TER, Terpenóides (NO=79).

A biossíntese dos metabólitos especiais de Bignonieae baseia-se,

principalmente, na rota do ácido acético (NO=95), sendo a relação

chiquimato/acetato de 0,28.

Os metabólitos derivados da via do acetato registrados são terpenóides

(NO=79), quinonas (NO=9), todas naftoquinonas, derivados de cadeia longa da via

do acetato (NO=4) e alcalóides derivados da via do ácido acético (NO=3) (Figura 45,

pág. 59).

3,16

4,21

6,12

9,47

83,16

0 20 40 60 80 100

NO%

ALCK

DAC

XAN

NAF

TER

Figura 45. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais derivados da rota do acetato encontrados em Bignonieae. TER, Terpenóides (NO=79); NAF, Naftoquinonas (NO=9); DCLA, Derivados de cadeia longa da via do acetato (NO=4) e ALCK, Alcalóides derivados do Ciclo de Krebs (NO=3).

59

A química terpenoídica, a mais bem expressa dentro da tribo, é composta

principalmente por iridóides carbocíclicos (NO=40) onde doze são do tipo C10 e vinte

e oito do tipo Nor-C11, triterpenos pentacíclicos (NO=25). Ocorrem também esteróis

(NO=13) e diterpenos (NO=1) no gênero Tanaecium Sw. (Figura 46, pág. 59).

1,27

16,46

31,65

35,44

15,19

0 10 20 30 40

DIT

EST

TRI

Nor-C11

C10

NO%

Figura 46. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de terpenóides encontrados em Bignonieae. C10; Iridóides carbocíclicos com 10 átomos de carbono (NO=12); Nor-C11; Noriridóides que perderam o átomo de carbono 11(NO=28); TRI, Triterpenóides pentacíclicos (NO=25); EST, Esteróis (NO=13) e DIT; Diterpenos (NO=1).

Os metabólitos oriundos da via do ácido chiquímico são os derivados

aromáticos especiais (NO=27), que se dividem em C6-C3 (NO=10), C6-C2 (NO=15) e

C6-C1 (NO=2) (Figura 47, pág. 59).

7,41

55,55

37,04

0 20 40 60

NO%

C6C1

C6C2

C6C3

Figura 47. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de metabólitos especiais derivados da rota do chiquimato encontrados em Bignonieae. C6-C3, Derivados do ácido cinâmico (NO=10); C6-C2, Derivados de acetofenona (NO=15); C6-C1, Derivados do ácido benzóico (NO=2).

A química flavonoídica da tribo Bignonieae é composta principalmente por

flavonas (NO=9) e diidroflavonas (NO=8). Ocorrem também flavonóis (NO=5),

60

antocianinas (NO=4), todas essas encontradas no gênero Arrabidaea, e flavan-3,4-

dióis (NO=2), encontradas no gênero Bignonia (Figura 48, pág. 60).

7,14

14,29

17,86

28,57

32,14

0 10 20 30 40

NO%

FLVA

ANTO

FNOL

HFON

FONA

Figura 48. Percentagens dos números de ocorrência (NO%) de flavonóides em Bignonieae. FONA, Flavonas (NO=9); HFON, Diidroflavonas (NO=8); FNOL, Flavonóis (NO=5); ANTO, Antocianinas (NO=4) e FLVA, Flavan-3,4-diol (NO=2).

A tribo Bignonieae apresenta flavonas OMe (NO=6) e com OH livre (NO=3);

flavonóis OGlc (NO=4) e com proteção dupla (NO=1); antocianinas metoxiladas

(OMe) (NO=4) e diidroflavonas metoxiladas (OMe) (NO=6) e com proteção dupla

(NO=2) (Tabela 7, pág. 60). Tabela 7. Distribuição dos padrões de proteção das hidroxilas flavonoídicas em Bignonieae. FONA, Flavonas; FNOL. Flavonóis; HFON, Diidroflavonas; ANTO, Antocianinas; O-Me; Hidroxila flavonoídica protegida por metilação; O-Glc, Hidroxila flavonoídica protegida por glicosilação; O-Me/O-Glc, Hidroxila flavonoídica com proteção dupla e OH livre, Hidroxila flavonoídica desprotegida.

