Brazilian savanna forest : conservation, medicinal reservoir and bioprospecting

Abstract

This study aimed to analyse the Brazilian savanna forest from a Legal Reserve (LR) area from a perspective of conservation, reservoir of organic carbon and medicinal biomass for a prospective use of native medicinal plants. An ethnobotanical and ethnopharmacological survey was carried out close to a community settled in the rural area in the south of Tocantins, being selected 9 of the most cited species (cajuí- Anacardium othonianum; inharé-Brosimum gaudichaudii; jatobá-Hymenaeae courbaril; jenipapo-Genipa americana, aroeira-Myracrodruon urundeuva; negramina-Siparuna guianensis; barbatimão- Stryphnodendron obovatum; assa peixe-Vernonia brasiliana, embaúba-Cecropia pachystachya). Crude foliar extracts were subjected to a preliminary phytochemical prospection and triage of secondary metabolites with antimicrobial activity of potential interest in health and familiar agriculture. Phenolic compounds, terpenes and flavonoids were detected in the extracts of most species, which suggests the presence of antimicrobial, antioxidant and anti-insect activities. It was evident the need to better know the LR as a reservoir of medicinal biomass in an area under ecological tension where 35% (610ha) of the property is LR and should be protected by law. Therefore, a forest inventory of live woody species was performed using the allometric or indirect method. This identified a rare remnant of Semidecidual Seasonal Forest amidst the largest world savannah, the Cerrado biome. An analysis of the forest average productivity per basal area (m².ha), aerial live biomass (ton.ha-1) and carbon stock was carried out. The forest fragment was considered relatively rich in species and diversity, although showing signs of disturbance and dominance by a few species. Its horizontal structure suggests biotic regeneration conditions. It is an important reservoir of medicinal plants. Of the families (57.5%) presenting medicinal species, 19 from a total of 33 are represented in the area and contain 44% (27) of the total species (61) and 63% (432) of the total individuals catalogued. Medicinal species have ecological importance for the equilibrium of the local flora and represent 80% of the 10 species with higher Importance Value Index (IVI): Tetragastris altissima, Chrysophyllum marginatum, Oenocarpus distichus, Sclerolobium paniculatum, Simarouba versicolor, Alibertia macrophylla, Siparuna guianensis, Maprounea guianensis, Licania parvifolia e Physocalymma scaberrimum. Medicinal productivity was high for this type of phytophysionomy: 183,2 ton. ha-1 of biomass and 91,51 ton. ha-1 of carbon representing 66% of the total biomass and carbon of this Cerrado forest. From this stage S. guianensis (Siparunaceae) was selected for performing bioassays in order to verify its biological activity against microorganisms of health and agricultural relevance. This is a native aromatic medicinal plant recommended as priority for conservation, with local popular medicinal validation and availability of medicinal feedstock (3300 Kg.ha-1), with the foliar fraction giving 38Kg/ha of crude extract and 5L/ha of essential oil. Foliar crude extracts and essential oil were obtained and tested in vitro using a disk diffusion bioassay. Different concentrations of these natural products were tested against gram-positive bacteria (Staphylococcus aureus ATCC 29213), gram-negative bacteria (Escherichia coli ATCC 25922 and ATCC 35218; Pseudomonas aeruginosa ATCC 10145) and fungi (Candida albicans ATCC 6258 e Fusarium oxysporum). The essential oil inhibited the growth of S. aureus in its crude concentration (380μg.mL-1), as well as diluted to half (190μg.mL-1) and a quarter strength (95μg.mL-1). It’s likely that such action is due to sesquiterpenes major components, such as bisabolol and bisabolene (10.35%), measured by gas chromatography (GC-MS, GC-FID). Extracts did not exhibit any antimicrobial activity against the microorganisms tested. The native medicinal plants prospective market is an alternative that favours the conservation of biodiversity while generating benefits for the development of sustainable family productive activities within local ecosystems instead of the current inappropriate uses. This strengthens conservation policies of Legal Reserve in rural settlements and is in agreement with public policy on global warming and climate changes.

