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A madeira é um recurso renovável de extrema importância na sociedade atual devido à sua versatilidade como matéria-prima, apresentando impacto significativo na sustentabilidade ambiental e na economia, especialmente no Brasil, um país ainda com grandes reservas florestais e amplo potencial agrícola (Loconte 2018). A madeira, cientificamente designada como xilema secundário, é produzida pelas plantas com sementes a partir de um tecido meristemático secundário, conhecido como câmbio vascular, que gradualmente adiciona novas células a esse tecido, fazendo com que o caule e as raízes aumentem progressivamente em diâmetro (Evert 2006; Lucas et al. 2013). A análise anatômica da madeira revelou, ao longo de mais de um século de estudos, que a maioria dos táxons apresenta características anatômicas particulares, algo semelhante a uma “impressão digital”, que permite uma identificação segura dos táxons, inclusive no nível de espécie (IAWA Committe 1989; Yin et al. 2020).
De uma maneira geral, a identificação das espécies vegetais, incluindo árvores, é realizada por taxonomistas, principalmente, por meio da análise das estruturas reprodutivas, como flores e frutos, além das variações morfológicas encontradas nas folhas (Ribeiro et al. 1999; Souza e Lorenzi 2019). No entanto, quando essas informações não estão disponíveis, como no caso da análise de toras ou peças de madeira comercializadas, ou ainda de artefatos e estruturas históricas, arqueológicas e/ou artísticas, a identificação anatômica da madeira torna-se o meio mais viável, se não o único, para identificação segura das espécies (Koch et al. 2015; Souza et al. 2024).
Nos últimos anos, o Laboratório de Anatomia Vegetal da Universidade Federal de Pelotas tem experimentado um aumento significativo na demanda por identificação de material vegetal, especialmente amostras de madeira. Essa demanda provém da sociedade civil, madeireiras, centros de pesquisa ligados à restauração de obras de arte e imóveis históricos, muitos dos quais são tombados pelo IPHAN (Instituto do Patrimônio Histórico e Artístico Nacional), bem como vestígios de madeira e carvões de origem arqueológica. A identificação das madeiras, especialmente as utilizadas em esculturas, pode contribuir significativamente para a contextualização histórica e cultural das obras, fornecendo informações valiosas para a definição de escolas artísticas, regionalidades e possíveis atribuições. Além disso, essa identificação desempenha um papel crucial na recomendação de materiais para restauração. Conforme os Princípios para Conservação e Restauração do Patrimônio Construído em Madeira, adotados pelo Conselho Internacional de Monumentos e Sítios (ICOMOS) em 2017, qualquer substituição deve priorizar a mesma espécie de madeira utilizada originalmente, ou, na falta dela, espécies com propriedades semelhantes (Santos et al. 2023).
O Brasil se destaca como um dos principais produtores e exportadores de madeira globalmente (Loconte 2018). Com o objetivo de promover uma exploração mais sustentável dos recursos florestais, tem havido um esforço crescente para utilizar as florestas nativas de forma mais racional e sustentável, o que inclui o monitoramento de sua exploração. No entanto, durante a extração das árvores em áreas florestais, as empresas madeireiras geralmente identificam as espécies apenas pelos seus nomes comuns. Somente mais tarde, quando as peças são desdobradas nas madeireiras, são atribuídos os nomes científicos, resultando frequentemente em identificações equivocadas. A correta identificação das espécies, tanto pelas instituições de vigilância e controle quanto pelos produtores e consumidores, é crucial para compreender o que está sendo explorado e comercializado e, assim, para manter a integridade dos sistemas de gestão e de toda a cadeia produtiva (Souza et al. 2024).
O carvão, um recurso crucial para a análise das civilizações passadas, frequentemente é encontrado em excelente estado de conservação em sítios arqueológicos. Mesmo após milhares de anos de deposição, é possível analisar e identificar um fragmento de carvão, possibilitando a reconstrução do ambiente vegetal e fornecendo uma variedade de informações sobre a atividade humana. Essas informações englobam práticas tecnológicas e rituais, padrões de consumo de lenha, diversos usos da madeira, e outros aspectos relevantes (Scheel-Ybert 2020). No Rio Grande do Sul, uma considerável quantidade de vestígios de carvão tem sido registrada em estudos arqueológicos (e.g. Beuren et al. 2012; Ávila et al. 2017). A análise anatômica do carvão também contribui para a redução da extração ilegal de madeira de espécies nativas, especialmente aquelas protegidas por lei, ao identificar as espécies por meio das características anatômicas preservadas no carvão (Gonçalves et al., 2018). A identificação taxonômica do carvão é baseada na anatomia da madeira. Isso é possível devido à preservação da maioria dos caracteres anatômicos na madeira carbonizada (Gasson et al. 2017).
A identificação anatômica da madeira e do carvão, no entanto, depende da disponibilidade de bons materiais de referência, como coleções comparativas contendo espécimes modernos bem identificados, mas especialmente publicações sobre a anatomia da madeira e/ou do carvão (Scheel-Ybert 2016; Capucho e Scheel-Ybert 2024). No Brasil, essas bases de dados que agregam publicações com descrições anatômicas da madeira de espécies nativas incluem artigos, livros, chaves de identificação anatômica, bem como as xilotecas (coleções de amostras de madeira), e têm crescido, ainda que timidamente, nas últimas décadas (e.g. Siston et al. 2020; Brandes et al. 2021). Entretanto, quando contrastadas com a enorme biodiversidade presente no Brasil, esses dados ainda representam uma parcela minúscula sobre a nossa flora. A escassez de dados sobre as espécies nativas e utilizadas no Rio Grande do Sul dificulta a identificação de amostras de madeira e carvão de espécies da flora local, além de prejudicar o controle sobre o status de conservação e a exploração das espécies nativas, especialmente aquelas cujo corte é proibido. Essa lacuna de informações também contribui para a comercialização de madeiras com identificações duvidosas (Souza et al., 2024).

