Global climate changes have undeniably affected tropical vegetation. Evidence points out an increase in the aridity and temperature in the Brazilian Cerrado, the largest and most diverse savanna on the planet, which could push the species in this region toward their thermal limits. Therefore, understanding the thermal tolerance of plant species in this region is needed for a deeper comprehension of Cerrado's vulnerability to global warming. In this context, the goal of this thesis was to analyze the response of the photosynthetic apparatus and the mechanisms of acclimation and regulation of photosynthesis in Cerrado tree species. Firstly, to overcome methodological limitations, a rapid and effective approach was developed to estimate the temperature dependency on the maximum leaf carboxylation capacity (Vcmax) in situ. In the second chapter, a temperature-dependent scaling factor for the "One-point method" (OPM-ρ) was proposed and tested on 31 species from both Brazilian savannas and the Amazon forest. The approach resulted in a reduction of the overestimation of the apparent Vcmax rate (V'cmax-ρ) at leaf temperatures above 35°C previously observed in the original OPM model. Additionally, in the third chapter, it was tested the use of V'cmax-ρ as an alternative to Vcmax from traditional A-Ci curves (net photosynthesis, A, vs intercellular CO2 concentration, Ci). As a result, using V'cmax-ρ at different temperatures (at least at 5 points) provided precise values for key temperature dependency parameters in photosynthesis: V'cmax-ρ at 25°C (V'cmaxρ_25), activation energy (Ea-ρ), entropy term (ΔS-ρ), deactivation energy (Hd-ρ), and optimal temperature for V'cmax-ρ (ToptV-ρ). In the fourth chapter, the components of acclimation to the temperature dependency of photosynthesis in Cerrado species in two contrasting regions were evaluated. The analyses focused on species in two opposite regions of the Cerrado, specifically in the northeast and southeast supercenters, contrasting in their climatic conditions. The study considered widely distributed species (occurring in both regions) and those restricted to each region. The difference in ToptV-ρ values between regions and the geographic distribution range of species (wide and restricted) was analyzed. Additionally, the influence of leaf concentrations of nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), and magnesium (Mg) on the regulation of ToptV-ρ was tested. In this chapter, it was observed that ToptV-ρ values did not differ between regions or geographic distribution of species. However, idiosyncratic relationships were identified between ToptV-ρ values and leaf P and K. Finally, in the fifth chapter, the role of thermal tolerance of photosystem II (PSII) in determining the upper limit of net photosynthetic (Asat) for the studied species was investigated. For the studied species, the temperature at which an initial decline (15%) and 50% of the maximum light-adapted efficiency of PSII (Fv'/Fm') occurred (Tcrit and T50, respectively), the optimal temperature for electron transport rate (ETR) and Asat (Topt_ETR and ToptA, respectively), and the thermal safety margin of PSII (SM) (the temperature range between Tcrit and Topt-ETR) were evaluated. Similar to ToptV-ρ values, a consistent PSII thermal tolerance was noted in all studied species, regardless of their geographical distributions. However, a positive relationship was identified between ToptA values with Tcrit, T50 and Topt_ETR. Additionally, it was found that Tcrit values consistently remained 2 to 5°C below Topt_ETR. These findings suggest that ecological strategies can multifacetedly influence the performance of Cerrado species, whose sensitivities vary across different biomes. It's further emphasized that OPM-ρ represents a significant advancement in the field, providing rapid photosynthesis measurements and valuable information on the deactivation energy of Rubisco. This information can potentially enhance the accuracy of ToptV-ρ estimates, which is crucial for global vegetation models.