Flavonóides O-Me O-Glc O-Me/O-Glc OH livre FONA 6 0 0 3 FNOL 0 4 1 0 HFON 6 0 2 0 ANTO 4 0 0 0

Similaridade química entre as tribos de Bignoniaceae Através da análise do coeficiente de Jaccard pode-se obter um dendograma

cuja média de similaridade é de 0,374 (Figura 49, pág. 63). Já para a análise através

do coeficiente de Dice, obteve-se um dendograma cuja média de similaridade foi

0,533 (Figura 50, pág. 64).

As tribos Bignonieae e Tecomeae formam um agrupamento cuja similaridade

é de 0,58 por Jaccard e 0,73 por Dice, sendo esses valores os maiores encontrados

para a família. A similaridade desse agrupamento para com a tribo Oroxyleae é 0,50

61

por Jaccard e 0,65 por Dice. Já as tribos Coleeae e Crescentieae também formam

um agrupamento onde a similaridade é 0,54 por Jaccard e 0,70 por Dice. O grupo

formado pelas tribos Bignonieae, Tecomeae e Oroxyleae e o grupo formado pelas

tribos Coleeae e Crescentieae apresentam uma similaridade de 0,41 por Jaccard e

0,58 por Dice. A tribo Eccremocarpeae mantém baixa similaridade para com todas

as outras tribos, sendo 0,25 por Jaccard e 0,39 por Dice.

Apesar de utilizar dois coeficientes diferentes, os cladogramas para a

similaridade química entre as tribos de Bignoniaceae apresentaram-se similares.

Isso pode ser explicado devido ao fato de ambos os coeficientes desconsiderarem a

ausência conjunta (MEYER, 2002). O coeficiente de Jaccard compara o número de

presenças de caracteres comuns e o número total de caracteres envolvidos,

excluindo o número de ausências conjuntas. Já o coeficiente de Dice, considera

tanto as ocorrências de caracteres compartilhados por duas OTUs, assim como

caracteres presentes em apenas uma das OTUs analisadas, entretanto ele dá peso

2 para caracteres compartilhados.

É evidente que o coeficiente de Dice apresenta um problema, uma vez

que ele considera ausência, o que em sistemática não pode ser considerado como

caráter de parentesco, que é em suma o que se quer avaliar com a similaridade

química. Além disso, em termos de metabolismo nunca se pode afirmar com certeza

a ausência de um caráter químico. Porém o coeficiente Dice é um parâmetro muito

usado para a análise de níveis hierárquicos altos, acima de espécie.

Embora essas árvores sejam similares, o valor dos coeficientes de

similaridade é maior na análise de Dice, que é menos rígido por considerar também

as ausências.

Mesmo sem usar dados morfológicos, a análise química foi coerente com a

morfologia do grupo. As tribos Bignonieae e Tecomeae permaneceram no mesmo

clado, o que condiz com algumas de suas características morfológicas como ambas

terem frutos deiscentes, com dois lóculos e terem o septo paralelo às valvas em

Bignonieae e perpendicular às valvas em Tecomeae. A tribo Oroxyleae mostrou-se

próxima a Tecomeae e Bignonieae, o que pode ser confirmado através de

características morfológicas como fruto deiscente, com dois lóculos e septum

paralelo às valvas.

Já as tribos Coleeae e Crescentieae também formaram um único clado de

acordo com suas características químicas, o que foi corroborado pelo fato de ambas

62

serem compostas por árvores e arbustos que apresentam polinização por morcegos,

com frutos indeiscentes e carnosos ou raramente fibrosos, com córtex duro em

Coleeae e com frutos indeiscentes com córtex carnoso e caroço fibroso em

Crescentieae.

A tribo Eccremocarpeae apresentou-se ligada a todas as outras tribos. Ela

possui frutos deiscentes, uniloculares, sem septum e polinizados por abelhas

(FISCHER et al., 2004; GENTRY, 1980; LOHMANN, 2004; LOHMANN, 2006;

SPANGLER & OLMSTEAD, 1999). Essa tribo pode ter tido sua localização no

cladograma comprometida, uma vez que não tem muitos estudos químicos

realizados.

Comparando esses resultados com a análise filogenética feita por Spangler &

Olmstead (1999), percebem-se pontos em comum. A tribo Eccremocarpeae

apresenta-se ligada com todas as outras tribos. As tribos Crescentieae e Coleeae

formam um agrupamento, neste caso juntamente com algumas espécies de

Tecomeae, a qual se mostrou parafilética.