As amostras de madeira serão registradas e depositadas na Xiloteca do Instituto de Biologia da UFPel (PELw). Parte dessas amostras será amolecida por meio de cozimento em água com glicerina (9:1) e, posteriormente, seccionada em micrótomo para a realização das análises anatômicas. No caso de amostras muito pequenas ou que apresentem algum grau de deterioração, estas serão incluídas em parafina para melhor preservação das estruturas anatômicas, necessárias à descrição, análise e identificação da madeira. Serão considerados os três planos de corte para a análise anatômica: transversal, tangencial e radial, visando à obtenção das lâminas histológicas permanentes. A preparação das lâminas histológicas seguirá os métodos convencionais em anatomia da madeira descritos por Johansen (1940) e Sass (1951). As secções histológicas, com espessura entre 18-30 μm, serão obtidas utilizando um micrótomo de deslizamento Leica©. Estas secções serão clarificadas com hipoclorito de sódio (50%), coradas com safranina alcoólica a 1%, desidratadas em série alcoólica de 50% a 100% e montadas em bálsamo sintético de Canadá© ou Entellan©. Para a confecção de macerados e análise dos elementos celulares da madeira dissociados, será utilizado o método proposto por Franklin (1945), modificado por Kraus e Arduin (1997), com a aplicação de ácido acético e peróxido de hidrogênio.
Serão mensurados os seguintes parâmetros anatômicos quantitativos da madeira: vasos (densidade de vasos por milímetro quadrado, diâmetro tangencial, comprimento dos elementos de vasos, diâmetro das pontuações intervasculares e radiovasculares); fibras (comprimento, largura, espessura da parede e diâmetro das pontoações); e raios (quantidade de raios por milímetro, largura, altura em micrômetros e número de células). As medições da densidade de vasos serão realizadas utilizando o software ANATI QUANTI© (Aguiar et al., 2007), enquanto as demais medições serão feitas com o auxílio de um microscópio equipado com lente micrométrica. O número de medições para cada parâmetro quantitativo será fixado em n = 30. A terminologia empregada nas descrições anatômicas microscópicas seguirá as diretrizes do IAWA Committee (1989). A descrição macroscópica será realizada conforme as normas COPANT (1974), considerando ainda Ruffinatto et al. (2015) e Florsheim et al. (2020).
A análise de carvão proveniente de sítios arqueológicos será realizada por meio de análises em Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), uma técnica amplamente utilizada para investigar a estrutura anatômica de amostras vegetais carbonizadas, permitindo a identificação taxonômica, e a avaliação do estado de preservação, dados essenciais para estudos em diversas áreas, como arqueobotânica, paleoecologia e conservação do patrimônio. Para isso procedera-se com a seleção; limpeza; fratura das amostras nos planos anatômicos de interesse: transversal, tangencial e radial; montagem; fixação dos fragmentos em suportes metálicos utilizando fitas adesivas de carbono; e metalização.
Confecção de chaves de identificação anatômica da madeira – A identificação anatômica da madeira é realizada pela comparação dos parâmetros anatômicos entre uma amostra de identidade desconhecida ou incerta e uma base de dados contendo amostras corretamente identificadas. Para agilizar esse processo, são desenvolvidas ferramentas como chaves de identificação dicotômicas, que garantem o rigor científico necessário para essa análise (Espírito-Santo et al., 2013). Neste projeto, serão elaboradas chaves de identificação com base nas descrições microscópicas e macroscópicas das espécies analisadas. Tais chaves poderão ser criadas utilizando programas de computador e podem incluir recursos adicionais, como imagens e glossários, tornando-as mais acessíveis para usuários não especialistas (Espírito-Santo et al., 2013).

Este projeto de pesquisa busca alcançar uma série de resultados e impactos significativos, conforme descrito a seguir: i) Realizar o diagnóstico, sistematização e síntese da produção de conhecimento sobre a anatomia da madeira, com foco nas espécies nativas e cultivadas no Rio Grande do Sul; ii) Implementar e expandir a xiloteca e o laminário do Instituto de Biologia da UFPel, consolidando-os como uma coleção de referência para a identificação de madeiras; iii) Identificar madeiras comerciais utilizadas em obras de arte, construções históricas, vestígios de madeiras e carvões de sítios arqueológicos no Rio Grande do Sul, contribuindo para a preservação e conservação do patrimônio cultural e natural da região; iv) Elaborar cartilhas e desenvolver chaves de identificação anatômica da madeira, facilitando a identificação de espécies; v) Divulgar os resultados deste projeto para a comunidade científica e para a sociedade em geral, por meio de publicações em periódicos científicos e participação em eventos de divulgação científica, promovendo o compartilhamento do conhecimento gerado; vi) Ampliar a coleção de madeiras e o laminário da Xiloteca do Instituto de Biologia da UFPel (PELw), com ênfase na inclusão de amostras de espécies nativas e utilizadas no Rio Grande do Sul, enriquecendo o acervo disponível para pesquisas futuras; vii) Capacitar recursos humanos, proporcionando a participação de estudantes em programas de iniciação científica e extensão durante a execução do projeto, fomentando o desenvolvimento acadêmico e científico de jovens pesquisadores. Esses resultados e impactos são essenciais para o avanço do entendimento sobre a anatomia da madeira e sua aplicação em diversas áreas do conhecimento no Rio Grande do Sul.