O estudo objetivou analisar floresta de área de Reserva Legal (RL) de savana brasileira na perspectiva da conservação, reservatório de carbono orgânico e biomassa medicinal para uso prospectivo das plantas medicinais nativas. Foi realizado levantamento etnobotânico e etnofarmacológico junto à comunidade assentada em área rural do Estado do Tocantins, sendo eleitas 9 espécies mais citadas (cajuí-Anacardium othonianum; inharé-Brosimum gaudichaudii; jatobá-Hymenaeae courbaril; jenipapo-Genipa americana, aroeira-Myracrodruon urundeuva; negramina-Siparuna guianensis; barbatimão-Stryphnodendron obovatum; assa peixe-Vernonia brasiliana, embaúba-Cecropia pachystachya). Foi feita a prospecção fitoquímica preliminar dos extratos brutos foliares e triagem dos metabolitos secundários potenciais de atividades antimicrobianas. Os compostos fenólicos, terpenos e flavonoídicos apresentaram positividade nos extratos da maioria das espécies, sugerindo atividades antimicrobianas, antioxidantes e contra insetos. A RL é criada por lei e ocupa localmente 35% da propriedade rural, tornando-se importante reservatório de biomassa medicinal, mas está sob tensão ecológica. Nela foi realizado inventário florestal de espécies lenhosas arbórea-arbustivas vivas usando o método alométrico, identificando raro remanescente de Floresta Estacional Semidecídua em meio à maior savana mundial, o Bioma Cerrado. Foi feita a análise da produtividade média da floresta pela área basal (m².ha), biomassa (ton.ha-1) aérea viva e estoque de carbono (ton.ha-1). O fragmento de floresta foi considerado relativamente rico em espécies e diversidade ainda mantida, mas com sinais de distúrbios e dominada por poucas espécies. Sua estrutura horizontal é sugestiva de condições de regeneração biótica. É um importante reservatório de plantas medicinais: mais da metade (57,5%) das famílias são de espécies medicinais, 19 de um total de 33; guardam 44% (27) do total de espécies (61) e 63% (432) do total de indivíduos (686) inventariados. As espécies medicinais têm importância ecológica para o equilíbrio da flora local, onde 80% estiveram representadas dentre as 10 espécies de maior Índice de Valor de Importância (IVI): Tetragastris altissima, Chrysophyllum marginatum, Oenocarpus distichus, Sclerolobium paniculatum, Simarouba versicolor, Alibertia macrophylla, Siparuna guianensis, Maprounea guianensis, Licania parvifolia e Physocalymma scaberrimum. A produtividade medicinal foi alta para este tipo de fitofisionomia: biomassa de 183,2 ton. ha-1 e carbono de 91,51 ton. ha-1 representando 66% de toda biomassa e carbono desta floresta de Cerrado. Desta etapa foi eleita S. guianensis (Siparunaceae) para realização de bioensaio objetivando verificar atividade biológica frente aos microorganismos de interesse da agricultura familiar e da saude, sendo uma espécie medicinal aromática nativa e recomendada como prioritária de conservação, com validação medicinal popular local e disponibilidade de matéria prima medicinal (3300 Kg.ha-1), conferindo a fração foliar 38Kg/ha de extrato bruto e 5L/ha de óleo essencial. Extratos brutos e óleo essencial foliar foram obtidos e testados em bioensaio in vitro feito por difusão em disco, utilizando diferentes concentrações dos produtos naturais frente a bactérias gram-positivas (Staphylococcus aureus ATCC 29213), bactérias gram-negativas (Escherichia. coli ATCC 25922 e ATCC 35218; Pseudomonas aeruginosa ATCC 10145) e fungos (Candida albicans ATCC 6258 e Fusarium oxysporum). O óleo essencial inibiu o crescimento bacteriano de S. aureus nas concentrações brutas (380μg. mL-1), diluído a metade (190μg.mL-1) e a um quarto (95μg.mL-1). É provável que tal ação seja devido aos componentes majoritários sesquiterpenos, como bisabolol e bisaboleno (10,35%), avaliados por cromatografia gasosa (CG-SM; CG-FID). Para os extratos não houve positividade quanto à ação antimicrobiana. Estudos prospectivos envolvendo plantas medicinais nativas podem ajudar na conservação da biodiversidade, gerando subsídios para o desenvolvimento de atividades produtivas familiares sustentáveis no âmbito de ecossistemas locais em lugar dos usos inadequados atualmente praticados. Isto fortalece a politica de conservação de RL em assentamentos rurais e está em sintonia com a política pública de aquecimento global e mudanças climáticas.