Além da coerência entre os clados de similaridade química e as

características morfológicas das tribos de Bignoniaceae, esses cladogramas

permitem prever a ocorrência de uma determinada classe de micromoléculas em

espécies dessa família. Esse estudo fornece, portanto, uma ótima ferramenta para

futuros estudos farmacológicos, quimio-ecológicos e, até mesmo, taxonômicos

envolvendo espécies de Bignoniaceae. Cabe aqui ressaltar a importância desses

cladogramas na racionalização da busca de moléculas bioativas nesse táxon

angiospérmico.

63

64

65

CONCLUSÕES

Análise dos diferentes parâmetros quimiossitemáticos para o universo de

dados reunidos para Bignoniaceae permite considerar o táxon dentro do grupo

evoluído de Dahlgren - Lamiiflorae.

• O perfil químico da família Bignoniaceae caracteriza-se pela ocorrência de

terpenóides, quinonas, derivados aromáticos especiais e flavonóides, sendo que a

biossíntese dos seus metabólitos especiais baseia-se, principalmente, na via do

ácido acético, o que está de acordo com o posicionamento da mesma entre as

angiospermas mais evoluídas.

• O Índice de Herbacidade encontrado para a família indica o hábito arbustivo

dominando sobre árvores, reforçando a lignificação do táxon. Entretanto o cálculo da

razão flavona/flavonol igual a 2,21 explica a predominância de uma química mais

evoluída para a família. Isso ocorre em famílias derivadas com retenção de

lenhosidade ou que manifestam “secundariamente” essa lenhosidade, isto é famílias

lenhosas que derivam de famílias mais herbáceas.

• Correlações entre a razão fo/fl e os parâmetros químicos de avanço evolutivo

(AEM, AEG, AEP e AED) para as tribos de Bignoniaceae mostraram que apesar

dessas apresentarem uma razão fo/fl alta, suas hidroxilas flavonoídicas encontram-

se, em sua grande maioria, desprotegidas e quando protegidas, o fazem

preferencialmente por metilação.

• Considerando as diferentes tribos da família, Bignonieae ocupa um lugar

destacado desde que suas espécies exploram, preferencialmente a rota biossintética

do ácido acético, com a produção maciça de iridóides; com uma baixa relação

chiquimato/acetato; uma relação elevada fo/fl; além de mostrar o maior IH. Além

disso, a química flavonoídica é composta principalmente por flavonas cuja proteção

de suas hidroxilas é feita por metilação. Esses dados corroboram a posição de

destacada evolução do grupo na família.

• A tribo Tecomeae é aquela que apresenta o perfil químico mais parecido com o

determinado para família, sendo a classe Iridóides um verdadeiro marcador

taxonômico para a família Bignoniaceae e para a tribo Tecomeae.

• A tribo Oroxyleae baseia-se na via do acetato. Chama atenção a relativa

abundância dos derivados de cadeia longa da via do acetato que se mostram como

66

verdadeiros marcadores taxonômicos para o grupo, apesar de essa ser a uma tribo

arbórea com IH=1.

• A tribo Eccremocarpeae ainda pouco estudada do ponto de vista químico

apresenta até agora uma química totalmente baseada na rota do acetato, embora

seu IH= 50,0 seja indicativo de hábito de fronteira, com representantes arbustivos.

• A tribo Crescentieae com um IH=13, produz flavonóides que têm suas hidroxilas

protegidas por glicosilação e mostra ausência de flavonas dados esse que poderiam

ser indicadores de uma certa primitividade do grupo, porém, a química da via do

ácido acético mostra-se dominante o que restringe conclusões mais categóricas

sobre o grupo.

• A tribo Coleeae tem o IH=13 e é a aquela que apresenta a maior quantidade de

derivados do ácido chiquímico da família, sendo a maioria lignanas, o que poderia

indicar certo grau de primitividade para a mesma, porém, a química da via do ácido

acético mostra-se dominante para o grupo.

• Através da análise dos coeficientes de Jaccard e Dice foram obtidos dendogramas

que mostram Tecomeae e Bignonieae formando um agrupamento, o qual possui

similaridade com a tribo Oroxyleae. As tribos Coleeae e Crescentieae também

formam um agrupamento. O grupo formado por Tecomeae, Bignonieae e Oroxyleae

e o grupo formado por Coleeae e Crescentieae apresentam certo grau de

similaridade. A tribo Eccremocarpeae mantém baixa similaridade para com todas as

outras tribos. Estes resultados mostraram-se coerentes com as características

morfológicas das tribos.

67

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