As mudanças climáticas globais têm inegavelmente afetado a vegetação tropical. Evidências apontam para o aumento da aridez e da temperatura no Cerrado brasileiro, reconhecido como a maior e mais diversificada savana do planeta, o que pode levar as espécies nessa região a se aproximarem de seus limites térmicos. Portanto, faz-se necessário entender a tolerância térmica das espécies vegetais nessa região para uma compreensão mais profunda da vulnerabilidade do Cerrado frente ao aquecimento global. Nesse contexto, o objetivo dessa tese foi analisar a resposta do aparato fotossintético e dos mecanismos de aclimatação e regulação da fotossíntese em espécies arbóreas do Cerrado. Primeiramente, para superar limitações metodológicas, foi desenvolvida uma abordagem rápida e eficaz para estimar a dependência da temperatura na capacidade máxima de carboxilação (Vcmax) foliar in situ. No segundo capítulo, propôs-se a adoção de um fator de escala dependente da temperatura para o método "One-point" (OPM-ρ). Essa abordagem foi testada em 31 espécies provenientes tanto das savanas brasileiras quanto da floresta amazônica. Os resultados indicaram uma redução na superestimação da taxa aparente de Vcmax (V'cmax-ρ) em temperaturas foliares superiores a 35°C previamente observado no modelo original do OPM. Adicionalmente, no terceiro capitulo foi testado e validado o uso do V'cmax-ρ como alternativa ao Vcmax proveniente das tradicionais curvas A-Ci (fotossíntese líquida, A, vs concentração intercelular de CO2, Ci). Como resultado, foi demonstrado que o uso do V'cmax-ρ em diferentes temperaturas (pelo menos em 5 pontos) forneceu precisos valores de parâmetros chaves de dependência de temperatura na fotossíntese: V'cmax-ρ a 25°C (V'cmax-ρ_25), energia de ativação (Ea-ρ), termo de entropia (ΔS-ρ), energia de desativação (Hd-ρ) e temperatura ótima para V'cmax-ρ (ToptV-ρ). No quarto capítulo, foi avaliado os componentes da aclimatação da dependência da temperatura da fotossíntese de espécies do Cerrado em duas regiões contrastantes. Este estudo englobou espécies em duas regiões opostas do Cerrado, mais especificamente nos supercentros nordeste e sudeste, com condições climáticas contrastantes. O estudo considerou tanto espécies de distribuição ampla (que co-ocorrem em ambas as regiões) quanto aquelas restritas a cada uma delas. Foi analisada a diferença nos valores de ToptV-ρ entre regiões, e entre distribuição geográfica das espécies (ampla e restritas). Além disso, testou-se a influência das concentrações foliares de nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K) e magnésio (Mg) na regulação do ToptV-ρ. Observou-se que os valores de ToptV-ρ não divergiram entre regiões ou distribuição geográfica das espécies. No entanto, foram identificadas relações específicas entre os valores de ToptV-ρ e as concentrações foliares de P e K. Por fim, no capítulo cinco, foi investigado o papel da tolerância térmica do fotossistema II (PSII) na determinação do limite superior de temperatura da assimilação de carbono (Asat) para as espécies estudadas. Para as espécies estudadas, foram avaliadas a temperatura na qual ocorre um declínio inicial (15%) e 50% da eficiência máxima adaptada à luz do PSII (Fv'/Fm') (Tcrit e T50, respectivamente), a temperatura ótima para a taxa de transporte de elétrons (ETR) e Asat (Topt_ETR e ToptA, respectivamente), e a margem de segurança térmica do PSII (SM) (a faixa de temperatura entre Tcrit e Topt-ETR). Similarmente aos valores de ToptV-ρ, foi notada uma consistente tolerância térmica do PSII em todas as espécies estudadas, independentemente de suas distribuições geográficas. No entanto, identificou-se uma relação positiva entre os valores de ToptA com Tcrit, T50 e Topt_ETR. Adicionalmente, constatou-se que os valores de Tcrit consistentemente ficaram de 2 a 5°C abaixo de Topt_ETR. Essas descobertas sugerem que as estratégias ecológicas podem influenciar de maneira multifacetada o desempenho das espécies do Cerrado, cujas sensibilidades variam entre diferentes biomas. Ressalta-se ainda que o OPM-ρ representa um avanço significativo no campo, fornecendo medições rápidas da fotossíntese e informações valiosas sobre a energia de desativação da Rubisco. Essas informações têm potencial para aprimorar a precisão das estimativas de ToptV-ρ, crucial para os modelos de vegetação global.